(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
音響波検出器素子を有するプローブに取り付けられる光音響用アタッチメントであって、
被検体に照射すべき光を導光し、前記プローブの音響波検出面と対向する光出射面から被検体に向けて前記導光した光を出射する導光部材を備え、
前記導光部材が、取り付けられるプローブの本体に沿って前記音響波検出面側に光を導光する第１の部分と、前記光出射面を有し、前記第１の部分を通って導光された光を前記光出射面から被検体に向けて出射する第２の部分とを含むことを特徴とする光音響用アタッチメント。
【請求項２】
前記第１の部分が、前記プローブ本体に沿って導光した光を、前記光が導光されたプローブ本体の側面から見て前記音響波検出器素子側に屈折させて前記第２の部分に入射する屈折面を有することを特徴とする請求項１に記載の光音響用アタッチメント。
【請求項３】
前記第２の部分が、前記光出射面側に、第２の部分本体とは屈折率が異なる樹脂レンズを含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の光音響用アタッチメント。
【請求項４】
前記樹脂レンズの屈折率が、前記第２の部分本体の屈折率よりも高いことを特徴とする請求項３に記載の光音響用アタッチメント。
【請求項５】
前記樹脂レンズが、前記光出射面から出射する光の出射角度が直角に近づくように入射光を屈折させるものであることを特徴とする請求項３又は４に記載の光音響用アタッチメント。
【請求項６】
前記樹脂レンズが、前記光出射面の中心線に向かって屈折率勾配を有することを特徴とする請求項３から５何れかに記載の光音響用アタッチメント。
【請求項７】
前記第２の部分が、前記光出射面の縁部の光を前記音響波検出面方向に反射する第１の反射膜と、該第１の反射膜で反射した光を前記光出射面側に反射する第２の反射膜とを有することを特徴とする請求項１又は２に記載の光音響用アタッチメント。
【請求項８】
前記第２の部分が、前記音響波検出面を覆うように配置された、音響波透過性及び光拡散性を有する光拡散音響部材を含むことを特徴とする請求項１から６何れかに記載の光音響用アタッチメント。
【請求項９】
前記光拡散音響部材が、音響波透過性を有する音響材料に無機顔料を混合して形成されるものであることを特徴とする請求項８に記載の光音響用アタッチメント。
【請求項１０】
前記第１の部分が、導光する光の進行方向がプローブ本体の側面から見て前記音響波検出器素子側に傾くように、取り付けられるプローブの本体に対して傾けられていることを特徴とする請求項１から９何れかに記載の光音響用アタッチメント。
【請求項１１】
前記第２の部分が透明ウレタンゲルを含むことを特徴とする請求項１から１０何れかに記載の光音響用アタッチメント。
【請求項１２】
前記第２の部分が、光透過性を有し、前記透明ウレタンゴムを包み込んで支持する支持部材を更に含むことを特徴とする請求項１１に記載の光音響用アタッチメント。
【請求項１３】
音響波検出器素子を有するプローブに取り付けられる光音響用アタッチメントであって、
被検体に照射すべき光を導光し、前記プローブの音響波検出面と対向する光出射面から被検体に向けて前記導光した光を出射する導光部材と、
前記導光部材を支持する外装とを備え、
前記外装が白色で形成されていることを特徴とする光音響用アタッチメント。
【請求項１４】
プローブ本体内に配置された音響波検出器素子と、
前記プローブ本体に対して取り付けられる光音響用アタッチメントであって、被検体に照射すべき光を導光し、前記音響波検出器素子が設けられた音響波検出面と対向する光出射面からから被検体に向けて前記導光した光を出射する導光部材を有する光音響用アタッチメントとを備え、
前記光音響用アタッチメントが、前記プローブ本体に沿って前記音響波検出面側に光を導光する第１の部分と、前記光出射面を有し、前記第１の部分を通って導光された光を前記光出射面から被検体に向けて出射する第２の部分とを含むことを特徴とするプローブ。
【請求項１５】
前記第２の部分が、前記光出射面の縁部の光を前記音響波検出面方向に反射する第１の反射膜を有し、
前記音響波検出器素子の音響波検出面側の表面に、前記第１の反射膜で反射した光を前記光出射面側に反射する第２の反射膜が形成されていることを特徴とする請求項１４に記載のプローブ。
【請求項１６】
プローブ本体内に配置された音響波検出器素子と、
前記プローブ本体に対して取り付けられる光音響用アタッチメントであって、被検体に照射すべき光を導光し、前記音響波検出器素子が設けられた音響波検出面と対向する光出射面からから被検体に向けて前記導光した光を出射する導光部材と、該導光部材を支持する外装とを有する光音響用アタッチメントとを備え、
