(57)【要約】【課題】  被検部と受信器の間の音響波が伝搬しない領域を低減することでブラインド領域を低減する。【解決手段】  基台と、前記基台に設けられた被検部保持部材と、複数の変換素子と、前記複数の変換素子が設けられる支持部材と、を有する受信器と、音響整合材が、前記基台、前記被検部保持部材、及び前記受信器に囲まれた空間に入れられた場合、前記音響整合材の水面の水位を、前記被検部保持部材と前記基台の境界より高い位置とできるように構成された水位調整機構と、を有することを特徴とする被検部情報取得装置。【選択図】  図２
2015205041.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基台と、
前記基台に設けられた被検部保持部材と、
複数の変換素子と、前記複数の変換素子が設けられる支持部材と、を有する受信器と、
音響整合材が、前記基台、前記被検部保持部材、及び前記受信器に囲まれた空間に入れられた場合、前記音響整合材の水面の水位を、前記被検部保持部材と前記基台の境界より高い位置とできるように構成された水位調整機構と、
を有することを特徴とする被検部情報取得装置。
【請求項２】
前記基台の受信器と反対側が、凹形状を有することを特徴とする請求項１に記載の被検部情報取得装置。
【請求項３】
前記受信器は、前記複数の変換素子が設けられる第１の部分と、前記第１の部分から延在した第２の部分を有することを特徴とする請求項１または２に記載の被検部情報取得装置。
【請求項４】
前記水位調整機構は、前記受信器の第２の部分に設けられた側壁と、前記側壁の外周に設けられた音響整合材の回収溝を有することを特徴とする請求項３に記載の被検部情報取得装置。
【請求項５】
前記水位調整機構は、前記基台と前記回収溝を接続する防水膜を有することを特徴とする請求項４に記載の被検部情報取得装置。
【請求項６】
前記水位調整機構は、前記受信器の第２の部分に設けられた側壁と、前記側壁と前記基台と接し、前記基台と摺動可能に構成されたシール材を有することを特徴とする請求項３乃至５のいずれか１項に記載の被検部情報取得装置。
【請求項７】
前記水位調整機構は、前記基台と前記受信器を接続し、伸縮可能なシール材を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の被検部情報取得装置。
【請求項８】
前記水位調整機構は、前記基台と前記受信器の間に設けられ、前記シール材を囲むように配置されたシール支持部材を有することを特徴とする請求項７に記載の被検部情報取得装置。
【請求項９】
前記シール支持部材は、受信器の走査方向において伸縮性を有することを特徴とする請求項８に記載の被検部情報取得装置。
【請求項１０】
前記水位調整機構は、
前記受信器の端部に設けられた外周壁と、
前記外周壁の内側で、前記基台から前記受信器に向かって突出する隔壁と、
前記被検部保持部材と前記隔壁との間に開口端を有する配管接続部と、
を有し、
前記外周壁及び前記隔壁は、前記被検部保持部材を囲むように環状構造を有していることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の被検部情報取得装置。
【請求項１１】
前記複数の変換素子は、そのうちの一部の変換素子の最も受信感度の高い方向が、前記複数の変換素子の他の変換素子の最も受信感度の高い方向と異なり、かつ前記一部の変換素子の最も受信感度の高い方向が、ある領域に向かうように、支持部材に配置されていることを特徴とする、請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の被検部情報取得装置。
【請求項１２】
前記被検部保持部材に対向して配置された光照射部を有することを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の被検部情報取得装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検部情報取得装置に関し、例えば、生体の胸部観察に利用される光音響装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、光音響効果を利用して生体の内部を画像化する光音響イメージング装置が研究・開発されている。光音響イメージング装置は、短時間発光するパルスレーザ光（レーザパルス）を生体内に照射し、パルスレーザ光のエネルギーを吸収した生体組織が、発熱による体積膨張時に発生する超音波（光音響波）から、画像を生成する。
【０００３】
光音響イメージング装置は、例えば、乳癌の早期発見のために人の乳房を観察する装置として研究開発されている。具体的な構成の一例は、特許文献１に開示されている。
特許文献２では、複数の変換素子を被検体側の面が球面の容器上に配置された検出器、および、被検体の形状に合わせた保持部材を持つ光音響イメージング装置が開示されている。特許文献３にも、曲面を有する容器上に複数の変換素子が配列された検出器を有する光音響胸部スキャナが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−１７９３４８号
【特許文献２】米国特許出願公開公報第２０１１／３０６８６５号
【特許文献３】特許第４３４１９８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一般に乳癌診断において、術者が観察したいのは乳房と脇の下にある腋窩と呼ばれる領域である（図４参照）。乳房を下垂させ、装置の凹部に挿入して音響波を受信する場合、乳房の乳頭周辺は比較的挿入しやすいが胸壁に近い位置や腋窩は重力による変形が少なく挿入しづらい。したがって腋窩を観察するためには出来るだけ凹部の浅い部分、つまり被検部保持部材と基台の境界となる位置まで音響波を受信出来る装置であることが望ましい。
【０００６】
