(57)【要約】【課題】試料支持体と試料との密着性を高め、その試料の音響パラメータを正確に測定することができる音響パラメータ測定装置を提供すること。【解決手段】本発明のパルス励起型超音波顕微鏡２は、生体組織８を密着させて支持するための樹脂プレート９と、超音波トランスデューサ１３と、Ｘ−Ｙステージ１４とを備える。超音波トランスデューサ１３は、超音波伝達媒体Ｗ１及び樹脂プレート９を介して下面９２側から生体組織８に超音波を照射するとともに、生体組織８からの反射波を受信して電気信号に変換する。Ｘ−Ｙステージ１４は、超音波の照射点を二次元的に走査させる。樹脂プレート９において生体組織８を支持する上面９１には、親水性が高いＳｉＯ２ゲル膜１８が形成されている。【選択図】図１
2008209257.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料を密着させて支持するための第１面を有し、その反対側に位置しかつ超音波伝達媒体を接触させるための第２面を有する試料支持体と、前記超音波伝達媒体及び前記試料支持体を介して前記第２面側から前記試料に超音波を照射するとともに、前記試料からの反射波を受信して電気信号に変換する焦点型超音波振動子と、前記超音波の照射点を二次元的に走査させる二次元走査手段とを備えた超音波顕微鏡を含んで構成され、前記反射波に基づいて前記試料の音響パラメータを求める音響パラメータ測定装置であって、
前記試料支持体は、前記試料及び前記超音波伝達媒体とは異なる既知の音響インピーダンスを有しかつ超音波を透過しうる合成樹脂材料からなり、前記試料支持体の前記第１面は、紫外線照射または化学的手法により親水化処理されていることを特徴とする音響パラメータ測定装置。
【請求項２】
試料を密着させて支持するための第１面を有し、その反対側に位置しかつ超音波伝達媒体を接触させるための第２面を有する試料支持体と、前記超音波伝達媒体及び前記試料支持体を介して前記第２面側から前記試料に超音波を照射するとともに、前記試料からの反射波を受信して電気信号に変換する焦点型超音波振動子と、前記超音波の照射点を二次元的に走査させる二次元走査手段とを備えた超音波顕微鏡を含んで構成され、前記反射波に基づいて前記試料の音響パラメータを求める音響パラメータ測定装置であって、
前記試料支持体は、前記試料及び前記超音波伝達媒体とは異なる既知の音響インピーダンスを有しかつ超音波を透過しうる合成樹脂材料からなり、前記試料支持体の前記第１面上には、前記合成樹脂材料よりも親水性が高くかつ化学的手法により形成された親水性無機薄膜が存在していることを特徴とする音響パラメータ測定装置。
【請求項３】
前記親水性無機薄膜は、金属酸化物薄膜であることを特徴とする請求項２に記載の音響パラメータ測定装置。
【請求項４】
前記親水性無機薄膜は、ゾルゲル法により形成された金属酸化物薄膜であることを特徴とする請求項２に記載の音響パラメータ測定装置。
【請求項５】
前記親水性無機薄膜は、ゾルゲル法により形成されたシリコン酸化物薄膜であることを特徴とする請求項２に記載の音響パラメータ測定装置。
【請求項６】
前記親水性無機薄膜は、ＪＩＳ  Ｒ  ３２５７の測定法に準拠して測定したときの接触角の値が２０°〜６０°であることを特徴とする請求項２乃至５のいずれか１項に記載の音響パラメータ測定装置。
【請求項７】
前記親水性無機薄膜は、照射する超音波の波長の１／１０以下の厚さを有することを特徴とする請求項２乃至６のいずれか１項に記載の音響パラメータ測定装置。
【請求項８】
超音波を試料に向けて照射するとともに、前記試料からの反射波を受信して電気信号に変換する焦点型超音波振動子と、前記超音波の照射点を二次元的に走査させる二次元走査手段とを備えた超音波顕微鏡を含んで構成され、前記反射波に基づいて前記試料の音響パラメータを求める音響パラメータ測定装置にて使用される試料支持体であって、
