(57)【要約】【課題】照射する光の波長に応じて光照射ユニットを交換する光音響プローブにおいて、被検体に接触した状態のままユニット交換を可能にする技術を提供する。【解決手段】被検体に照射するための光を発生させる光源と、前記光源から出た光が被検体に照射されることで被検体から発生した光音響波を受信する受信部と被検体に当接する当接部を備えるプローブ本体と、プローブ本体および光源が取り付けられるアタッチメントを備え、光源は、当接部から見て被検体とは異なる側から、アタッチメントに着脱される光音響プローブを用いる。【選択図】図１
2019097657.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体に照射するための光を発生させる光源と、
前記光源から出た光が前記被検体に照射されることで前記被検体から発生した光音響波を受信する受信部と前記被検体に当接する当接部を備えるプローブ本体と、
前記プローブ本体および前記光源が取り付けられるアタッチメントと、
を有し、
前記光源は、前記当接部から見て前記被検体とは異なる側から、前記アタッチメントに着脱される
ことを特徴とする光音響プローブ。
【請求項２】
前記アタッチメントは、前記プローブ本体が取り付けられるプローブ取付部、および、前記光源が取り付けられる光源取付部を有する
ことを特徴とする請求項１に記載の光音響プローブ。
【請求項３】
前記アタッチメントは、前記プローブ取付部に対する前記光源取付部の角度を変更する角度変更機構を有する
ことを特徴とする請求項２に記載の光音響プローブ。
【請求項４】
前記光源が前記被検体に光を照射する照射部をさらに有し、前記光源取付部は、前記光源取付部の角度の変更を検知する角度検知部と、前記角度検知部からの出力に基づいて、前記照射部が前記被検体に照射する光の角度をさらに変更する第二の角度変更機構とを有する
ことを特徴とする請求項３に記載の光音響プローブ。
【請求項５】
前記光源は、前記光を照射する方向を変更する光学系を有する
ことを特徴とする請求項３に記載の光音響プローブ。
【請求項６】
前記角度変更機構は、前記プローブ取付部と前記光源取付部を連通する軸と、前記光源取付部の角度を固定するストッパーとを含む
ことを特徴とする請求項３ないし５のいずれか１項に記載の光音響プローブ。
【請求項７】
前記光源を前記アタッチメントに着脱する方向を第１の方向とするとき、前記光源を前記第１の方向を軸として反転させてから前記アタッチメントに取り付けることで、前記光が照射される方向が変化する
ことを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載の光音響プローブ。
【請求項８】
前記光源は、当該光源において分岐した光を出射する第二の照射部を有し、
前記アタッチメントは、前記光源が取り付けられた状態で前記第二の照射部からの光を受信できる受光部を有する
ことを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１項に記載の光音響プローブ。
【請求項９】
前記光源が前記被検体に光を照射する照射部をさらに有し、
前記光源取付部は、前記光源が挿入される光源収納部であり、
前記光源収納部のうち前記照射部に対向する部分には、前記光を透過する窓部材が配置されている
ことを特徴とする請求項２に記載の光音響プローブ。
【請求項１０】
前記光源には、前記アタッチメントに対する前記光源の取り付け状態を検知するリミットスイッチが設けられている
ことを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１項に記載の光音響プローブ。
【請求項１１】
前記アタッチメントには、前記アタッチメントに対する前記光源の取り付け状態を検知するリミットスイッチが設けられている
ことを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１項に記載の光音響プローブ。
【請求項１２】
前記アタッチメントは、複数の前記光源を取り付け可能である
ことを特徴とする請求項１ないし１１のいずれか１項に記載の光音響プローブ。
【請求項１３】
前記アタッチメントは、前記光源を、被検体表面に対する略法線方向、または、前記被検体表面に沿った方向に移動させる移動機構を備える
ことを特徴とする請求項１ないし１２のいずれか１項に記載の光音響プローブ。
【請求項１４】
被検体に照射するための光を発生させる光源と、
前記光源から出た光が前記被検体に照射されることで前記被検体から発生した光音響波を受信する受信部と前記被検体に当接する当接部を備えるプローブ本体と、