しかし従来の装置では、マッチング液（音響整合材）がこぼれて装置が汚れたり壊れたりする可能性があるため、受信器と基台の間をマッチング液で満たすことができなかった。つまり、音響波の発信源となる部分から検出器までの経路に音響整合材がない部分が存在し、その部分で音響波が伝搬されず、被検体情報が得られない部分があった。
【０００７】
例えば、特許文献１において、検出器の端、凹部の浅い部分では、被検体との間に音響整合材がない領域があるため、被検体情報をえることができない部分（ブラインド領域）が生じていた。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一様態は、基台と、前記基台に設けられた被検部保持部材と、複数の変換素子と前記複数の変換素子が設けられる支持部材をとを有する受信器と、音響整合材が、前記基台、前記被検部保持部材、及び前記受信器に囲まれた空間に入れられた場合、前記音響整合材の水面の水位を、前記基台と前記被検部保持部材の境界より高い位置とできるように構成された水位調整機構と、を有する被検部情報取得装置に関する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、被検部情報が得られない領域（ブラインド領域）を削減することができる。例えば、音響整合材を胸壁近くまで満たすことが出来るため、胸壁近くや腋窩領域まで音響波を受信し、画像化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】光音響波測定装置のブロック図
【図２】本装置の概念図
【図３】本装置の水循環系
【図４】乳房と腋窩
【図５】実施の形態１の構成を説明する図
【図６】実施の形態１の構成を説明する図
【図７】実施の形態２の構成を説明する図
【図８】実施の形態２の構成を説明する図
【図９】実施の形態２のシール支持部材の形状例を説明する図
【図１０】実施の形態３の構成を説明する図
【図１１】受信器の鉛直方向位置合わせを説明する図
【図１２】実施の形態４の構成を説明する図
【図１３】実施の形態１の構成を説明する図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に図面を参照し、本発明の実施の形態の例について説明する。ただし、本発明は、この発明の範囲を逸脱しない限りにおいて、これに限定されるものではない。
【００１２】
被検部と、被検部からの音響波を受信する受信器との間に音響整合材（マッチング液）を設けて被検体からの音響波を受信する被検部情報取得装置において、被検部から受信器への経路に音響整合材がない部分があることがある。この場合、音響波が伝搬せず、被検部情報を得ることができない。そこで、被検部情報取得装置を、音響整合材の液界面が、被検体から受信器に設けられた変換素子へのどの経路よりも高い位置とできる構成とすることで、より確実に被検部からの音響波を受信器の変換素子で受信することができる。つまり、ブラインド領域を低減することができる。よって、より被検部の情報をより正確に得ることができる。
【００１３】
よって、本発明の一様態の被検部情報取得装置は、基台、前記基台に設けられた被検部保持部材、及び複数の変換素子が設けられた支持部材を有する受信器を有する。また、音響整合材が、前記基台、前記被検部保持部材、前記受信器及び前記支持部材に囲まれた空間に入れられた場合、前記音響接合材の上面を、前記被検部保持部材と前記基台の境界より高い位置とできるように構成された音響整合材の水位調整機構を有する。
【００１４】
具体的には、例えば、音響波整合部材の水位が、被検部保持部材と基台の境界より高い位置にある状態が保たれるよう、受信器の支持部材内への音響波整合部材の供給と排出が調整されていてもよい。また、音響波整合部材の水位が、被検部保持部材と基台の境界より高い位置にある状態が保たれるよう、音響波整合部材が設けられる領域が密閉されていてもよい。以下、音響整合材の水位調整機構の具体例を用いて、実施の形態を説明する。
【００１５】
また、ここでは、被検部保持部材からの音響波を全て取得しようと試みる場合を示しているため、音響整合材の水位を被検部保持部材と基台の境界より高くなるよう調整する場合を説明するが、本発明はこれに限定されない。音響整合材の水位調整機構は、音響整合材の水位が、情報を得ようとする被検部の位置よりも高くなるように調整できるよう構成されていればよい。
【００１６】
（実施の形態１）
図１は本発明の光音響波測定装置のブロック図である。
【００１７】
被検者は基台１（例えばベッド）の上に伏臥位の姿勢をとり、乳房を下垂させて基台の開口部である乳房挿入口１３から被検部保持部材１１に接触させる。本発明の光音響波測定装置は、乳房の大きさに応じて複数のサイズの被検部保持部材１１を有する。複数の形状、サイズの被検部保持部材１１を設置可能にすることにより、乳房と被検部保持部材１１の間の隙間の発生を抑制することができる。
【００１８】
測定ユニット３と被検部保持部材１１の間は音響整合材３５（マッチング液）で満たされている。被検部保持部材１１によって保持された乳房に対して後述する光源５から光エネルギーが照射され、後述する測定ユニット３は、乳房から発生した超音波を音響整合材３５を介して受信する。照射される光の強度や、光の照射と音響波の受信のタイミング、後述する受信器の走査等は制御部２により制御される。受信された音響波は信号処理部４にてデジタルデータ（光音響データ）に変換（ＡＤ変換）され、画像生成部６は光音響データを用いて２次元もしくは３次元の光音響画像を生成する。
【００１９】
生成された光音響画像およびカメラ３３で取得した画像は、表示部７に表示される。
【００２０】
本実施の形態では、音響整合材の水位調整機構が、音響整合材を常に供給及び排出することで、音響整合材の水位を被検部保持部材と基台の境界より高く保つよう構成される場合の一例について説明する。これにより、被検部（本実施の形態では乳房）で発生し被検部保持部材を通った音響波が、受信器との間の空気等で遮断される量を低減し、より多くの音響波を受信器で受信することができる。