試料を密着させて支持するための第１面を有し、その反対側に位置しかつ超音波伝達媒体を接触させるための第２面を有し、前記試料及び前記超音波伝達媒体とは異なる既知の音響インピーダンスを有しかつ超音波を透過しうる合成樹脂材料からなり、前記第１面が、紫外線照射または化学的手法により親水化処理されていることを特徴とする音響パラメータ測定装置用の試料支持体。
【請求項９】
生体組織に由来する試料を密着させて支持するための第１面を有し、その反対側に位置しかつ超音波伝達媒体を接触させるための第２面を有する試料支持体と、前記超音波伝達媒体及び前記試料支持体を介して前記第２面側から前記試料に超音波を照射するとともに、前記試料からの反射波を受信して電気信号に変換する焦点型超音波振動子と、前記超音波の照射点を二次元的に走査させる二次元走査手段とを備えた超音波顕微鏡を含んで構成され、前記反射波に基づいて前記試料の音響パラメータを求める音響パラメータ測定装置を用いた測定方法であって、
前記試料及び前記超音波伝達媒体とは異なる既知の音響インピーダンスを有しかつ超音波を透過しうる合成樹脂材料からなる試料支持体を準備する準備ステップと、
前記試料支持体の前記第１面に紫外線照射または化学的手法により親水化処理を施す親水化処理ステップと、
親水化処理が施された前記試料支持体の前記第１面上に前記試料を密着させて支持させるとともに、前記焦点型超音波振動子と前記第２面との間に前記超音波伝達媒体を介在させた状態で、超音波を照射する超音波照射ステップと
を含むことを特徴とする音響パラメータ測定方法。
【請求項１０】
脳組織に由来する試料を密着させて支持するための第１面を有し、その反対側に位置しかつ超音波伝達媒体を接触させるための第２面を有する試料支持体と、前記超音波伝達媒体及び前記試料支持体を介して前記第２面側から前記試料に超音波を照射するとともに、前記試料からの反射波を受信して電気信号に変換する焦点型超音波振動子と、前記超音波の照射点を二次元的に走査させる二次元走査手段とを備えた超音波顕微鏡を含んで構成され、前記反射波に基づいて前記試料の音響パラメータを求める音響パラメータ測定装置を用いることにより、脳組織を音響的に可視化して観察する方法であって、
前記試料及び前記超音波伝達媒体とは異なる既知の音響インピーダンスを有しかつ超音波を透過しうる合成樹脂材料からなる試料支持体を準備する準備ステップと、
前記試料支持体の前記第１面に、前記合成樹脂材料よりも親水性が高くかつゾルゲル法により形成されたシリコン酸化物薄膜を形成する親水化処理ステップと、
親水化処理が施された試料支持体の第１面上に前記試料を密着して支持させるとともに、前記焦点型超音波振動子と前記第２面との間に前記超音波伝達媒体を介在させた状態で、超音波を照射する超音波照射ステップと
を含むことを特徴とする超音波脳組織観察方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波を利用して試料における音響パラメータを測定する音響パラメータ測定装置、音響パラメータ測定装置用の試料支持体、音響パラメータ測定方法、及び超音波脳組織観察方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、医療分野では、生体組織の診断を行う装置として、超音波顕微鏡を応用した製品の開発が進められており、高解像度で生体組織の観察が可能なものが実用化されている。光学顕微鏡では生体組織における化学的性質の違いを例えば染色によって区別するのに対し、超音波顕微鏡では物理的性質の違いを無染色で区別することができる。つまり、超音波顕微鏡を用いる場合には、染色を行わなくても生体組織診断を行うことができるといった利点がある。
【０００３】