前記プローブ本体および前記光源が取り付けられるアタッチメントと、
を備え、
前記当接部を前記被検体に当接させた状態で、前記光源を前記アタッチメントに着脱可能である
ことを特徴とする光音響プローブ。
【請求項１５】
被検体に照射するための光を発生させる光源と、前記光源から出た光が前記被検体に照射されることで前記被検体から発生した光音響波を受信する受信部と前記被検体に当接する当接部を備えるプローブ本体と、が取り付けられるアタッチメントであって、  
前記光源は、前記当接部から見て前記被検体とは異なる側から着脱される
ことを特徴とするアタッチメント。
【請求項１６】
被検体に照射するための光を発生させる光源と、前記光源から出た光が前記被検体に照射されることで前記被検体から発生した光音響波を受信する受信部と前記被検体に当接する当接部を備えるプローブ本体と、が取り付けられるアタッチメントであって、  
前記当接部を前記被検体に当接させた状態で、前記光源を着脱可能である
ことを特徴とするアタッチメント。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光音響プローブおよびアタッチメントに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、医療分野で、光音響効果を利用して被検体内部の形態や機能を画像化する光音響装置が研究されている。このような従来の光音響装置では、使用者の指示を受けると、光音響装置内部のコントローラが光源の駆動回路に信号を送り、パルス光を発光させる。このパルス光が導光手段を介して被検体に照射されると、光音響波が発生する。この光音響波は、被検体に接触したプローブに含まれる受信素子により受信され、光音響信号と呼ばれる電気信号に変換される。コントローラはこの光音響信号に対して信号処理および画像再構成処理を行い、被検体の初期音圧や吸収係数を算出する。また、複数の互いに異なる波長のパルス光それぞれに由来する吸収係数を用いて、酸素飽和度を算出することも可能である。光音響装置は、これらの被検体情報に基づく診断画像を使用者に提示する。
【０００３】
光音響装置において、受信素子を備えるプローブが、さらに被検体に光を照射する照射部を備える場合がある。このような光音響プローブは、特にハンドヘルド型のプローブに好ましく適用される。医師等のユーザがハンドヘルド型の光音響プローブを用いて被検体を測定する場合、プローブの受信部を被検体に押し当てながら光を照射して光音響波を受信する。
【０００４】
特許文献１には、光を照射するＬＥＤ光源部と、光音響波を受信する受信素子とを備える光音響プローブが記載されている。さらに、特許文献１においては、ＬＥＤ光源部を含む光照射ユニットをアタッチメント化して、超音波プローブ本体に対して着脱可能にすることで、光音響プローブを構成している。これにより複数の波長を容易に切り替え可能となるため、高価な波長可変光源を用いる必要がなく、コストを低減できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１６−０４９２１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ここで、被検体の酸素飽和度を精度良く求めるためには、複数の波長の光を被検体上のなるべく同じ位置に照射することが好ましい。よって、波長を切り替える際に、なるべく光音響プローブと被検体との位置関係がずれないようにする必要がある。そのためには、特許文献１のような構成の場合、光音響プローブを被検体に接触させたまま光照射ユニットを着脱できることが望まれる。
【０００７】
しかし、特許文献１の光音響プローブは、超音波プローブ本体が音響波を送受信する方向と垂直な方向にアタッチメントをスライドさせて、超音波プローブ本体に固定する構成となっている。したがって、超音波プローブ本体の受信部を被検体に接触させたままアタッチメントを着脱することは難しく、一旦プローブを被検体から離す必要がある。その結果、波長切り替えの前後における、プローブと被検体との位置関係の再現性が低下してしまう。
【０００８】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、照射する光の波長に応じて光照射ユニットを交換する光音響プローブにおいて、被検体に接触した状態のままユニ
ット交換を可能にする技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、以下の構成を採用する。すなわち、