前記外装が白色で形成されていることを特徴とするプローブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光音響用アタッチメントに関し、更に詳しくは、プローブに取り付けて使用する光音響用アタッチメントに関する。また、本発明は、そのようなアタッチメントを含むプローブに関する。
【背景技術】
【０００２】
生体内部の状態を非侵襲で検査できる画像検査法の一種として、超音波検査法が知られている。超音波検査では、超音波の送信及び受信が可能な超音波探触子を用いる。超音波探触子から被検体（生体）に超音波を送信させると、その超音波は生体内部を進んでいき、組織界面で反射する。超音波探触子でその反射音波を受信し、反射超音波が超音波探触子に戻ってくるまでの時間に基づいて距離を計算することで、内部の様子を画像化することができる。
【０００３】
また、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が知られている。一般に光音響イメージングでは、レーザパルスなどのパルスレーザ光を生体内に照射する。生体内部では、例えば生体組織がパルスレーザ光のエネルギーを吸収し、そのエネルギーによる断熱膨張により超音波（光音響信号）が発生する。この光音響信号を超音波プローブなどで検出し、検出信号に基づいて光音響画像を構成することで、光音響信号に基づく生体内の可視化が可能である。光音響イメージング装置は、例えば特許文献１に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１０４８１６号公報
【特許文献２】特開２００８−２８４１３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、超音波画像診断装置において、超音波プローブにアタッチメントを取り付けて使用することが知られている（例えば特許文献２参照）。しかしながら、被検体に対するレーザ光の照射が必要な光音響イメージングにおいて、超音波プローブにアタッチメントを取り付け、そのアタッチメントからレーザ光照射を行うことは検討されてこなかった。
【０００６】
本発明は、上記に鑑み、超音波プローブに取り付けて使用する光音響用のアタッチメントを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明は、音響波検出器素子を有するプローブに取り付けられる光音響用アタッチメントであって、被検体に照射すべき光を導光し、プローブの音響波検出面と対向する光出射面から被検体に向けて導光した光を出射する導光部材を有する光音響用アタッチメントを提供する。
【０００８】
本発明の光音響用アタッチメントでは、導光部材が、取り付けられるプローブの本体に沿って音響波検出面側に光を導光する第１の部分と、光出射面を有し、第１の部分を通って導光された光を光出射面から被検体に向けて出射する第２の部分とを含む構成とすることができる。
【０００９】
導光部材の第１の部分が、プローブ本体に沿って導光した光を、光が導光されたプローブ本体の側面から見て音響波検出器素子側に屈折させて導光部材の第２の部分に入射する屈折面を有することが好ましい。
【００１０】
導光部材の第２の部分が、光出射面側に、第２の部分本体とは屈折率が異なる樹脂レンズを含んでいてもよい。樹脂レンズの屈折率は、導光部材の第２の部分本体の屈折率よりも高くするとよい。
【００１１】
樹脂レンズが、光出射面から出射する光の出射角度が直角に近づくように入射光を屈折させるものであることが好ましい。
【００１２】
樹脂レンズが、光出射面の中心線に向かって屈折率勾配を有することとしてもよい。
【００１３】
導光部材の第２の部分が、光出射面の縁部の光を音響波検出面方向に反射する第１の反射膜と、該第１の反射膜で反射した光を光出射面側に反射する第２の反射膜とを有する構成とすることができる。
【００１４】
導光部材の第２の部分が、音響波検出面を覆うように配置された、音響波透過性及び光拡散性を有する光拡散音響部材を含むこととしてもよい。光拡散音響部材は、音響波透過性を有する音響材料に無機顔料を混合して形成されたものでよい。
【００１５】
導光部材の第１の部分は、導光する光の進行方向がプローブ本体の側面から見て音響波検出器素子側に傾くように、取り付けられるプローブの本体に対して傾けられていてもよい。
【００１６】
導光部材の第２の部分が透明ウレタンゲルを含むこととしてもよい。導光部材の第２の部分は、光透過性を有し、透明ウレタンゴムを包み込んで支持する支持部材を更に含んでいてもよい。
【００１７】
導光部材を支持する外装を備えており、その外装の導光部材側の面が白色で形成されていてもよい。