【００２１】
（被検部保持部材）
被検部保持部材１１は、凹部である第１の部分、例えば、乳房を保持しやすいようにお椀型の部分を有していてもよい。被検部保持部材１１の第１の部分は、完全な球面を有する必要はなく、乳房および腋窩部の形状に対応した形状であればよい。被検部保持部材１１は、乳房の大きさに応じて複数のサイズがあることが好ましい。
【００２２】
被検部保持部材１１は、乳房の大きさに応じて交換可能であり、基台１に対して水密に取り付けるため、お椀型の周囲にフランジ形状の第２の部分を有していてもよい。お椀形状の第１の部分とフランジ形状の第２の部分が接続される部分は被検者が触れても痛くないようになめらかに作られている。
【００２３】
第２の部分を基台１に取り付ける方法は、例えば基台１と第２の部分の間にリング状のシール材を挟んでネジ固定する方法がある。第２の部分が樹脂で作られている場合など強度が足りない場合は、シール材と第２の部分の上からさらに金属のリング状部材で補強して挟み込むように取り付けても良い。
【００２４】
被検部保持部材１１は、超音波を透過しやすいように薄く（０．１〜０．５ｍｍ）、光を透過する透明の部材であり、被検者の体重に耐えうる強度を有する部材で構成されることが好ましい。このような特性を有する被検部保持部材１１の材料として、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）が好適である。被検部保持部材１１と被検部（乳房）の間は、超音波が透過しやすいように音響整合材１２で充填される。音響整合材１２の例としては水、ゲル、ジェル等が挙げられる。
【００２５】
測定ユニット３は、被検部保持部材１１の大きさによって、受信器３２のＺ方向における位置を調整し、受信器３２の受信感度の良い位置で受信器３２を２次元あるいは３次元走査する。受信器３２のもっとも受信感度が良い位置で走査することが好ましい。そのため被検部保持部材１１の種類を光音響波測定装置が判別する必要がある。
【００２６】
そこで、被検部保持部材１１に、被検部保持部材１１のサイズを判別するためのマーク（例えば、切り欠き形状）等を作ることにより、測定ユニット３に設けられた不図示の検出手段により、光音響波測定装置が自動的に検知することが出来る。検知手段としては、例えば、スイッチやセンサ等を用いることができる。
【００２７】
あるいは、被検部保持部材１１にバーコード等を付けておき、カメラ３３の画像を用いて被検部保持部材１１の種類を検出しても良い。被検部保持部材１１の種類を自動的に検知することで人が入力する手間を省けるとともに、入力間違いによる失敗を無くすことが出来る。
【００２８】
（光源）
光源５から被検体に光エネルギーを供給すると、被検体からは光音響波が発生する。被検体が生体の場合、光源５は、乳房を構成する成分のうち特定の成分に吸収される特定の波長の光を照射する。光源は、本実施形態の光音響装置と一体として設けられていても良いし、光源を分離して別体として設けられていても良い。
【００２９】
光源としては数ナノから数百ナノ秒オーダーのパルス光を照射光として発生可能なパルス光源が好ましい。具体的には、効率的に光音響波を発生させるため、１０〜１００ナノ秒程度のパルス幅が使われる。光源としては高出力が得られるためレーザが好ましいが、レーザのかわりに発光ダイオードなどを用いることも可能である。レーザとしては、固体レーザ、ガスレーザー、ファイバーレーザー、色素レーザ、半導体レーザなど様々なレーザを使用することができる。照射のタイミング、波形、強度などは不図示の光源制御部によって制御される。
【００３０】
本発明において、使用する光源の波長は、乳房内部まで光が伝搬する波長を使うことが望ましい。具体的には、５００ｎｍ以上１２００ｎｍ以下の波長の光を発生可能な光源を用いることが好ましい。
【００３１】
（測定ユニット構成）
図２は本発明の測定ユニットの概念図である。測定ユニットは、光源５より導光手段５１を用いて導かれたレーザ光を乳房に照射する光照射部３１、及び、乳房で発生した超音波を受信する少なくとも２つ以上の変換素子３２１を有する。また、測定ユニットは、乳房の保持状態を観察する為のカメラ３３、及び、光照射部３１をＸＹ平面内で２次元移動させる移動機構３４を有する。
【００３２】
光照射部３１は、被検部（乳房）に対向する位置に配置され、乳房にレーザ光を照射可能に構成される。変換素子３２１は、被検部で発生した音響波を受信可能に構成され、レーザー光の照射による被検部の熱膨張により発生した光音響波は、複数の変換素子３２１を有する受信器３２で受信される。
【００３３】
受信器３２と被検部保持部材１１の間は音響整合材３５で充填されており、受信器３２は音響整合材３５が充填され、変換素子３２１が設けられる支持部３６を有している。音響整合材３５には、空気と比較して音響インピーダンスが人体に近い、水などが用いられる。
【００３４】
受信器３２は、音響波を受信する複数の変換素子３２１と、前記複数の変換素子が配置される支持部材３６（変換素子支持部材）を有する。前記複数の変換素子は、そのうちの一部の変換素子の受信感度の高い方向が、前記複数の変換素子の他の変換素子の受信感度の高い方向と異なり、かつ前記一部の変換素子の受信感度の高い方向がある領域に向かうように、支持部材に配置される。ここで、ある領域とは、複数の変換素子が、前記複数の変換素子の受信感度が高い方向が前記ある領域に向かっている場合に、前記受信感度が高い方向が平行である場合に比べて、前記ある領域から発生した音響波をより高感度に受信することができる領域である。
【００３５】
これにより、前記複数の変換素子の、前記受信感度の高い方向が平行である場合と比べて、前記ある領域からの音響波に基づいて作成される、前記ある領域関する画像の分解能を高くすることができる。
【００３６】
したがって、前記複数の変換素子は、少なくとも、受信感度が高い方向が互いに異なり（非平行であり）、かつ、ある領域に向かうように、支持部材に配置された第１の変換素子及び第２の変換素子を有していればよい。