被検体に照射するための光を発生させる光源と、
前記光源から出た光が前記被検体に照射されることで前記被検体から発生した光音響波を受信する受信部と前記被検体に当接する当接部を備えるプローブ本体と、
前記プローブ本体および前記光源が取り付けられるアタッチメントと、を備え、
前記光源は、前記当接部から見て前記被検体とは異なる側から、前記アタッチメントに着脱される
ことを特徴とする光音響プローブである。
【００１０】
本発明は、また、以下の構成を採用する。すなわち、
被検体に照射するための光を発生させる光源と、
前記光源から出た光が前記被検体に照射されることで前記被検体から発生した光音響波を受信する受信部と前記被検体に当接する当接部を備えるプローブ本体と、
前記プローブ本体および前記光源が取り付けられるアタッチメントと、
を備え、
前記当接部を前記被検体に当接させた状態で、前記光源を前記アタッチメントに着脱可能である
ことを特徴とする光音響プローブである。
【００１１】
本発明は、また、以下の構成を採用する。すなわち、
被検体に照射するための光を発生させる光源と、前記光源から出た光が前記被検体に照射されることで前記被検体から発生した光音響波を受信する受信部と前記被検体に当接する当接部を備えるプローブ本体と、が取り付けられるアタッチメントであって、
前記光源は、前記当接部から見て前記被検体とは異なる側から着脱される
ことを特徴とするアタッチメントである。
【００１２】
本発明は、また、以下の構成を採用する。すなわち、
被検体に照射するための光を発生させる光源と、前記光源から出た光が前記被検体に照射されることで前記被検体から発生した光音響波を受信する受信部と前記被検体に当接する当接部を備えるプローブ本体と、が取り付けられるアタッチメントであって、
前記当接部を前記被検体に当接させた状態で、前記光源を着脱可能である
ことを特徴とするアタッチメントである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、照射する光の波長に応じて光照射ユニットを交換する光音響プローブにおいて、被検体に接触した状態のままユニット交換を可能にする技術を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施例１に係る光音響装置の構成図である。
【図２】光源ユニットをアタッチメンチに対して回転させた状態を示した図である。
【図３】光源収納部の側面図及び断面図である。
【図４】光源を光源収納部へ挿入する時の概略図である。
【図５】プローブの両側に光源ユニットを配置した構成例の断面図である。
【図６】光源からの光照射方向を一定とする構成の概略図である。
【図７】光源からの光照射方向を一定とする別の構成の概略図である。
【図８】実施例２に係る光音響装置の構成図である。
【図９】実施例３に係る光音響装置の構成図である。
【図１０】リミットスイッチの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に図面を参照しつつ、本発明の好適な実施の形態について説明する。ただし、以下に記載されている構成部品の寸法、材質、形状およびそれらの相対配置などは、発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものである。よって、この発明の範囲を以下の記載に限定する趣旨のものではない。
【００１６】
本発明は、被検体から伝播する音響波を検出し、被検体内部の特性情報（被検体情報）を生成し、取得する技術に関する。よって本発明は、音響波装置またはその制御方法、被検体情報取得装置またはその制御方法として捉えられる。本発明はまた、被検体情報取得方法や信号処理方法として捉えられる。本発明はまた、被検体内部の画像情報を処理する画像情報処理装置または画像情報処理方法として捉えられる。本発明はまた、これらの方法をＣＰＵやメモリ等のハードウェア資源を備える情報処理装置に実行させるプログラムや、そのプログラムを格納した、コンピュータにより読み取り可能な非一時的な記憶媒体としても捉えられる。
【００１７】
本発明の被検体情報取得装置には、被検体に光（電磁波）を照射することにより被検体内で発生した音響波を受信して、被検体の特性情報を画像データとして取得する光音響効果を利用した光音響装置を含む。この場合、特性情報とは、受信された光音響波に由来する信号を用いて生成される、被検体内の複数位置のそれぞれに対応する特性値の情報である。
【００１８】