【００１８】
本発明は、また、プローブ本体内に配置された音響波検出器素子と、プローブ本体に対して取り付けられる光音響用アタッチメントであって、被検体に照射すべき光を導光し、音響波検出器素子が設けられた音響波検出面と対向する光出射面からから被検体に向けて導光した光を出射する導光部材を有する光音響用アタッチメントとを備えるプローブを提供する。
【００１９】
光音響用アタッチメントが、プローブ本体に沿って音響波検出面側に光を導光する第１の部分と、光出射面を有し、第１の部分を通って導光された光を光出射面から被検体に向けて出射する第２の部分とを含む構成を採用できる。
【００２０】
導光部材の第２の部分が、光出射面の縁部の光を音響波検出面方向に反射する第１の反射膜を有し、音響波検出器素子の音響波検出面側の表面に、第１の反射膜で反射した光を光出射面側に反射する第２の反射膜が形成されている構成とすることができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の光音響用アタッチメントは、被検体に照射すべき光を導光し、取り付けられたプローブの超音波検出面と対向する光照射面から被検体に向けて導光した光を照射する導光部材を有する。このような光音響用アタッチメントを用いることで、プローブに取り付けられた光音響用アタッチメントから被検体に対して光照射を行うことができる。光音響用アタッチメントは、取り付けられたプローブと一緒に移動するため、ユーザは、被検体の所望の位置にプローブを移動してその位置で光を照射することができ、操作性に優れる。また、光音響用アタッチメントとプローブとが一体となることから、照明系の位置設定が安定しており、被検体に対して設計した所望の入射角度で光を照射できる。更に、例えば光照射面から超音波検出面までの間の距離が相互に異なる複数種類のアタッチメントを用意しておき、それらを付け替えて使用することも可能であり、その場合、観察対象に応じたアタッチメントを使用して光音響画像の生成を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の第１実施形態の光音響用アタッチメントを含む光音響画像生成装置を示すブロック図。
【図２】（ａ）はアタッチメントの正面図、（ｂ）はアタッチメントの側面図。
【図３】アタッチメントの中央付近の断面を示す断面図。
【図４】光音響画像生成の動作手順を示すフローチャート。
【図５】本発明の第２実施形態の光音響用アタッチメントを示す断面図。
【図６】屈折率勾配を持つ樹脂レンズの一例を示す断面図。
【図７】本発明の第３実施形態の光音響用アタッチメントを示す断面図。
【図８】本発明の第４実施形態のアタッチメントの正面図、（ｂ）はアタッチメントの側面図。
【図９】無機顔料の粒子の大きさと散乱効率との関係を示すグラフ。
【図１０】透明ウレタンゴムを用いたアタッチメントの断面図。
【図１１】導波路が傾いているアタッチメントを示す断面図。
【図１２】外装を含めたアタッチメントの断面図。
【図１３】アタッチメントがプローブケースの内側に組み込まれる例を示す断面図。
【図１４】（ａ）は、術中用の超音波プローブに取り付けられる光音響用アタッチメントの側面図、（ｂ）は、その正面図。
【図１５】（ａ）は、泌尿器用の超音波プローブに取り付けられる光音響用アタッチメントの側面図、（ｂ）は、その正面図。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、図面を参照し、本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は、本発明の第１実施形態の光音響用アタッチメントを含む光音響画像生成装置の全体構成を示す。光音響画像生成装置１０は、超音波プローブ１１、超音波ユニット１２、レーザユニット１３、及びアタッチメント１４を備える。超音波プローブ１１は、ケーブル１５などを介して超音波ユニット１２に接続される。アタッチメント１４は、光ファイバ１６などの導光手段を介して、レーザユニット１３に接続される。
【００２４】
レーザユニット１３は、被検体に照射すべきレーザ光を出射する光源ユニットである。レーザユニット１３が出射するレーザ光の波長は、観察対象の光吸収体などに応じて適宜設定される。アタッチメント１４は、超音波プローブ１１に取り付けられる光音響用のアタッチメントである。アタッチメント１４は、被検体に照射すべきレーザ光を導光する導光部材４１を含む。レーザユニット１３から出射したレーザ光は、光ファイバ１６などを通ってアタッチメント１４に入射し、導光部材４１から被検体に照射される。なお、被検体に照射される光はレーザ光には限定されず、レーザ光以外の光を被検体に照射することとしてもよい。