【００３７】
また、前記複数の前記複数の変換素子は、少なくとも、受信感度が最も高い方向が互いに異なり、かつ、ある領域に向かうように、支持部材に配置された第１の変換素子及び第２の変換素子を有していてもよい。つまり、前記複数の変換素子は、そのうちの一部の変換素子の最も受信感度の高い方向が、前記複数の変換素子の他の変換素子の最も受信感度の高い方向と異なり、かつ前記一部の変換素子の最も受信感度の高い方向がある領域に向かうように、支持部材に配置されていてもよい。ここで、ある領域とは、複数の変換素子が、前記複数の変換素子の最も受信感度が高い方向が前記ある領域に向かっている場合に、前記最も受信感度が高い方向が平行である場合に比べて、前記ある領域から発生した音響波をより高感度に受信することができる領域である。
【００３８】
複数の変換素子がこのように配置されていることで、前記ある領域からの音響波に対する受信器の受信感度をより高いものとすることができる。また、これにより、前記最も受信感度の高い方向が平行である場合と比べて、前記ある領域からの音響波に基づいて作成される、前記ある領域に関する画像の分解能を、より高くすることができる。
【００３９】
複数の変換素子を、受信感度が所定レベルより高い方向をある領域に向けることで、その領域に対応する画像を高分解能化することができる。本明細書ではこのように、高感度で受信することができる領域を高感度領域と呼び、高感度領域は結果的に高分解能領域となる。なお、本明細書において高分解能領域は、最高分解能の点から最高分解能の半分の分解能となる範囲までの領域を指す。具体的には、下記式（１）における直径ｒが高分解能領域の直径を示す。
【００４０】
【数１】
2015205041.tif 000003
【００４１】
Ｒは許容できる分解能、ＲＨは最高分解能、ｒ０は変換素子を配置する球の直径、Φｄは第１変換素子１０１の直径である。ここで、Ｒの許容できる分解能として、本明細書では、最高分解能の半分の分解能とする。
【００４２】
移動機構３４は、ＸＹ方向に走査可能な２軸移動機構でもよく、ＸＹＺ方向に３次元走査可能な３軸移動機構でもよい。２軸移動機構または３軸移動機構は、例えば、ステージ、リニアガイド、送りネジ機構（不図示）、およびモーター（不図示）等を用いて構成することができる。
【００４３】
（変換素子）
変換素子３２１は、音響波を検出し、アナログ信号である電気信号に変換するものである。圧電現象を用いた変換素子、光の共振を用いた変換素子、容量の変化を用いた変換素子など音響波を検知できるものであれば、どのような素子を用いてもよい。本実施形態において、変換素子３２１は複数配置され、それぞれの変換素子は最も高い受信感度を持つ方向が互いに異なるように配置される。このような多次元配列素子を用いることで、同時に複数の場所で音響波を検出することができ、検出時間を短縮できる。
【００４４】
（受信器）
支持部材３６は複数の変換素子３２１を支持する部材である。支持部材３６の形状は、上記複数の変換素子の配置を可能とする形状であることが好ましい。すなわち、音響波に対する受信感度の観点から、支持部材３６は、乳房を取り囲む閉曲面上に複数の変換素子３２１が配置されるように、複数の変換素子３２１を支持することが好ましい。例えば、受信器３２は、複数の変換素子３２１の受信感度の最も高い方向（指向性）が、球の中心に向くように、複数の変換素子３２１が球面上に配置されると、中心の受信感度は最も高くなる。しかし、被検部（乳房）を取り囲むすべての閉曲面上に複数の変換素子３２１を配置することは困難である。
【００４５】
そこで、例えば、支持部材が凹部である第１の部分と、第１の部分から延在する第２の部分を有していてもよい。第１の部分の凹面に沿って複数の変換素子が配置されていてもよい。
【００４６】
また、前記凹面は、曲面でもよく、複数の平面から成っていてもよいが、前記曲面（前記凹面が複数の平面から成る場合は、近似曲面）の曲率中心が、上記ある領域（高感度領域）に位置する曲面であることが好ましい。また、曲面が、前記曲面に沿って複数の変換素子３２１を並べた場合に、前記複数の変換素子の少なくとも一部の変換素子の最も受信感度の高い方向が、交差するような形状であることが好ましい。さらに、凹面の形状は、複数の変換素子３２１のうち、隣り合う変換素子の受信感度が最も高い方向に垂直な面同士がなす角が、０より大きく１８０度より小さくなる形状であることが好ましい。
【００４７】
支持部材３６の凹面が、このような形状であることで、支持部材３６に配置された複数の変換素子３２１の受信感度の最も高い方向が前記ある特定の領域に集まるため、前記ある領域からの音響波に対する受信器３２の受信感度を高感度とすることができる。
【００４８】
具体的には、支持部材３６が球面を有し、複数の変換素子３２１を前記球面に沿って並べることができる。ここで、球面とは、真球の面以外の球面も含む。つまり、半球面等の開口がある球面を含む。また、球面とみなせる程度の表面上の凹凸がある面や、球面とみなせる程度の楕円体（楕円を３次元へ拡張した形であり、表面が２次曲面から成る形）の面も含む。
【００４９】
支持部材３６の形状は、支持部材３６に設けられた複数の変換素子の最も受信感度が高い方向が、被検部内のある領域に向かうような形状であることが好ましい。ここで、前記ある領域とは、上述のように、複数の変換素子が平行に配置された場合より、受信器３２のある領域からの音響波に対する受信感度が高くなるような領域である。被検部情報取得装置が被検部保持部材を有する場合は、前記ある領域が、音響波受信時に、被検部保持部材の被検部挿入領域内に位置することが可能となるように、支持部材３６の形状及び複数の変換素子３２１の配置を設定することが好ましい。
【００５０】