このとき取得される特性情報は、光照射によって生じた音響波の発生源分布、被検体内の初期音圧分布、あるいは初期音圧分布から導かれる光エネルギー吸収密度分布や吸収係数分布、組織を構成する物質の濃度分布を示す。物質の濃度分布とは、例えば、酸素飽和度分布、トータルヘモグロビン濃度分布、酸化・還元ヘモグロビン濃度分布などである。
【００１９】
複数位置の被検体情報である特性情報を、２次元または３次元の特性分布として取得してもよい。特性分布は被検体内の特性情報を示す画像データとして生成され得る。画像データは例えば、画像再構成による３次元ボリュームデータとして生成される。
【００２０】
本発明でいう音響波とは、典型的には超音波であり、音波、音響波と呼ばれる弾性波を含む。トランスデューサ等により音響波から変換された信号（例えば電気信号）を音響信号または受信信号とも呼ぶ。ただし、本明細書における超音波または音響波という記載は、それらの弾性波の波長を限定する意図ではない。光音響効果により発生した音響波は、光音響波または光超音波と呼ばれる。光音響波に由来する信号（例えば電気信号）を光音響信号とも呼ぶ。光音響信号から画像再構成等により生成された画像を、光音響画像と呼ぶ。
【００２１】
＜実施例１＞
図１は本実施例に係る光音響装置の構成図である。図１（ａ）は、被検体１００に光音響装置の光音響プローブを当てた状態を、上方から（光音響プローブから見て、被検体とは逆側から）見た斜視図である。図１（ｂ）は、光音響装置の一部である光音響プローブを、下方から（光音響プローブから見て、被検体と同じ側から）見た斜視図である。
【００２２】
符号１は、操作者が手に持って光音響信号を受信する超音波プローブである。プローブ１のことを「光音響プローブ」と呼んでも良いし、後述するようにプローブ１に光照射ユニットがアタッチメントによって装着された状態を「光音響プローブ」と呼んでも良い。
プローブ１はプローブ本体１０とプローブケーブル１１からなり、図示していないコネクタにより演算ユニット８０に接続されている。
【００２３】
被検体からの音響波はプローブ１で受信され電気信号（光音響信号）に変換される。プローブ本体１０は、その内部にケーブル、電子回路、受信素子などを収容可能な筐体を有している。プローブ筐体内部または演算ユニット内部に、電気信号を増幅したりデジタル変換したりする処理回路を設けても良い。光音響プローブをハンドヘルド方式で利用する場合、筐体に手持ち用の把持部を形成する。その場合、受信素子を含む受信部は通常、把持部の反対側に配置される。受信部は、光源から出た光が被検体に照射されることで被検体から発生した光音響波を受信するものである。
受信部は受信素子の数などに応じて、平面状の受信面や、突出したコンベックス形状などの形状を取る。筐体の材質は任意であり、例えば樹脂材を利用できる。
【００２４】
受信素子としては、光音響波を光音響信号に変換できれば何を用いてもよく、例えば圧電素子やＣＭＵＴなどが好適である。受信素子を用いて被検体に超音波を送受信することで、光音響測定に加えて超音波エコー測定を実施できる。プローブ本体は受信部の他に、被検体に当接する当接部１３を有する。当接部１３は受信部の素子の保護や、受信部と被検体の間を音響整合させる。また、光源からの光に対して、極力ノイズとなるような光音響波を出さないことが好ましい。当接部１３として例えば、音響整合機能や素子保護機能を持つ樹脂やシリコンやゴム、音響波を収束させる音響レンズ、これらの組み合わせを用いることができる。
【００２５】
受信素子から出力された電気信号は、演算ユニット８０により初期音圧分布、光エネルギー吸収係数分布などの情報に処理され、画像化される。画像は表示ユニット９０により操作者に提示される。演算ユニット８０としては、プロセッサやメモリなどの演算資源を備え、プログラムの指示に従って動作する情報処理装置（ＰＣやワークステーションなど）を利用できる。画像化の際には、整相加算法やフーリエ変換法など任意の画像再構成方法を採用できる。演算ユニット８０は、画像再構成処理の他に、光音響測定の条件設定を行う設定部や、光照射や光音響信号取得のタイミングを制御するタイミング制御部や、光源の角度を制御する角度制御部を兼ねていても良い。表示ユニット９０としては、液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイなど任意の表示装置を利用できる。
【００２６】