具体的には、超音波顕微鏡を用いる場合、生体組織などの試料に超音波を照射しその反射波を検出することにより、音響パラメータ（音響インピーダンス、音速、減衰などのパラメータ）を算出して、その算出値に応じた超音波像（音響インピーダンス像、音速像、減衰像など）を表示する。本発明者らはパルス励起型の超音波顕微鏡を利用して生体組織の音響インピーダンス像を表示する超音波画像検査装置をすでに提案している（例えば、特許文献１参照）。この超音波画像検査装置では、図１４に示されるように、樹脂プレート５０（試料支持体）の上面に生体組織５１を密着させて支持し、その生体組織５１の周縁となる位置にリファレンス部材５２を設けている。そして、超音波振動子５３から樹脂プレート５０を介して生体組織５１及びリファレンス部材５２に超音波Ｓｏを照射する。
【０００４】
ここで、リファレンス部材５２においてその表面と直交する角度で照射される超音波（入射波）Ｓｏと反射波Ｓｒとは次式（１）の関係が成り立つ。
【数１】
2008209257.tif 000003
【０００５】
ただし、Ｚｓは樹脂プレート５０の音響インピーダンスであり、Ｚｒはリファレンス部材５２の音響インピーダンスである。
【０００６】
また、生体組織５１においてその表面と直交する角度で照射される超音波Ｓｏと反射波Ｓｔとは次式（２）の関係が成り立つ。
【数２】
2008209257.tif 000004
【０００７】
ただし、Ｚｔは生体組織５１の音響インピーダンスである。
【０００８】
従って、上記式（１），（２）から生体組織５１の音響インピーダンスＺｔは、次式（３）により求められる。
【数３】
2008209257.tif 000005
【０００９】
この超音波画像検査装置において、音響インピーダンスＺｔを測定しながら超音波Ｓｏの照射点を二次元走査することにより、二次元の音響インピーダンス像が得られる。音響インピーダンスＺｔは、組織の硬さに関連するパラメータであり、音響インピーダンス像によって生体組織５１の性状を観察することができる。
【特許文献１】特開２００６−７８４０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところで、樹脂プレート５０は超音波を透過しやすい樹脂材料（例えば、アクリル板等）を用いて形成する必要があるが、樹脂プレート５０は生体組織５１となじみにくく、密着性を十分に確保することができない場合がある。生体組織５１表面が樹脂プレート５０に密着しない場合、樹脂プレート５０との界面に水や空気の層が形成され、空間分解能が不均一となり、音響インピーダンス像の画像ボケが生じてしまう。また、生体組織５１表面が樹脂プレート５０に密着しないと、その生体組織５１表面における凹凸によって超音波が乱反射して音響インピーダンスを正確に測定できなくなる。さらに、培養した細胞を観察しようとする場合、樹脂プレート５０の表面に細胞を付着させることが難しいといった問題も生じる。
【００１１】
この対策として、樹脂プレート５０の表面をプラズマで処理して、その表面の親水性を高める方法が採用されている。具体的には、プラズマ照射装置を用いて樹脂プレート５０に高電圧を印加することで数秒間プラズマを照射する。このプラズマの粒子により樹脂表面の分子結合が切れ、水のように極性の高い液体となじみやすいＯＨ基が生成されることで、樹脂プレート５０が生体組織５１に密着しやすくなる。このように樹脂プレート５０の表面を親水化処理することで生体組織５１が樹脂プレート５０に密着するため、空間的な分解能が均一となり、より鮮明な音響インピーダンス像を得ることが可能となる。
【００１２】
しかしながら、プラズマ照射装置を動作させるためには高電圧が要求されるため、その取り扱いには注意が必要となる。また、プラズマによる親水化処理は熟練した作業者が行うべきであり、そうでないと均一かつ適切な親水性を得ることができない。さらに、プラズマによる親水化の効果は、季節に応じて異なり、例えば、冬場はその効果が高く、夏場などでは効果が低くなるといった問題もある。このように、プラズマによる親水化処理にばらつきが生じると、生体組織の性状変化などを安定的に観察することができない。さらに、プラズマによる親水化処理を行う場合、超音波画像検査装置に加えてプラズマ照射装置が必要となり設備コストが嵩んでしまう。そのため、病院などの医療機関でプラズマによる親水化処理を実施することは現実問題として難しく、このような処理に代わる別の手法が望まれている。