また、本実施の形態のように半球状の支持部材３６の内側に複数の変換素子３２１の受信面が配置されるよう、複数の変換素子３２１を支持部材３６に配置することが好ましい。ここで、半球状とは、球を正確に半分にした形状だけでなく、球の一部を除去した形状も含む。また、球とは、真球だけでなく、表面が球面とみなせる程度の表面上の凹凸がある面や、球面とみなせる程度の楕円体（楕円を３次元へ拡張した形であり、表面が２次曲面から成る形）も含む。
【００５１】
また、支持部材３６上の複数の変換素子３２１の配置の方法はｋ空間上で等間隔にサンプリングできる配置とすることが好ましい。ここで、実空間におけるデータをフーリエ変換することでｋ空間におけるデータを得ることができる。すなわち、実空間の座標は位置座標（ｘ，ｙ，ｚ）であり、ｋ空間（ｋｘ，ｋｙ，ｋｚ）での軸は空間周波数である。例えば、複数の変換素子３２１は、特許文献１に記載されたようなスパイラル状に配置することが好ましい。なお、所望の高分解能領域を形成することができるように複数の変換素子３２１を配置できる限り、支持部材３６の形状はどのようなものでもよい。
【００５２】
支持部材３６は、さらに被検部保持部材１１と受信器３２の間の音響整合材３５の水位が、被検部保持部材１１と基台１の境界より高くなるよう構成されている。また、受信器をＸＹ走査しても、音響整合材の水位が被検部保持部材１１と基台１の境界より高い状態を維持することが可能な形状を有している。従って、本実施の形態の支持部材３６は、例えば、図２に示すように変換素子が配置される半球状の第１の部分と、そこから外周方向に延在する第２の部分から構成される。支持部材３６は、「１つの部品で作られても良いし、複数の部品が組み合わされて作られても良い。
【００５３】
支持部材３６には、さらに光照射部３１が配置出来ることが好ましい。これにより、音響波の検出位置と光の照射位置との関係が一定に保たれるため、より均質な光音響波情報を取得することができる。
【００５４】
乳房へ照射できる照射面積は、Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｎａｔｉｏｎａｌ  Ｓｔａｎｄａｒｄｓ  Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ（ＡＮＳＩ）の規格で制限される。そのため、乳房内への伝搬する光量を増加させるためには、照射強度と照射面積を大きくすることが好ましいが、光源のコストなどの観点から照射面積は制限される。また、変換素子の指向性から検出感度が小さい領域へ光を照射しても光量の利用効率が低い。そのため、乳房全体へ光照射することは効率的ではない。つまり、複数の変換素子３２１から構成される受信器３２の感度の高い領域にのみ光照射すれば効率が良いため、受信器３２とともに光照射部３１も移動することが望ましい
（導光手段）
図１における光源５から照射された光は、導光手段５１（典型的にはレンズやミラーなどの光学部品）により、所望の光分布形状に加工されながら被検体に導かれる。また、光ファイバやそれを束ねたバンドル光ファイバ、鏡筒にミラーなどを組み込んだＡｒｔｉｃｕｌａｔｉｎｇ  ａｒｍなどの光導波路などを用いて伝搬させることも可能であり、それらも導光手段５１とみなされる。その他の導光手段５１は、例えば、光を反射するミラーや、光を集光したり拡大したり形状を変化させるレンズ、光を拡散させる拡散板などである。
【００５５】
このような光学部品は、光源から発せられた光が乳房に所望の形状で照射されれば、どのようなものを用いてもかまわない。なお、光はレンズで集光させるより、ある程度の面積に広げる方が被検体への診断領域を広げられるという観点で好ましい。また、光源５から所望のパルス光が乳房へ直接出射可能で、支持部材３６と一緒に走査可能な場合、光音響装置は導光手段５１を備えていなくてもよい。
【００５６】
（水循環系）
図３は、本発明の水循環系８の構成の一例を示す図である。水循環系８は、ポンプ８１、タンク８２、流路切り替え装置８３、浄化装置８４、脱泡（脱気）装置８５、加温装置８６、流量計８７ａ、８７ｂ、配管８０ａ、８０ｂ、及び液面センサ８８を備えており、例えば次のような構成となっている。
【００５７】
音響整合材３５は、タンク８２に貯留されており、流路切り替え装置８３を介して、ポンプ８１により、音響整合材３５の浄化をする浄化装置８４に送られる。浄化された音響整合材３５は、音響整合材３５に溶け込んだ空気や泡を取り除く脱泡（脱気）装置８５と、音響整合材３５を加温する加温装置８６とを経て配管８０ａを通って支持部材３６に供給される。支持部材３６に供給された音響整合材３５の量と流速は、流量計８７ａで計測され制御されている。
【００５８】
支持部材３６に供給された音響整合材３５が常に十分な水位まで満たされているかは、液面センサ８８にて確認され、水位が低下した場合は表示部７に計測エラーや警告を出すことが出来る。また、支持部材３６に供給された音響整合材３５は、後述する音響整合材の水位調整機構９を介して、配管８０ｂから流出する。配管８０ｂから流出する音響整合材３５の量は、流量計８７ｂで計測され、支持部材３６が音響整合材３５で満たされて、循環していることを計測することが出来る。
【００５９】
さらにポンプ８１は、給水しながら、排水する必要がある場合など、必要に応じて複数台あっても良い。ポンプの種類は、音響整合材３５を流すことの出来るポンプであれば何でもよい。ギアポンプやチューブポンプのようなポンプは、モーターの回転を逆転することにより、供給と排水の双方向に音響整合材３５を流すことが出来るため、流路切り替え装置８３の切り替え数を少なくすることが出来る。流路切り替え装置８３は、電磁バルブ等を組み合わせて構成することが出来、ポンプに送り込む配管とポンプから送りだす配管を選択することが出来る。
【００６０】
浄化装置８４は、例えばろ過装置等であり、音響整合材３５の汚染を防止するための浄化を行う。
【００６１】
音響整合材３５に気泡が発生すると音響波の受信に影響するので、脱泡（脱気）装置８５において、音響整合材３５から気泡および溶け込んだ気体成分が取り除かれる。