プローブ本体１０の先端、すなわち被検体に接する当接部の側には、後述の光源を取り付けるためのアタッチメントが配置されている。アタッチメントは、プローブ本体に固定するためのパートであるアタッチメントユニット２と、光源を収納する光源ユニット３で構成される。アタッチメントユニット２はアタッチメントパート２１、アタッチメントパート２２で構成される。アタッチメントパート２１とアタッチメントパート２２はプローブ本体１０を挟み込むことが可能に構成される。また、アタッチメントパート２１とアタッチメントパート２２は、プローブ本体１０を挟持した状態で、プローブ本体１０に対して位置ずれしないように固定可能である。アタッチメントユニットは本発明のプローブ取付部に、光源ユニットは本発明の光源取付部に相当する。
【００２７】
アタッチメントユニット２には光源ユニット３が取り付けられている。符号３１は光源を着脱可能に収納するための光源収納部３１である。光源収納部３１の上部には開閉可能なカバー３２が設けられている。カバー３２には、閉じたときに光源収納部３１の内部が密閉状態となるように、図示していないシーリング部を有する。このように構成することで、プローブ１と被検体１００との音響マッチングを取るために用いられるマッチング剤が回り込んで、光源ユニット３の内部に侵入することを防止できる。
【００２８】
アタッチメントにプローブ本体と光源が取り付けられた状態において、プローブの受信
部および当接部、ならびに光源の照射部は、被検体から見て、アタッチメントに対して同じ側に配置される。これをプローブの当接部から見ると、光源は、被検体とは異なる側からアタッチメントに着脱される。本図の光音響プローブでは、アタッチメントパート２１および２２の一部と、プローブ本体１０の受信部と、光源収納部３１のうち窓３４を含む一部とが、概ね同じ平面に配置される。受信部は、アタッチメントパート２１および２２の間から音響波を送受信する。光源は被検体に光を照射するための光を発生させ、窓３４を介して光を出射する。本図の例では、各アタッチメントパートに挟持されたプローブ本体の当接部が直接被検体に当接している。しかし、アタッチメントに音響波透過性の膜などを設けて、プローブ本体をジェルや水による濡れから保護しても良い。そのような、当接部が膜などを介して被検体に対向している場合についても、本明細書の「被検体と当接部の当接」に含むものとする。
【００２９】
図１（ｂ）は、プローブと光源が装着されたアタッチメントユニットを、被検体に接する側から見た様子である。被検体側からは、プローブ１の当接部１３が見えている。また、窓３４を介して、光源の照射部と被検体とは対向する。光源ユニット３の被検体１００に接する側には、光源の照射部からの光を被検体に透過させるための開口が設けられる。その開口には、被検体とプローブとのマッチング剤が光源ユニット３の中へ侵入しないように、透明な窓３４（窓部材）が設けられている。窓３４は例えば、光を透過するアクリルで構成される。マッチング剤としてはジェルや水や油などを利用できる。
【００３０】
光源収納部３１は、アタッチメントパート２２と光源収納部３１を連通させる軸３１ａを回転軸として、アタッチメントパート２２に対して回転可能に構成されている。アタッチメントパート２２にはスリット２２ａが設けられており、このスリット２２ａを通して、回転ストッパー３３が光源収納部３１に取り付けられている。回転ストッパー３３と光源収納部３１はねじ嵌合しており、回転ストッパーを回すことで、アタッチメントユニット２と光源ユニット３とを固定または固定解除できる。
【００３１】
図２（ａ）は、光源ユニット３をアタッチメントユニット２に対して回転させた状態を示した斜視図である。図２（ｂ）は、図２（ａ）の状態における断面図である。光源ユニット３は任意の角度の位置で固定することができ、被検体１００への光の照射位置を変えることができる。軸３１ａ、スリット２２ａおよび回転ストッバー３３は、アタッチメントユニットに対する光源ユニットの角度を変化させる角度変更機構である。ここでは角度を固定するストッパーとしてスリットと回転ストッパーの組み合わせを用いたが、これに限られない。
【００３２】
図３（ａ）は本実施例における光源３５の斜視図である。図３（ｂ）および図３（ｃ）はそれぞれ、光源収納部３１の側面図及び断面図である。光源３５は、被検体の吸収しやすい波長のものが用いられる。被検体が生体の場合、光の波長は生体の窓と呼ばれる近赤外領域に属する、７００ｎｍ〜１２００ｎｍ程度が望ましい。この領域の光は比較的生体深部まで到達することができ、深部の情報を得ることができる。光源３５を小型化する観点からは半導体レーザ（ＬＤ）やＬＥＤなどが好適であるが、これらに限られない。
【００３３】