【００２５】
超音波プローブ１１は、プローブケース２１内に、被検体内からの音響波（典型的には超音波）を検出する音響波検出器（超音波検出器）２２を有する。超音波検出器２２は超音波検出器素子を含む。例えば超音波検出器２２は、プローブケース２１の長手方向に沿って一次元配列された複数の超音波振動子（超音波検出器素子）を有する。超音波検出器２２は、被検体内に光が照射されることで、被検体内で生じた超音波（光音響信号）を検出する。超音波ユニット１２は、ケーブル１５を介して超音波プローブ１１から光音響信号を受信し、受信した光音響信号に基づいて光音響画像を生成する。
【００２６】
導光部材４１は、導波路（導光路）４２と導光板４３とを含む。導波路４２は、アタッチメント１４が取り付けられるプローブの本体に沿って超音波検出面側に光を導光する第１の部分に相当する。導光板４３は、第１の部分を通って導光された光を光出射面から被検体に向けて出射する第２の部分に相当する。導波路４２は、例えばコネクタなどを介して光ファイバ１６に接続される。導波路４２は、レーザユニット１３から入射したレーザ光を、超音波プローブ１１のプローブ本体に沿って超音波検出器２２の超音波検出面側に導光する。導光板４３は、光出射面を有し、導波路４２を通って導光されたレーザ光を被検体方向に出射する。
【００２７】
図２は、アタッチメント１４が超音波プローブ１１に取り付けられた状態を示す。図２（ａ）はアタッチメント１４の正面図であり、（ｂ）はアタッチメント１４の側面図である。超音波プローブ１１は、例えばユーザが手で握って使用するタイプの超音波プローブである。導光部材４１の導波路４２部分と導光板４３部分とは一体に形成されており、導光部材４１はアタッチメント本体を構成する。アタッチメント本体である導光部材４１は、例えばツメ４４などにより、超音波プローブ１１に着脱可能に取り付けられる。あるいは、アタッチメントを取り付けた後は、導光部材４１と超音波プローブ１１とが一体不可分となってもよい。
【００２８】
導波路４２は、例えば光ファイバ１６の光出射端とコネクタなどを介して接続される。図２（ａ）では、１本の光ファイバしか描かれていないが、複数の光ファイバを超音波プローブ１１の長手方向に並べ、複数の本の光ファイバからレーザ光を入射してもよい。また、図２（ｂ）では、超音波プローブ１１を隔てて対向するように２つの導波路４２を設けているが、導波路４２を片側にのみ設ける構成も可能である。導波路４２は、例えば正面から見てテーパー形状に形成されており、レーザ光を超音波振動子が並べられた面側に進行しつつ、レーザ光を超音波プローブ１１の長手方向に広げてもよい。
【００２９】
導光板４３は、超音波プローブ１１の超音波振動子が配列された超音波検出面５０と対向する位置に光出射面５１を有する。光出射面５１は、例えば超音波検出面５０と空間的に重なるように、導光板４３の厚みに相当する距離ｄだけ離れて超音波検出面５０と対向している。導光板４３は、導波路４２からレーザ光を入射し、超音波検出面５０の直下にある光出射面５１から、被検体に向けてレーザ光を出射する。
【００３０】
超音波検出面５０と被検体との間には導光板４３が存在しており、超音波検出器２２は、導光板４３を介して、被検体内で生じた光音響信号を検出する。導波路４２及び導光板４３には、例えばシリコン樹脂、低密度ポリエチレン、エポキシ樹脂、アクリル、ＰＭＭＡ（Poly Methyl Methacrylate：ポリメチルメタクリレート）、ＰＣ（ポリカーボネート）などを用いることができる。導光板４３は、被検体に照射される光の波長を含む波長範囲の光を透過し、かつ超音波の減衰が少ない材料で形成されることが好ましい。
【００３１】
図３は、アタッチメント１４の中央付近の断面を示す。導波路４２は、プローブ本体に沿って導光した光を、光が導光されたプローブ本体の側面（例えば超音波振動子が一次元配列された方向）から見て超音波検出器素子方向に屈折させる屈折面４５を有していてもよい。屈折面４５は、プローブケース２１の側面に対して傾斜した角度で形成される。屈折面４５は、屈折率が相互に異なる２つの部材の界面で構成される。導波路４２の光入射側（光ファイバ１６側）の屈折率を、光出射側（導光板４３側）の屈折率よりも高くし、その界面を図３に示すようにプローブケース２１の側面に対して傾斜させることで、紙面向って下側に進行する光を、超音波検出器素子側（超音波検出面５０の内側）に曲げることができる。このような屈折面４５を設けることで、光が照射されにくい超音波検出面５０の中心付近にレーザ光を向かわせることができる。
【００３２】