脱泡（脱気）装置８５は加温装置８６と接続されており、脱泡（および脱気）された音響整合材３５は加温装置８６へ送られる。音響整合材３５が過度に冷たいと被検者に不快感を与えるので、音響整合材３５は加温装置８６において体温程度まで加温される。また音響整合材３５の温度が変わると音速が変わり受信音波に影響するので、加音装置は、音響整合材３５を一定温度に保つよう構成されている。
【００６２】
タンク８２は、支持部材３６を含め、水循環系８を流れる音響整合材３５を全てためることの出来る容積を持っており、不図示の給水口、排水口を備える。また、浄化装置８４、脱泡（脱気）装置８５、および加温装置８６はタンク８２内に設置しても良い。
なお、ポンプ８１、タンク８２、流路切り替え装置８３、浄化装置８４、脱泡（脱気）装置８５、および加温装置８６は、必要に応じて省略、または接続の順番を変更し、最適化することができる。
【００６３】
（音響整合材の水位調整機構）
図５は、本発明の音響整合材の水位調整機構９の一例を示す図である。水位調整機構９は、受信器３２の第２の部分に設けられた側壁、シール材９１１、防水膜取り付け部９１２、防水膜９１３、及び音響整合材の回収溝である、音響整合材回収バン９１４を有している。
【００６４】
図５（Ａ）は、受信器中心と被検部中心がそろっている場合、図５（Ｂ）は受信器を走査させた場合を示している。受信器３２の第２の部分の端部に側壁が設けられることで、受信器３２に音響整合材を入れた場合、第１の部分の上面を越え、第２の部分の端部に設けられた側壁に囲まれた領域にも音響整合材を入れることができる。よって、音響整合材の水位を、受信器が第１の部分のみを有する場合より高い位置とすることができ、被検部から変換素子までの経路において、音響整合材がない部分を低減することができる。
【００６５】
支持部材３６の第２の部分の端部に設けられた側壁には、シール材９１１が取り付けられており、シール材９１１は、Ｚ方向に伸縮可能で、基台１に対して摺動可能に接している。シール材９１１には、音響整合材３５が支持部材３６から流出する量を減らす役割がある。さらに受信器３２をＺ方向にスキャンさせた際の支持部材３６と基台１の間の距離の変化をシール材９１１の変形によって吸収することが出来る。
【００６６】
次に音響整合材３５の循環方法を説明する。音響整合材３５は、空の状態の支持部材３６に配管８０ａから供給され、不図示の液面センサによって測定可能な水位の下限まで供給されたことを検知できる。音響整合材３５は、さらに配管８０ａから供給され続け、シール材９１１と基台１の間からあふれ出し、支持部材３６の側面を伝って、第２の部分の外周に設けられた音響整合材回収パン９１４で回収される。
【００６７】
また、支持部材３６が走査した際に、音響整合材３５は基台１から滴り落ちたり伝ったりする。よって、基台１の防水膜取り付け部９１２には、防水膜９１３が取り付けられており、音響整合材３５は、防水膜９１３を伝う経路でも音響整合材回収パン９１４に回収される。防水膜９１３は、防水膜取り付け部９１２と音響整合材回収バン９１４の間に設けられ、両者を接続している。また、防水膜９１３は、音響整合材３５を透過することが無く、走査の際にひっぱられても走査の妨げにならないようにたるみをもたせて設置するか、伸縮性のある素材で作られている。
【００６８】
水循環系から供給される音響整合材３５の量は、不図示の流量計によって計測されており、支持部材３６の水位が減らない流量で供給することが出来る。音響整合材回収パン９１４に回収された音響整合材３５は、配管８０ｂを通って、水循環系８にて浄化、脱気、加温され、一定の温度、流量で再び配管８０ａから供給され、装置を循環する。
【００６９】
なお、図６（Ａ）図６（Ｂ）に示すように、音響整合材回収パン９１４と防水膜取り付け部９１２は図５と反対の構成でも良い。つまり、基台１に受信器の走査領域を囲むように音響整合材回収パン９１４を設け、音響整合材回収パン９１４と支持部材３６の間を防水膜９１３で接続する構成としても良い。
【００７０】
また、本実施の形態では、音響整合材３５が被検部情報取得装置内を循環する構成を例として説明したが、本発明はこれに限定されない。音響整合材３５の水位が必要な水位より高くなっていれば（例えば、音響整合材３５があふれ続けいていれば）、被検部情報取得装置は、音響整合材３５が装置内を循環しない構成であってもよい。
【００７１】
上記のような構成とすることにより、音響整合材３５は、常に基台１に接触する位置まで満たされている。従って、被検部保持部材１１の周囲は、音響整合材３５で満たされているため、乳房の乳頭周辺だけでなく、胸壁近くや腋窩領域まで音響波を受信し、画像化することができる。
【００７２】
また、図５、図６では基台は、受信器３２と反対側が凹んだ凹形状を有してしているが、図１３に示すようにフラットな形状でも良い。受信器３２と反対側、つまり被検部挿入側が凹んでいる形状とすることで、被検部保持部材１１に乳房を深くまで挿入しやすくなり、被検者の負担が低減されるとともに、胸壁近くや腋窩領域まで音響波を受信し、画像化することができる。
【００７３】
（実施の形態２）
図７は本発明の音響整合材の水位調整機構９の第２の例を示す図である。本実施形態において、実施の形態１と異なる部分について具体的に説明する。本実施の形態の水位調整機構９は、伸縮性を有するシール材９２１を有する。
【００７４】
図７（Ａ）は、受信器中心と被検部中心がそろっている場合を、図７（Ｂ）は受信器を走査させた場合を示している。本実施の形態の水位調整機構９は、実施の形態１のようにオーバーフローさせた音響整合材を回収するのではなく、支持部材３６と基台１を伸縮可能なシール材９２１によって接続する。これにより、支持部材３６、基台１、被検部保持部材１１、及びシール材９２１に囲まれた空間を密閉できる構成となっている。よって、音響整合材３５の水位を好ましい水位（例えば、被検部保持部材１１と基台１の境界より高い位置）とすることができる。
【００７５】