図３（ａ）において符号３５ａは、光源収納部３１に収納した際に、光源収納部３１に設けられた収納部側コネクタと接続され、光源３５に電源を供給するための光源側コネクタ３５ａである。この接続では、電源供給のほか、光源３５の情報を演算ユニット８０へ送信する信号ケーブルの接続も行われる。光源３５の情報としては、例えば波長や光源寿命、光量、発光周波数、１パルスあたりの発光時間が考えられる。これらの情報を受信し、表示ユニット９０で表示することで、光源３５の状態の確認や、意図しない波長の光源を入れて照射してしまうといった誤操作を防止できる。また、取得した画像と光源３５の情報を紐づけて演算ユニット８０で処理、保存等を行うことができる。
【００３４】
表示ユニット９０は、光源３５の情報を表示する以外に、光源３５が挿入されていない場合は、挿入されていない状態であることを表示しても良い。複数の種類のある光源３５の誤挿入防止のため、意図しない光源３５を入れてしまうことに対する対策としては、光源３５の外観面の少なくとも一部に、波長ごとに色分けした塗装部や、波長の数字または文字列、凹凸形状などを設けても良い。
【００３５】
光源３５からの光は出射口３５ｂから出射される。なお、出射口３５ｂへ出射される光の一部は、光源３５の内部で分岐され、光源３５の側面に設けられた光量測定用出射口３５ｃに導かれて出射される。図３（ｃ）に示すように、光源収納部３１の内面には、光源３５を収納した際に光量測定用出射口３５ｃと相対し、出射光を受光する受光部５１が備えられている。受光部５１と演算ユニット８０は、光量検出ケーブル５１ａで接続されており、受光部５１で検知した光源３５の光量情報が演算部８０に伝送される。光量が低下すると、被検体内部へ到達する光量が低下するため、被検体の深い位置からの信号が取得しにくくなり、画像の画質や信頼性が低下する。しかし、このように光量検知を行い光源３５の光量が低下していた場合、光源３５を駆動する電流値を変更したり、新しい光源に交換したりすることで、光量が低下した状態での信号取得を防止できる。出射口３５ｂは本発明の照射部に相当し、光量測定用出射口は第二の照射部に相当する。
【００３６】
なお、常に光量測定用出射口３５ｃに向けて光を分岐させる必要はない。少なくとも被検体情報を取得する場合は全光量を出射口３５ｂから出射できるように、分岐の有無を切り替え可能にしても良い。これにより、被検体情報取得時に被検体に照射される光量を低下させなくて済むため、ＳＮ比の良い被検体情報を取得できる。また、光量検知の場所は本実施例の場所に限らない。
【００３７】
図４（ａ）及び図４（ｂ）は光源３５を光源収納部３１へ挿入する時の概略図である。図４（ａ）はカバー３２を開けて光源３５を入れる様子を示した図である。光源収納部３１の内側には、光源３５の光源側コネクタ３５ａと接続される収納部側コネクタ３８が設けられている。カバー３２を開けて光源３５を挿入して行き、光源３５が外れないようにするための爪３７が引っ掛かるまで挿入する。
【００３８】
図４（ｂ）は光源３５を爪３７が引っ掛かるまで挿入した状態の図である。爪３７が引っ掛かるまで挿入すると、光源側コネクタ３５ａと収納部側コネクタ３８が接続される。これにより、光源３５が光源収納部３１の所望の位置へ収納された、光源３５に電源が供給される状態となる。そのため、光源収納部３１へ光源３５が組み込まれていない状態で光源３５から光が照射されることがなく、安全性が向上する。
【００３９】
その後カバー３２を閉めることにより、図１（ａ）のような収納状態になる。光源３５が収納状態にある時は、光源３５は図示していない付勢ばねで常に光源収納部３１から外れる方向へ付勢されている。このようにすることで、カバー３２を開け、爪３７を外すことで光源３５が光源収納部３１から外へ押し上げられて出てくるため、光源３５を取り外しやすくなる。
【００４０】
また、プローブ１またはアタッチメントユニット２の被検体１００と接触するエリアの少なくとも一部には、被検体１００との摩擦抵抗を増加させる材質を用いたり、凹凸形状や吸着する構成を設けたりしても良い。これにより光源３５を交換する際にプローブ１が被検体１００とずれないようにできる。
【００４１】
以上のように本実施例の光音響プローブは、プローブ本体と光源を、被検体に対して同じ側からアタッチメントに取り付けることができる。このような構成により、プローブ１
を被検体１００に接触した状態のままで、光源３５を異なる波長の光を照射する光源に交換できる。それにより、複数の互いに波長の異なる光で被検体１００の同じ位置を撮影できるので、プローブ１と被検体１００との位置関係の再現性が向上する。その結果、酸素飽和度や物質濃度の測定精度が向上する。