【００１３】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、試料支持体と試料との密着性を高め、その試料の音響パラメータを正確に測定することができる音響パラメータ測定装置、音響パラメータ測定装置用の試料支持体、音響パラメータ測定方法、及び超音波脳組織観察方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、試料を密着させて支持するための第１面を有し、その反対側に位置しかつ超音波伝達媒体を接触させるための第２面を有する試料支持体と、前記超音波伝達媒体及び前記試料支持体を介して前記第２面側から前記試料に超音波を照射するとともに、前記試料からの反射波を受信して電気信号に変換する焦点型超音波振動子と、前記超音波の照射点を二次元的に走査させる二次元走査手段とを備えた超音波顕微鏡を含んで構成され、前記反射波に基づいて前記試料の音響パラメータを求める音響パラメータ測定装置であって、前記試料支持体は、前記試料及び前記超音波伝達媒体とは異なる既知の音響インピーダンスを有しかつ超音波を透過しうる合成樹脂材料からなり、前記試料支持体の前記第１面は、紫外線照射または化学的手法により親水化処理されていることを特徴とする音響パラメータ測定装置をその要旨とする。
【００１５】
請求項１に記載の発明によれば、超音波顕微鏡において、試料支持体の第１面に試料が密着されて支持されており、焦点型超音波振動子により、超音波伝達媒体及び試料支持体を介してその試料支持体の第２面側から試料に超音波が照射される。そして、焦点型超音波振動子により、試料からの反射波が受信され電気信号に変換される。また、二次元走査手段により、その超音波の照射点が二次元的に走査される。本発明の試料支持体の第１面は、従来技術のようなプラズマ照射による処理ではなく、紫外線照射または化学的手法により親水化処理されている。これにより、試料支持体の第１面が試料と確実に密着されるため、試料の表面と試料支持体の第１面との間に空間が形成されにくくなる。この試料支持体は、試料及び超音波伝達媒体とは異なる既知の音響インピーダンスを有しかつ超音波を透過しうる合成樹脂材料からなるので、試料支持体の第１面と試料との界面において超音波を確実に反射させることができる。また、試料の表面は試料支持体の第１面に密着してその第１面により平坦化されるので、試料の表面の凹凸による超音波の乱反射を確実に防止することができる。従って、超音波顕微鏡においてこの試料支持体を用いることにより、試料の音響パラメータに起因する正確な信号強度の反射波を得ることができ、その反射波に基づいて試料の音響パラメータを正確に測定することができる。
【００１６】
請求項２に記載の発明は、試料を密着させて支持するための第１面を有し、その反対側に位置しかつ超音波伝達媒体を接触させるための第２面を有する試料支持体と、前記超音波伝達媒体及び前記試料支持体を介して前記第２面側から前記試料に超音波を照射するとともに、前記試料からの反射波を受信して電気信号に変換する焦点型超音波振動子と、前記超音波の照射点を二次元的に走査させる二次元走査手段とを備えた超音波顕微鏡を含んで構成され、前記反射波に基づいて前記試料の音響パラメータを求める音響パラメータ測定装置であって、前記試料支持体は、前記試料及び前記超音波伝達媒体とは異なる既知の音響インピーダンスを有しかつ超音波を透過しうる合成樹脂材料からなり、前記試料支持体の前記第１面上には、前記合成樹脂材料よりも親水性が高くかつ化学的手法により形成された親水性無機薄膜が存在していることを特徴とする音響パラメータ測定装置をその要旨とする。
【００１７】