次に、音響整合材３５の循環方法を説明する。音響整合材３５は、空の状態の支持部材３６に対して配管８０ａから供給され、不図示の液面センサによって測定可能な水位の下限まで供給されたことを検知できる。さらに供給された音響整合材３５は、空間上部に設けられた流出用の配管８０ｂから流出する。支持部材３６内の内部に気泡が残ると音響波の妨げになるため、空気が最後まで抜けるように流出用の配管は上部に設けられている。
【００７６】
シール材９２１は音響整合材３５を通すことが無く、また走査の際にひっぱられても走査の妨げにならないように伸縮性のある素材で作られている。しかし、音響整合材３５の量や支持部材３６の形状によっては、音響整合材３５の水圧によりシール材９２１が伸びて変形した形状が走査の妨げになることが懸念される。
【００７７】
その場合には、図８に示すようなシール支持部材９２２を用いることにより、シール材９２１が水圧によって変形しないように支え、かつ受信器３２の走査方向への伸縮は可能とすることが出来る。例えば、シール支持部材９２２は、基台１と受信器３２との間で、シール材９１１を囲むように設けられている。シール支持部材９２２が、受信器３２の走査方向と平行な方向へは伸縮可能に構成され、重力方向には、変形しない、もしくは水平方向よりも大きな負荷によって変形するよう構成されている。このように構成されることで、シール支持部材９２２は、受信器３２の走査を妨害することなく、シール材９２１の変形を防止し、シール材９２１を好適に支持することができる。
【００７８】
シール支持部材９２２の形状の一例としては、図９（Ａ）及び図９（Ｂ）のように、被検部保持部材１１の外周を囲むようにリング状であり、シール材９２１を補強し、支持することが出来る。
【００７９】
水循環系から供給される音響整合材３５の量と排出される音響整合材の量は、不図示の流量計によって計測されている。また、流出用の配管８０ｂから排出された音響整合材３５は、配管８０ｂを通って、水循環系８にて浄化、脱気、加温され、一定の温度、流量で再び配管８０ａから供給され、装置を循環する。
【００８０】
本実施の形態では、音響整合材３５が被検部情報取得装置内を循環する構成を例として説明したが、本発明はこれに限定されない。音響整合材３５の水位が必要な水位より高くなっていれば（例えば、音響整合材３５があふれ続けいていれば）、被検部情報取得装置は、音響整合材３５が装置内を循環しない構成であってもよい。
【００８１】
本実施の形態の構成においても、支持部材３６、基台１、被検部保持部材１１、およびシール材９２１で密閉された空間に音響整合材３５が入れられた場合、音響整合材の水位は、好ましい水位となる。つまり、音響整合材３５の水位は、例えば、被検部保持部材１１と基台１の境界より高い位置となる。これを実現する例としては、支持部材３６、基台１、被検部保持部材１１、およびシール材９２１で密閉された空間は、音響整合材３５で満たされている。よって、乳房の乳頭周辺だけでなく胸壁近くや腋窩領域からの音響波も受信し画像化することができる。
【００８２】
（実施の形態３）
図１０は、本発明の音響整合材の水位調整機構９の第３の例を示す図である。本実施形態において、実施の形態１及び２と異なる部分について具体的に説明する。
【００８３】
本実施の形態の水位調整機構９は、外周壁９３２（側壁）、隔壁９３１、及び配管接続部９３３を有する。外周壁９３２（側壁）は、受信器３２の端部、具体的には、例えば受信器３２の第２の部分の端部に設けられる。隔壁９３１は、外周壁９３２の内側で基台１から受信器３２に向かって突出するように構成されている。
【００８４】
配管接続部９３３は、隔壁９３１と被検部保持部材１１の間で、音響整合材を満たしたい水位より高い位置（例えば、基台１と被検部保持部材１１の境界より高い位置）に開口端を有し、配管８０ｂに接続されている。外周壁９３２及び隔壁９３１は、被検部保持部材１１を囲むように、環状構造を有し、該環状構造は、被検部保持部材１１を囲む方向において連続した構造を有する。
【００８５】
図１０（Ａ）は受信器中心と被検部中心がそろっている状態である。音響整合材３５は、空の状態の支持部材３６に配管８０ａから供給する。徐々に音響整合材３５の水位が上昇し、音響整合材３５が隔壁９３１に接触する。ここで、隔壁９３１、音響整合材３５、及び基台１に囲まれた閉空間９３５が出来る。この時、弁９３４は開放されており、閉空間９３５は大気圧になっており、空気が自由に出入りすることが出来るようになっている。
【００８６】
液面は、不図示の１つ以上の液面センサによって検知することが出来、音響整合材３５が供給され、水面が隔壁９３１の下端よりも高く、外周壁９３２の上端よりも低い位置まで来た位置（図１０（Ａ））で、弁９３４が閉じられる。さらに、水循環系８によって、配管接続部９３３及び配管８０ｂを介して閉空間９３５内の空気を吸引して、閉空間９３５を負圧にすることにより、閉空間９３５の音響整合材３５の水位を上昇させることが出来る。
【００８７】
その後、配管８０ａからの音響整合材３５の供給量と配管８０ｂからの空気の排出流量を、実質的に同じ流量にする。これにより、隔壁９３１と外周壁９３２の間の水面の高さを略一定に保ったまま、閉空間９３５の水面を上昇させることが出来る。音響整合材３５の供給量と空気の排出量を同じ量にするのが難しい場合は、隔壁９３１と外周壁９３２の間の水面の高さをセンサ等で検知して、水面高さが、隔壁９３１と外周壁９３２の間の間に保たれるように流量を制御しても良い。
【００８８】
支持部材３６内の内部に気泡が残ると音響波の妨げになるため、空気が最後まで抜けるように配管接続部９３３の開口端は、隔壁９３１で囲まれた内側の上方に設けられることが好ましく、基台１に設けても良い。
【００８９】
図１０（Ｂ）に示すように、隔壁９３１の内側の水位が配管接続部９３３の開口端まで上昇し、被検部保持部材１１と基台１の境界が音響整合材３５に接触した後は、配管８０ａから供給する流量と配管８０ｂから排出する流量を略等しくする。排出された音響整合材３５は、水循環系８にて浄化、脱気、加温され、一定の温度、流量で装置を循環する。また、音響整合材３５が、被検部保持部材１１と基台１の境界に接触した後は、音響整合材の配管８０ａからの供給と配管８０ｂからの排出を止め、密閉してもよい。