図４は、光音響画像生成の動作手順を示す。被検体へのレーザ光照射に先立って、超音波プローブ１１にアタッチメント１４を取り付ける（ステップＳ１）。例えば、導光板４３部分の厚みｄ（図２（ｂ））、つまり超音波検出面５０と光出射面５１との間の距離が異なる複数のアタッチメントを用意しておき、取り付けるアタッチメント１４を観察対象に応じて選択してもよい。例えばアタッチメント１４の取り付け後に、アタッチメント１４の導光部材４１と光ファイバ１６とをコネクタなどにより接続し、レーザ光がアタッチメント１４に入射できるようにしておく。
【００３３】
アタッチメント１４が取り付けられた超音波プローブ１１を、被検体の所望の位置に接触させた状態で、レーザユニット１３からレーザ光を出射し、アタッチメント１４から被検体にレーザ光を照射する（ステップＳ２）。被検体内の光吸収体は、照射されたレーザ光のエネルギーを吸収して光音響信号を発生する。超音波プローブ１１の超音波検出器２２は、被検体からの光音響信号を検出する（ステップＳ３）。超音波ユニット１２は、ケーブル１５を介して検出された光音響信号を受信し、受信した光音響信号に基づいて光音響画像を生成する（ステップＳ４）。超音波ユニット１２は、例えば生成した光音響画像を表示モニタ上に表示する。
【００３４】
本実施形態では、超音波プローブ１１に取り付けられるアタッチメント１４が導光部材４１で構成され、導波路一体となったアタッチメント１４から被検体に対してレーザ光を照射できる。本実施形態では、超音波プローブ１１を移動させると、それに取り付けられたアタッチメント１４も一緒に移動するため、ユーザは、被検体に所望の位置に超音波プローブ１１を移動してその位置にレーザ光を照射することができ、操作性に優れる。また、本実施形態では、超音波プローブ１１とアタッチメント１４とが一体となることから、照明系の位置設定が安定している。そのため、アタッチメント１４から、被検体に対して設計した入射角度でレーザ光の照射を行うことができる。
【００３５】
本実施形態では、導波路４２に屈折面４５を設けている。この場合、屈折面４５が、図３に示す断面内で光ファイバ１６側から入射したレーザ光を、プローブ本体の側面から見て超音波検出器素子方向に屈折させることで、屈折面４５を設けない場合に比して、中央付近の光量を増加させることができる。このため、暗くなりがちな、超音波プローブ１１の厚み方向（例えば複数の超音波検出器素子が一次元配列された長手方向にほぼ直交する方向）の中央付近から被検体に照射されるレーザ光の光量を確保することができ、超音波検出面５０の直下に、十分な光量でレーザ光を照射することができる。
【００３６】
続いて、本発明の第２実施形態を説明する。図５は、本発明の第２実施形態の光音響用アタッチメントを示す。本実施形態の光音響用アタッチメント１４ａは、導光板４３ａが導光板本体とは屈折率が異なる樹脂レンズ４６を含む点で、図３に示す第１実施形態の光音響用アタッチメント１４と相違する。その他の点は、第１実施形態と同様でよい。
【００３７】
樹脂レンズ４６は、導光板４３ａの光出射面５１側に配置される。樹脂レンズ４６は、例えば、図５に示す断面内で、超音波検出面５０の長手方向に直交する方向の中心（複数の超音波検出器素子が一次元配列された方向にほぼ直交する方向の中心）に関して左右対称に配置される。樹脂レンズ４６の屈折率は、導光板４３ａ本体の屈折率よりも高い。樹脂レンズ４６は、導光板４３ａの光出射面５１から出射する光の出射角度が直角に近づくように、入射光を屈折させる。
【００３８】
レーザユニット１３（図１）から出射したレーザ光は、光ファイバ１６を通って導波路４２に入射する。導波路４２を導光された光は導光板４３ａに向けて進行し、更に光出射面５１に向けて進行する。光出射面５１に向けて進行するレーザ光が樹脂レンズ４６に入射すると、レーザ光は樹脂レンズ４６と導光板本体との間の屈折率差で屈折し、より直角に近い角度となって光出射面５１から被検体方向へ出射する。
【００３９】
ここで、樹脂レンズ４６は、光出射面５１の中心線に向かって屈折率勾配を持っていてもよい。図６は、屈折率勾配を持つ樹脂レンズの一例を示す。樹脂レンズ４６は、導光板４３ａとの界面側から樹脂レンズ層４６−１、４６−２、４６−３、４６−４、及び４６−５の５つの層で形成される。樹脂レンズ層４６−１〜４６−５の屈折率をｎ１〜ｎ５とすると、各層の屈折率は、ｎ５＞ｎ４＞ｎ３＞ｎ２＞ｎ１の関係を満たしている。
【００４０】
本実施形態では、導光板４３ａの光出射面５１側に樹脂レンズ４６を設けている。樹脂レンズ４６が、入射光を屈折させることで、被検体に対してより直角に近い角度でレーザ光を照射することができる。その他の効果は、第１実施形態と同様である。
【００４１】
次いで、本発明の第３実施形態を説明する。図７は、本発明の第３実施形態の光音響用アタッチメントを示す。本実施形態の光音響用アタッチメント１４ｂは、導光板４３ｂが入射した光を反射する光反射膜４７、４８を含む点で、図３に示す第１実施形態の光音響用アタッチメント１４と相違する。その他の点は、第１実施形態と同様でよい。