請求項２に記載の発明によれば、試料支持体の第１面上には、合成樹脂材料よりも親水性が高い親水性無機薄膜が形成されているので、試料支持体の第１面と試料とが確実に密着され、試料の表面と試料支持体の第１面との間に空間が形成されにくくなる。また、試料の表面は試料支持体の第１面により平坦化されるので、試料の表面の凹凸による超音波の乱反射を確実に防止することができる。従って、超音波顕微鏡においてこの試料支持体を用いることにより、試料の音響パラメータに起因する正確な信号強度の反射波を得ることができ、その反射波に基づいて試料の音響パラメータを正確に測定することができる。また、親水性無機薄膜を試料支持体の第１面上に形成する場合、従来のプラズマ照射の場合のように親水化処理にばらつきが生じるといった問題もなく、親水性の効果を半永久的に維持することができる。よって、試料の性状変化などを安定的に観察することが可能となる。さらに、プラズマ照射の場合のように、測定する直前に親水化処理を行う必要がないため、音響パラメータの測定を迅速に行うことができる。また、病院などの医療機関で音響パラメータを測定する場合、親水性無機薄膜を有する試料支持体を購入して用いればよい。この場合、音響パラメータ測定装置のみを準備すればよく、親水性無機薄膜を形成するための処理装置は不要となる。
【００１８】
請求項３に記載の発明は、請求項２において、前記親水性無機薄膜は、金属酸化物薄膜であることをその要旨とする。
【００１９】
請求項３に記載の発明のように、親水性無機薄膜が金属酸化物薄膜であると、親水性の状態を長期間持続させることができ、実用上好ましいものとなる。
【００２０】
請求項４に記載の発明は、請求項２において、前記親水性無機薄膜は、ゾルゲル法により形成された金属酸化物薄膜であることをその要旨とする。
【００２１】
また、請求項４に記載の発明のように、親水性無機薄膜としての金属酸化物薄膜をゾルゲル法により形成する場合、その薄膜を薄く均一に形成することができるので、従来のプラズマ照射の場合のように、親水化処理にばらつきが生じるといった問題もない。
【００２２】
請求項５に記載の発明は、請求項２において、前記親水性無機薄膜は、ゾルゲル法により形成されたシリコン酸化物薄膜であることをその要旨とする。
【００２３】
さらに、請求項５に記載の発明のように、親水性無機薄膜としてのシリコン酸化物薄膜をゾルゲル法により形成した場合でも、その薄膜を均一に形成することができるので、従来のプラズマ照射の場合のように、親水化処理にばらつきが生じるといった問題もない。また、試料として生体組織を用いる場合、その生体組織を密着させるのに好適な親水性を確保することができ、生体組織の音響パラメータをより正確に測定することができる。
【００２４】
請求項６に記載の発明は、請求項２乃至５のいずれか１項において、前記親水性無機薄膜は、ＪＩＳ  Ｒ  ３２５７の測定法に準拠して測定したときの接触角の値が２０°〜６０°であることをその要旨とする。
【００２５】
請求項６に記載の発明によれば、親水性無機薄膜は、接触角の値が２０°〜６０°であるので、試料支持体の表面に試料を密着させるのに好適な親水性を確保することができる。具体的には、例えば、試料としての細胞を用いる場合、接触角の値が６０°よりも大きすぎると、親水性が不足して試料支持体の第１面に細胞を付着させることが困難となる。また、接触角の値が２０°よりも小さいと、親水性無機薄膜と細胞との間に水の層が介在してしまい、その水の音響インピーダンスの影響で細胞の音響パラメータを正確に測定できなくなる。従って、接触角の値が２０°〜６０°となるように親水性無機薄膜を形成すれば、試料支持体の第１面に細胞を付着させて、その音響パラメータを正確に測定することができる。また、試料として小脳の生体組織を観察する場合、接触角の値が２５°〜４５°であることが好ましい。この場合、小脳における各神経層が異なる音響インピーダンス値で測定され、それら音響インピーダンス値に基づいて、各神経層がはっきり分離した超音波像を取得することができ、各神経層の性状を的確に観察することができる。