【００９０】
本実施の形態では、音響整合材３５が被検部情報取得装置内を循環する構成を例として説明したが、本発明はこれに限定されない。音響整合材３５の水位が必要な水位より高くなっていれば（例えば、音響整合材３５があふれ続けいていれば）、被検部情報取得装置は、音響整合材３５が装置内を循環しない構成であってもよい。
【００９１】
図１０（Ｃ）は、図１０（Ｂ）の状態から更に受信器３２を走査させた場合を示している。本実施の形態は、隔壁９３１、被検部保持部材１１、及び基台１に囲まれた閉空間９３５を負圧にすることにより音響整合材３５を満たすことが出来るため、実施の形態１及び２のようにシール材がなくてもよい。
【００９２】
本実施の形態の構成においても、音響整合材３５の水位は、常に基台１と被検部保持部材１１の境界より高い位置に保たれ、被検部保持部材１１の周囲も音響整合材３５で満たされている。よって、被検部保持部材１１と受信器３２の間は常に音響マッチングが取れている。従って乳房の乳頭周辺だけでなく胸壁近くや腋窩領域まで音響波を受信し画像化することができる。
【００９３】
図１１は、被検部の大きさにより被検部保持部材１１を交換する事の出来る装置構成の一例を示す図である。図１１（Ａ）は、被検部保持部材大１１ａを使用する場合であり、図１１（Ｂ）は被検部保持部材小１１ｂを使用する場合を示している。受信器３２には、最も高解像度領域となる位置が存在し、その位置に被検部があることが望ましい。そこで、被検部保持部材を交換した際も、被検体と受信器３２のＺ方向位置関係が最適となるように、移動機構３４を用いて、受信器３２をＺ方向に位置調整することが好ましい。
【００９４】
隔壁９３１と外周壁９３２のＺ方向の長さは、被検部保持部材小１１ｂを使用する場合（図１１（Ｂ））でも、それぞれ支持部材３６と基台１に接触しないように十分小さいことが好ましい。また、隔壁９３１と外周壁９３２のＺ方向の長さは、被検部保持部材大１１ａを使用した場合（図１１（Ａ））でも、隔壁９３１の下端までと外周壁９３２の上端までが重なっており、その間で水位の制御ができるように、十分大きい必要がある。したがって、隔壁９３１と外周壁９３２のＺ方向の長さは、両条件を満たす長さとする。
【００９５】
（実施の形態４）
図１２は、本発明の音響整合材の水位調整機構９の第４の例を示す図である。図１２（Ａ）は、受信器３２の中心と被検部の中心がそろっている場合を、図１２（Ｂ）は、受信器３２を走査させた場合を示している。本実施の形態は、実施の形態１と同様、オーバーフローさせた音響整合材を回収する構造である。実施の形態１との違いは、支持部材３６と基台１の間にシール材９２１を持たないことと、本実施の形態は、計測に必要な液面の下限を検知するための液面センサ８８の上方に、後述する液面センサ９１５を有することである。よって、実施の形態１と異なる部分について説明する。
【００９６】
本実施形態における音響整合材３５の循環方法を説明する。音響整合材３５は、空の状態の支持部材３６に配管８０ａから供給され、液面センサ８８によって測定可能な水位の下限まで供給されたことを検知される。音響整合材３５は、さらに配管８０ａから供給され続け、液面センサ９１５によって走査可能な水位まで供給されたことを検知される。
【００９７】
液面センサ９１５と液面センサ８８の間に必要な高さは、受信器３２の走査の速度、音響整合材３５の粘度等の特性、支持部材３６の形状、及び水循環系８による音響整合材の供給速度等によって変わる。具体的には、受信器３２を走査をさせた際に音響整合材３５の液面が揺れたり、音響整合材３５が支持部材３６の外側にあふれたりして一時的に下がる水位よりも液面センサ９１５と液面センサ８８の高さの差が大きければ良い。つまり、走査しても液面センサ８８より音響整合材３５の水面が常に上にあれば良い。
【００９８】
音響整合材３５は、さらに配管８０ａから供給され続け、支持部材３６の外周からあふれ出し、支持部材３６の側面を伝って、外周に構成された音響整合材回収パン９１４で回収される。また実施の形態１と同様に、防水膜取り付け部９１２には防水膜９１３が取り付けられており、防水膜９１３を伝う経路でも音響整合材回収パン９１４に回収される。音響整合材回収パン９１４で回収された後、音響整合材３５は、実施の形態１と同じ経路を経て、再び配管８０ａから供給され、被検部情報取得装置を循環する。
【００９９】
実施の形態１では、受信器３２、基台１、及び被検部保持部材１１で囲まれた空間を、音響整合材３５で満たす構成だった。一方、本実施の形態は、液面センサ９１５を設置することにより、常に音響整合材３５の水位が、液面センサ８８の水位より高くなることを保証している。従って、本実施形態の水位調整機構９は、受信器３２、基台１、被検部保持部材１１、および液面センサ８８によって検知される水位に対応する面によって囲まれる空間を、音響整合材３５で満たすことができる構成を有している。
【０１００】
よって、本実施の形態においても、被検部保持部材１１の周囲は音響整合材３５で満たされているため、乳房の乳頭周辺だけでなく胸壁近くや腋窩領域まで音響波を受信し画像化することができる。
【符号の説明】
【０１０１】
１  基台
２  制御部
３  測定ユニット
４  信号処理部
５  光源
６  画像生成部
７  表示部
８  水循環系
９  音響整合材回収構造
１１  被検部保持部材
１２  音響整合材
１３  乳房挿入口
３１  光照射部
３２  受信器
３５  音響整合材
３６  支持部材
【図１】
2015205041.tif 000004
【図２】
2015205041.tif 000005
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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