【００４２】
超音波プローブ１１の超音波検出面５０と、アタッチメント１４ｂの光出射面５１とは、導光板４３ｂの厚みに相当する間隔を隔てて対向している。第１の反射膜４７は、導光板４３ｂの光出射面５１側に形成される。第１の反射膜４７は、導波路４２の光進行方向の真下に光出射面５１に対して所定の角度で傾いて形成さており、光出射面５１の縁部周辺で、光出射面５１方向に進行してきた光を、超音波検出面５０方向に反射する。
【００４３】
第２の反射膜４８は、導光板４３ｂの超音波検出面５０側に形成される。第２の反射膜４８は、例えば超音波検出面５０と平行に、一次元配列された複数の超音波検出器素子を覆うように形成される。第２の反射膜４８は、第１の反射膜４７で反射し超音波検出面５０側に進行してきた光を、光出射面５１方向に反射する。第２の反射膜４８は、必ずしも導光板４３ｂに設けられている必要はなく、例えば第２の反射膜４８を超音波プローブ１１に形成することも可能である。例えば一次元配列された複数の超音波検出器素子の超音波検出面５０側の表面を金属薄膜でコートし、これを第２の反射膜４８としてもよい。
【００４４】
レーザユニット１３（図１）から出射したレーザ光は、光ファイバ１６を通って導波路４２に入射する。導波路４２を導光された光は導光板４３ｂに向けて進行し、更に光出射面５１に向けて進行する。導波路４２からまっすぐに光出射面５１に向かって進行するレーザ光は、第１の反射膜４７で反射して超音波検出面５０方向に進行し、第２の反射膜４８で再度反射して光出射面５１に向かう。第２の反射膜４８で反射したレーザ光は、第１の反射膜４７の開口から、被検体方向へ出射する。
【００４５】
本実施形態では、光出射面５１の縁部に向かう光を第１の反射膜４７で超音波検出面５０方向に反射し、その反射した光を第２の反射膜４８で再び反射し、光出射面５１から被検体に対してレーザ光を照射する。第１の反射膜４７と第２の反射膜４８とを用いることで、超音波検出面５０の長手方向に直交する方向の中央付近に光を集めることができる。また、第１の反射膜４７と第２の反射膜４８との相対的な角度を適切に設定することで、被検体に対して照射するレーザ光を、光出射面５１から、より直角に近い角度で出射することができる。その他の効果は、第１実施形態と同様である。
【００４６】
引き続き、本発明の第４実施形態を説明する。図８に、本発明の第４実施形態のアタッチメントが超音波プローブに取り付けられた状態を示す。図８（ａ）はアタッチメントの正面図であり、（ｂ）はアタッチメントの側面図である。本実施形態のアタッチメント１４ｃは、超音波検出面５０を覆うように配置された、音響波透過性及び光拡散性を有する光拡散音響部材６０を更に有する点で、図２（ａ）及び（ｂ）に示した第１実施形態のアタッチメント１４と相違する。なお、図８（ａ）及び（ｂ）ではツメ４４を省略して図示している。
【００４７】
光拡散音響部材６０は、例えば音響波透過性を有する音響材料に無機顔料を混合することで形成される。音響材料には、シリコーンゴムやポリウレタンなどのゴム材料を用いることができる。無機材料には、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化鉄、及び酸化セリウムのうち少なくとも１種の酸化物粒子を用いることができる。
【００４８】
光拡散音響部材６０の好ましい光学特性について説明する。例えば、光拡散音響部材６０の被検体に照射される光（測定光）の波長域における平均拡散反射率が８５％未満である場合には、測定対象で反射した光が光拡散音響部材６０を通過して超音波検出器２２に入射し、超音波検出器２２が光を吸収することで生じた振動によるアーティファクト（虚像または偽像）が発生する。また、光拡散音響部材６０の測定光の波長域における平均吸収率が１０％を超える場合には、測定対象で反射した光が光拡散音響部材６０で吸収されて、そこで発生した音響波によるアーティファクトが発生する。従って、光拡散音響部材６０は、測定光の波長域における平均拡散反射率が８５％以上かつ平均吸収率が１０％以下である光学特性を有することが好ましい。光拡散音響部材６０にこのような光学特性を持たせることで、アーティファクトの発生を抑えることができる。
【００４９】