【００２６】
請求項７に記載の発明は、請求項２乃至６のいずれか１項において、前記親水性無機薄膜は、照射する超音波の波長の１／１０以下の厚さを有することをその要旨とする。
【００２７】
請求項７に記載の発明によれば、親水性無機薄膜は、超音波の波長の１／１０以下の厚さであるので、親水性無機薄膜を通過する際に超音波が減衰することなく、試料の音響パラメータを正確に測定することができる。
【００２８】
請求項８に記載の発明は、超音波を試料に向けて照射するとともに、前記試料からの反射波を受信して電気信号に変換する焦点型超音波振動子と、前記超音波の照射点を二次元的に走査させる二次元走査手段とを備えた超音波顕微鏡を含んで構成され、前記反射波に基づいて前記試料の音響パラメータを求める音響パラメータ測定装置にて使用される試料支持体であって、試料を密着させて支持するための第１面を有し、その反対側に位置しかつ超音波伝達媒体を接触させるための第２面を有し、前記試料及び前記超音波伝達媒体とは異なる既知の音響インピーダンスを有しかつ超音波を透過しうる合成樹脂材料からなり、前記第１面が、紫外線照射または化学的手法により親水化処理されていることを特徴とする音響パラメータ測定装置用の試料支持体をその要旨とする。
【００２９】
請求項８に記載の発明によれば、試料支持体の第１面は、紫外線照射または化学的手法により親水化処理されているので、試料と確実に密着され、試料の表面と試料支持体の第１面との間に空間が形成されにくくなる。この試料支持体は、試料及び超音波伝達媒体とは異なる既知の音響インピーダンスを有しかつ超音波を透過しうる合成樹脂材料からなるので、試料支持体の第１面と試料との界面において超音波を確実に反射させることができる。また、試料の表面は試料支持体の第１面に密着してその第１面により平坦化されるので、試料の表面の凹凸による超音波の乱反射を確実に防止することができる。従って、超音波顕微鏡においてこの試料支持体を用いることにより、試料の音響パラメータに起因する正確な信号強度の反射波を得ることができ、その反射波に基づいて試料の音響パラメータを正確に測定することができる。
【００３０】
請求項９に記載の発明は、生体組織に由来する試料を密着させて支持するための第１面を有し、その反対側に位置しかつ超音波伝達媒体を接触させるための第２面を有する試料支持体と、前記超音波伝達媒体及び前記試料支持体を介して前記第２面側から前記試料に超音波を照射するとともに、前記試料からの反射波を受信して電気信号に変換する焦点型超音波振動子と、前記超音波の照射点を二次元的に走査させる二次元走査手段とを備えた超音波顕微鏡を含んで構成され、前記反射波に基づいて前記試料の音響パラメータを求める音響パラメータ測定装置を用いた測定方法であって、前記試料及び前記超音波伝達媒体とは異なる既知の音響インピーダンスを有しかつ超音波を透過しうる合成樹脂材料からなる試料支持体を準備する準備ステップと、前記試料支持体の前記第１面に紫外線照射または化学的手法により親水化処理を施す親水化処理ステップと、親水化処理が施された前記試料支持体の前記第１面上に前記試料を密着させて支持させるとともに、前記焦点型超音波振動子と前記第２面との間に前記超音波伝達媒体を介在させた状態で、超音波を照射する超音波照射ステップとを含むことを特徴とする音響パラメータ測定方法をその要旨とする。
【００３１】
請求項９に記載の発明によれば、準備ステップにおいて、生体組織及び超音波伝達媒体とは異なる既知の音響インピーダンスを有しかつ超音波を透過しうる合成樹脂材料からなる試料支持体が準備される。親水化処理ステップでは、試料支持体の第１面に紫外線照射または化学的手法により親水化処理が施され、その試料支持体の第１面と生体組織との密着性が確保される。続く、超音波照射ステップでは、試料支持体の第１面上に生体組織が密着され支持された後、焦点型超音波振動子と第２面との間に超音波伝達媒体を介在させた状態で、超音波が照射される。このようにすれば、試料支持体の第１面と試料とが確実に密着するため、試料の音響パラメータに起因する正確な反射波の信号強度を得ることができる。従って、その反射波の信号強度に基づいて生体組織の音響パラメータを正確に測定することができる。