【００４２】
また、図２で示したように、光源ユニット３を回転させると、被検体１００への光の照射エリアを変えることができる。照射エリアの変更が可能になることで、撮影したいエリア近傍に存在する、信号を発生してほしくない光吸収体（例えばホクロなど）に照射される光を低減できる。その結果、よりノイズの少ない信号を取得できる。本実施例の光音響プローブは、光源ユニット３を回転させた状態においても、回転ストッパー３３の効果により、プローブ１を被検体１００に接触させたまま光源３５を交換可能である。なお、エンコーダなどの角度検知センサを設けて、光源ユニット３の回転角度情報を演算ユニット８０に送っても良い。光音響信号と角度情報を紐づけることにより、どのような光照射エリアで撮影した画像かを判別可能となる。また、吸収係数を算出するときの光量分布推定の精度が向上する。
【００４３】
＜変形例１＞
図５はプローブ１の両側に光源ユニット３を配置した構成例の断面図である。このように、光音響プローブに光源ユニット３を複数配置することで、光量を増大させてＳＮ比を向上させたり、光照射エリアの選択範囲を広げたりすることができる。例えば、プローブ１の両側から均等に光を照射させたり、それぞれの光源ユニット３の回転角度を変えて、照射させたい部分へ光を集中させたりすることが可能となる。その結果、より深い位置や広い範囲からの信号取得が可能となる。
【００４４】
また別の効果としては、それぞれの光源ユニット３に互いに異なる波長の光源３５を挿入し、交互に照射を行うことが可能になる。これにより、プローブ１を被検体１００から動かすことなく異なる波長の光に由来する光音響信号を取得できる。
【００４５】
＜変形例２＞
ここまでの記載では、軸を中心として光源ユニット３を回転させ、照射角度を変更する構成について説明した。しかし光源ユニット３を移動させる方向はこれに限られない。例えば、光源ユニット３を、プローブ１の音響波送受信方向（被検体１００から離れたり近づいたりする方向であり、被検体表面に対する略法線方向）にシフト移動させる移動機構を設けてもよい。これにより、光の照射エリアの拡大または縮小や、それに伴う単位面積当たりの光量の調整が可能となる。
【００４６】
また、光源ユニット３を、被検体表面に沿った方向にシフト移動できる構成としても良い。これにより、被検体表面における照射エリアを変えることが可能となる。
光源ユニット３を被検体表面に対する略法線方向に移動させる場合も、光源ユニット３を被検体表面に沿った方向に移動させる場合も、モータやガイドなどを用いた任意の移動機構により実現できる。
【００４７】
＜変形例３＞
図６（ａ）と図６（ｂ）は、光源収納部３１の角度を変更した場合でも、光源３５からの光照射方向が一定となるように、光源３５の角度を調整する機構（第二の角度変更機構）をさらに有している光音響プローブの概略構成図である。
【００４８】
図６（ａ）において、光源収納部３１は、プローブ１に対して、軸３１ａを回転中心としてβ１の角度を有している。図示していないエンコーダ（角度検知部）は、光源収納部３１の角度β１を常に検知している。光源３５は、光源収納部３１内でさらに回転軸３１
ｂを回転中心として角度調整が可能となっている。光源３５の回転軸３１ｂによる角度調整は、図示していない角度制御部により、光源収納部３１の角度に応じて自動的に行われる。ここでは、被検体１００に対する光照射角度がαとなるように制御されている。
【００４９】
図６（ｂ）は、光源収納部３１の角度がβ２に変更された様子を示す。角度制御部は、エンコーダが出力した角度情報により角度β２への変更を検知すると、回転軸３１ｂを中心として光源３５の角度を調整する。この結果、被検体１００に対する光照射角度がαのまま維持されている。回転軸３１ａや回転軸３１ｂを中心とした角度調整には、モータ等の調整機構を利用できる。
【００５０】
＜変形例４＞
図７（ａ）及び図７（ｂ）は、光照射角度を調整する機構が光源３５の内部に内蔵されている構成を示している。光源３５の光照射角度の調整は、照射部先端に設けられた光学系３５ｄで行われる。図７（ａ）において、光源収納部３１の角度がβ３の時に光照射角度がαとなっている。
【００５１】
図７（ｂ）においては、光源収納部３１の角度がβ４となっている。しかし、光学系３５ｄの制御により、被検体１００に対する光照射角度がαとなるため、光照射角度αは維持される。ここでの光学系３５ｄは光源３５の内部に構成されているが、光源３５の光出射端の後に設ける構成としてもよい。光学系３５ｄとしては光の方向を制御できれば何を用いてもよく、例えば可動ミラーや可動式の光ファイバ、それらの組み合わせなどを利用できる。