シリコーンゴムなどの音響部材に混合される無機顔料の粒子の大きさは、アーティファクトの発生が電気ノイズレベルになる画像上問題とならない範囲で適宜調整すればよい。図９に、無機顔料の粒子の大きさと散乱効率との関係を示す。図９に示すグラフは、７５６ｎｍの光においてＭｉｅ散乱を仮定して計算した散乱効率の値をプロットしたものである。プロットＡは、シリコーンゴム（屈折率：１．４１）に酸化チタン（屈折率：２．６）を混合した試料についてのデータであり、プロットＢは、シリコーンゴムに酸化ジルコニウム（屈折率：２．４）を混合した試料についてのデータである。また、プロットＣは、シリコーンゴムにポリスチレン（屈折率：１．６）を混合した試料についてのデータである。
【００５０】
図９を参照すると、無機顔料の粒子の大きさが０．０５〜０．３５μｍの範囲にあるとき、音響材料に対する酸化物粒子の濃度（粒子濃度）が低くても高い拡散反射率を得ることができることがわかる。従って、音響部材に混合される無機顔料の粒子の大きさは、０．０５〜０．３５μｍであることが好ましい。さらに無機顔料の粒子が音響減衰率を増加させないことまで考慮すると、無機顔料の粒子の大きさは、０．０８〜０．２μｍであることが好ましい。ここで、「粒子の大きさ」は、その材料種の粒子の直径の平均値を意味する。粒子の大きさは、例えば動的光散乱法、レーザ回折法および走査型電子顕微鏡(ＳＥＭ)による画像イメージング法等によって測定できる。
【００５１】
光拡散音響部材６０の厚み（最も厚い部分の厚み）は０．５〜２ｍｍであることが好ましい。厚みが０．５ｍｍよりも薄い場合には、所定の濃度で測定光の波長域における拡散反射率を得ることが難しくなる。また、厚みが２ｍｍよりも厚い場合には、当該部材の材料による測定光の波長域における吸収が増加する。
【００５２】
無機顔料の添加量については、アーティファクトの発生が電気ノイズレベルになり画像上問題とならない範囲で適宜調整される。無機顔料の添加量は、２〜６５ｗｔ％であることが好ましい。無機顔料の添加量が２ｗｔ％よりも低い場合には、測定光の波長域における平均拡散反射率が８５％に達せず、添加量が６５ｗｔ％よりも多い場合には測定光の波長域における平均拡散反射率を増加させる効果が飽和する。
【００５３】
一般に、粒子同士が粒子径の半分以下の距離まで近接するような程度にまで粒子濃度が高くなると、散乱能（拡散反射率）は飽和する。例えば０．２μｍの粒子が一辺０．３μｍの立方体空間に入ることを想定すると、散乱能は、例えばシリコーンゴム及び無機顔料の混合物中における無機顔料の体積分率が０．１５５のときに飽和する。そこで、無機顔料の添加量は、光拡散音響部材６０を構成する材料中における無機顔料の体積分率が０．１５５よりも低い範囲で適宜設定される。これは、図９のグラフに示されていない酸化鉄及び酸化セリウムについても同様である。
【００５４】
本実施形態では、アタッチメント１４ｃが、超音波検出器２２の超音波検出面５０を覆う光拡散音響部材６０を含む。この光拡散音響部材６０が、超音波検出器２２への光入射を抑制することで、超音波検出器２２に光が入射することで生じるアーティファクトを抑制することができる。その他の効果は第１実施形態と同様である。
【００５５】
なお、上記各実施形態では、導光された光を光出射面から被検体に向けて出射する導光部材の第２の部分が導光板４３で構成される例について説明したが、第２の部分は導光板４３には限定されない。第２の部分は光透過性及び超音波透過性を有していればよく、第２の部分に、例えばソナゲル（商品名）などの透明ウレタンゲルを用いてもよい。その場合に、第２の部分が、光透過性を有し、透明ウレタンゴムを包み込んで支持する袋（支持部材）を有していてもよい。
【００５６】
図１０は、透明ウレタンゴムを用いたアタッチメントの断面を示している。図１０に示す断面は、図８（ｂ）に示す側面の断面に対応する。導光部材の第２の部分４３ｄは、袋６１と透明ウレタンゲル６２とを含む。透明ウレタンゲル６２は、光及び音響波を透過するゲル状の材料で形成されている。袋６１は、光及び音響波を透過する特性を持ち、透明ウレタンゲル６２を包み込んで保持する。透明ウレタンゲル６２を袋６１で包み込むことで、透明ウレタンゲル６２の形状が保たれ易くなる。また、強度も向上する。なお、図１０では、アタッチメント１４ｄがプローブに取り付けられた際に超音波検出器２２（図３）を覆う位置に光拡散音響部材６０が配置されているが、光拡散音響部材６０はなくてもよい。
【００５７】
また、上記各実施形態において、例えば図３などでは導波路４２の断面形状が矩形であるものとして描かれているが、導波路４２の断面形状は任意である。例えば導波路４２の断面形状を、直線や球面、その他任意形状で形成された断面形状とし、導光板４３の光出射面から出射するレーザ光の光強度の分布ができるだけ均一になるようにしてもよい。また、導波路４２は、プローブ本体の側面に平行である必要はなく、導波路４２がプローブ本体の側面に対して傾いていてもよい。図１１は、導波路が傾いているアタッチメントを示す。アタッチメント１４ｅでは、導波路４２（導光部材の第１の部分）が、導光する光の進行方向がプローブ本体の側面から見て超音波検出器２２の検出器素子側に傾くように、取り付けられるプローブの本体に対して傾けられている。このようなアタッチメント１４ｄを用いることで、超音波検出面５０の長手方向に直交する方向の中央付近に光を集めることができる。