【００３２】
請求項１０に記載の発明は、脳組織に由来する試料を密着させて支持するための第１面を有し、その反対側に位置しかつ超音波伝達媒体を接触させるための第２面を有する試料支持体と、前記超音波伝達媒体及び前記試料支持体を介して前記第２面側から前記試料に超音波を照射するとともに、前記試料からの反射波を受信して電気信号に変換する焦点型超音波振動子と、前記超音波の照射点を二次元的に走査させる二次元走査手段とを備えた超音波顕微鏡を含んで構成され、前記反射波に基づいて前記試料の音響パラメータを求める音響パラメータ測定装置を用いることにより、脳組織を音響的に可視化して観察する方法であって、前記試料及び前記超音波伝達媒体とは異なる既知の音響インピーダンスを有しかつ超音波を透過しうる合成樹脂材料からなる試料支持体を準備する準備ステップと、前記試料支持体の前記第１面に、前記合成樹脂材料よりも親水性が高くかつゾルゲル法により形成されたシリコン酸化物薄膜を形成する親水化処理ステップと、親水化処理が施された試料支持体の第１面上に前記試料を密着して支持させるとともに、前記焦点型超音波振動子と前記第２面との間に前記超音波伝達媒体を介在させた状態で、超音波を照射する超音波照射ステップとを含むことを特徴とする超音波脳組織観察方法をその要旨とする。
【００３３】
請求項１０に記載の発明によれば、準備ステップにおいて、脳組織及び超音波伝達媒体とは異なる既知の音響インピーダンスを有しかつ超音波を透過しうる合成樹脂材料からなる試料支持体が準備される。親水化処理ステップでは、試料支持体の第１面に、合成樹脂材料よりも親水性が高いシリコン酸化物薄膜がゾルゲル法により形成され、その試料支持体の第１面と脳組織との密着性が確保される。続く、超音波照射ステップでは、試料支持体の第１面上に脳組織が密着され支持された後、焦点型超音波振動子と第２面との間に超音波伝達媒体を介在させた状態で、超音波が照射される。このようにすれば、試料支持体の第１面と脳組織とが確実に密着するため、脳組織の音響パラメータに起因する正確な信号強度の反射波を得ることができるので、反射波の信号強度に基づいてその脳組織の音響パラメータを正確に測定することができる。そして、音響パラメータを測定しながら二次元走査手段によって超音波の照射点を二次元走査することにより、鮮明な音響インピーダンス像を得ることができ、脳組織の性状を的確に観察することができる。特に、試料支持体の第１面にシリコン酸化物薄膜を形成した場合では、プラズマ処理を施した場合と同等の親水性を確保することができ、脳組織における層構造に対応した正確な音響インピーダンス値を測定することができる。また、プラズマ照射の場合のように、親水化処理にばらつきが生じるといったこともなく、親水性の効果を半永久的に持続させることができる。よって、脳組織の性状変化などを安定的に観察することが可能となる。さらに、プラズマ照射の場合のように、測定する直前に親水化処理を行う必要がないため、脳組織を迅速に観察することができる。
【発明の効果】
【００３４】
以上詳述したように、請求項１〜７に記載の発明によると、試料支持体と試料との密着性を高め、その試料の音響パラメータを正確に測定できる音響パラメータ測定装置を提供することができる。請求項８に記載の発明によると、音響パラメータ測定装置に用いることが好適な試料支持体を提供することができる。請求項９に記載の発明によると、試料支持体と生体組織との密着性を高め、その生体組織の音響パラメータを正確に測定できる音響パラメータ測定方法を提供することができる。請求項１０に記載の発明によると、脳組織の音響パラメータを正確に測定し、脳組織の性状を正確に観察できる超音波脳組織観察方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