【００５２】
このような構成により、例えば光源３５の取り外しにより光源収納部３１の角度ずれが生じても、決まった角度で光を照射できる。その結果、被検体１００に照射される光分布が一定となるため、取得できる信号の再現性が向上する。本変形例の場合も、エンコーダの出力に応じて不図示の角度制御部が光学系を操作することで角度を調整できる。
【００５３】
＜実施例２＞
本実施例の構成を図８に示す。本実施例の光源収納部は、光源収納部本体６１と、光源挿入ガイド６２で構成される。光源挿入ガイド６２は、光源収納部本体６１に対して、一点鎖線で示した軸６２ａを中心に回転する。光源３５を挿入する際は、光源挿入ガイド６２に光源３５を上方から入れてセットする。次に光源挿入ガイド６２を回転させて、光源収納部本体６１に突き当たるまで閉じる。図４で示した構成と同様に、光源挿入ガイド６２を閉じるまで回転させることによって、光源３５の光源側コネクタ３５ａと収納側コネクタ６３が接続され、光源３５への電源供給が可能となる。
【００５４】
本実施例の構成においても、光源３５の着脱に際し、プローブ１を被検体１００から離すことなく交換できる。したがって、光源３５の交換前後におけるプローブ１と被検体１００との位置関係の再現性を向上させることが可能である。
【００５５】
＜実施例３＞
本実施例では、光源からの光の照射方向が、光源の長手方向や光源のセット方向に対して傾いている例を説明する。図９（ａ）は光の照射方向が傾いている光源７１の斜視図であり、図９（ｂ）は側面図である。光源７１の光出射口７２は、音響波の受信面や被検体表面から斜めに傾いた面に形成されている。また照射光の光軸は、図９（ｂ）の一点鎖線で示したような角度を持つ。すなわち、本実施例の照射光は、音響波受信面や被検体表面に対して斜めに入射するとともに、音響波の送受信方向に対しても斜めになっている。
【００５６】
図９（ｃ）、図９（ｄ）はそれぞれ、光源収納部３１に光源７１を異なる向きで挿入し
た状態を示している。すなわち、光源７１を光源収納部に着脱する方向（Ｚ軸の上下方向）を第１の方向としたとき、光源７１を、該第１の方向に設けた軸を中心として１８０°回転させてから挿入している。このように挿入時の向きを反転することによって、光の出射方向をプローブ１の方向とプローブ１の反対方向の間で変更できる。光源７１が裏表どちらの方向に挿入されても光源収納部３１のコネクタと接続可能なように、光源７１からケーブルが引き出され、その先にコネクタ７１ａが設けられている。
【００５７】
光源７１の側面には、光源７１が光源収納部３１に対して正しい位置まで挿入されたことを検知するためのリミットスイッチ７３が備えられている。図１０（ａ）、図１０（ｂ）は、光源７１を光源収納部３１に挿入することによるリミットスイッチ７３のＯＮ／ＯＦＦのイメージ図である。本実施例では、光源７１を所定の位置まで挿入しなくても、コネクタ７１ａを接続すると光を照射可能な状態になってしまう。そのため、リミットスイッチ７３を設けておき、図１０（ｂ）のように光源７１が正しい位置に挿入したことを検知し、その検知状態に応じて光を出射可能とすることで、光照射の安全性を担保している。
【００５８】
またリミットスイッチ７３は、図１０（ｃ）のように光源収納部３１に設けても良い。この場合も、図１０（ｄ）のように、光源が正しい位置に挿入されたことを検知してから光を出射可能とする。さらにリミットスイッチ７３は実施例１及び実施例２にも適用することができ、本実施例のみに限らない。また、光源収納部３１のカバー３２の開閉を検知して光の照射を制御しても良い。
【００５９】
なお、上記各実施例では、光源収容部３１にＬＤやＬＥＤなどの光源そのものを格納していた。しかし、ＬＤやＬＥＤ以外を備えた光源に対しても、本発明は適用可能である。
【００６０】
以上述べたように、本発明にかかる光音響プローブによれば、被検体にプローブを接触した状態で光源を交換可能である。その結果、光源交換前後でのプローブと被検体との位置関係の再現性を向上させることができる。
【符号の説明】
【００６１】
２：アタッチメントユニット、３：光源ユニット、１０：プローブ本体、１３：当接部、３５：光源、３５ｂ：出射口、１００：被検体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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