【００５８】
ここで、図２（ａ）及び（ｂ）や図３などでは、説明簡略化のために、導波路４２及び導光板４３を含む導光部材４１（図１）を覆う外装は図示していないが、アタッチメントは、例えば樹脂で形成された外装に少なくとも部分的に覆われている。その場合に、外装の少なくとも導光部材４１側の面が白色で形成されていることが好ましい。
【００５９】
図１２に、外装を含めたアタッチメントの断面を示す。外装６３は、例えばＡＢＳ樹脂（Acrylonitrile Butadiene Styrene）樹脂で形成されており、その導波路４２及び導光板４３側（内側）の面に、無機顔料を含有する塗料などが塗布されている。無機顔料には、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化鉄、及び酸化セリウムのうち少なくとも１種の酸化物粒子を用いることができる。それら無機顔料の塗布膜により、外装６３の内側の色が白色となる。ここでの白色は、完全な白である必要はなく、黄色や茶色などの何らかの色味が混じった白でよい。外装６３の内側の面を白色にすることで、外装６３において光吸収が生じ、不要な音響波が生じることを抑制できる。
【００６０】
更に、上記各実施形態では、超音波プローブ１１のプローブケース２１の外側にアタッチメント１４を取り付けるものとして説明したが、これには限定されない。図１３は、アタッチメント１４がプローブケース２１の内側に組み込まれる例を示す。プローブケース２１は、アタッチメント１４を収容するための空間を有している。その空間にアタッチメント１４の導波路部分を挿し込むことで、超音波プローブ１１にアタッチメント１４を取り付けることができる。
【００６１】
図２（ａ）及び（ｂ）などでは、超音波プローブ１１として手持ちタイプの超音波プローブを想定したが、光音響用アタッチメントが取り付けられる超音波プローブは、手持ちタイプには限定されない。図１４（ａ）及び（ｂ）は、術中用の超音波プローブに光音響用アタッチメントが取り付けられた状態を示している。図１４（ａ）は側面図であり、（ｂ）は正面図である。術中用の超音波プローブ１１ａに対し、それに適合する光音響用のアタッチメント１４が取り付けられる。この場合も、光ファイバ１６から入射したレーザ光は、導波路４２及び導光板４３を通り、超音波検出器２２の検出器素子が配列された面（超音波検出面）の直下から被検体に照射される。
【００６２】
また、図１５（ａ）及び（ｂ）は、泌尿器用の超音波プローブに光音響用アタッチメントが取り付けられた状態を示している。図１５（ａ）は側面図であり、（ｂ）は正面図である。泌尿器用の超音波プローブ１１ｂに対し、それに適合する光音響用のアタッチメント１４が取り付けられる。この例では、図１３の例と同様に、プローブ本体内に導波路４２部分が挿し込まれており、それを保持部材（外側ケース）４９で保持している。この場合も、光ファイバ１６から入射したレーザ光は、導波路４２及び導光板４３を通り、超音波検出器２２の検出器素子が配列された面（超音波検出面）の直下から被検体に照射される。
【００６３】
以上、本発明をその好適な実施形態に基づいて説明したが、本発明の光音響用アタッチメント及び超音波プローブは、上記実施形態にのみ限定されるものではなく、上記実施形態の構成から種々の修正及び変更を施したものも、本発明の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００６４】
１０：光音響画像生成装置
１１：超音波プローブ
１２：超音波ユニット
１３：レーザユニット
１４：アタッチメント
１５：ケーブル
１６：光ファイバ
２１：プローブケース
２２：超音波検出器
４１：導光部材
４２：導波路
４３：導光板
４４：ツメ
４５：屈折面
４６：樹脂レンズ
４７、４８：反射膜
４９：保持部材
５０：超音波検出面
５１：光出射面
６０：光拡散音響部材
６１：支持部材
６２：透明ウレタンゲル
６３：外装
【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】
0005795557.tif 000010
【図１０】
0005795557.tif 000011
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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