以下、本発明を具体化した一実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。図１は音響パラメータ測定装置としての超音波画像検査装置を示す概略構成図であり、図２は、その超音波画像検査装置の電気的な構成を示すブロック図である。
【００３６】
図１に示されるように、本実施の形態の超音波画像検査装置１は、パルス励起型超音波顕微鏡２と、パーソナルコンピュータ（パソコン）３とを備える。パルス励起型超音波顕微鏡２は、試料ステージ４を有する顕微鏡本体５と、試料ステージ４の下方に設置された超音波プローブ６とを備える。そのパルス励起型超音波顕微鏡２の超音波プローブ６がパソコン３と電気的に接続されている。
【００３７】
本実施の形態の試料ステージ４は、ユーザの手動操作により、水平方向（即ちＸ方向及びＹ方向）に移動できるように構成されている。この試料ステージ４には、生体組織８を載置した樹脂プレート９（試料支持体）が固定されている。なお、生体組織８は、例えば、ラットの小脳から切り出した脳組織であり、３００μｍ〜４００μｍの厚さを有する。
【００３８】
超音波プローブ６は、水などの超音波伝達媒体Ｗ１を貯留可能な貯留部１１をその先端部に有するプローブ本体１２と、プローブ本体１２の略中心部に配置される超音波トランスデューサ１３（焦点型超音波振動子）と、プローブ本体１２を前記試料ステージ４の面方向に沿って二次元的に走査するためのＸ−Ｙステージ１４（二次元走査手段）とを備える。プローブ本体１２の貯留部１１は上部が開口しており、その貯留部１１の開口側を上向きにした状態で超音波プローブ６が試料ステージ４の下方に設置されている。
【００３９】
超音波トランスデューサ１３は、酸化亜鉛の薄膜圧電素子１６とサファイアロッドの音響レンズ１７とからなり、パルス励起されることで樹脂プレート９の下面９２（第２面）側から生体組織８に対して超音波を照射する。超音波トランスデューサ１３が照射する超音波は、貯留部１１の超音波伝達媒体Ｗ１を介して円錐状に収束されて樹脂プレート９の上面９１（生体組織８の表面）で焦点を結ぶようになっている。なお、超音波トランスデューサ１３としては、口径１．２ｍｍ、焦点距離１．５ｍｍ、中心周波数８０ＭＨｚ、帯域幅５０〜１０５ＭＨｚ（−６ｄＢ）の仕様のものを用いている。
【００４０】
樹脂プレート９は、超音波を透過しうる合成樹脂材料（例えば、アクリル樹脂）を用いて厚さ１ｍｍ程度の板状に形成されている。樹脂プレート９の上面９１（第１面）には、合成樹脂材料よりも親水性が高いＳｉＯ２ゲル膜１８（親水性無機薄膜）が形成されている（図３参照）。このＳｉＯ２ゲル膜１８は、化学的手法（例えば、ゾルゲル法）により形成されたシリコン酸化物薄膜であり、０．４μｍ程度の厚さを有する。本実施の形態のＳｉＯ２ゲル膜１８は、非結晶のゲル膜であり、水のような極性の高い液体となじみやすいＯＨ基を有している。このＳｉＯ２ゲル膜１８を形成することで、樹脂プレート９表面の改質を行うことができ、その表面の親水性が向上する。また、この樹脂プレート９の上面９１において生体組織８のセット部の周縁に、例えばシリコーン樹脂の硬化物からなるリファレンス部材１９が設けられている。
【００４１】
図２に示されるように、超音波プローブ６は、超音波トランスデューサ１３と、Ｘ−Ｙステージ１４と、パルス発生回路２１と、受信回路２２と、送受波分離回路２３と、検波回路２４と、Ａ／Ｄ変換回路２５と、エンコーダ２６と、コントローラ２７とを備える。
【００４２】
Ｘ−Ｙステージ１４は、超音波の照射点を二次元的に走査させるためのＸステージ１４Ｘ及びＹステージ１４Ｙを備えるとともに、それぞれのステージ１４Ｘ，１４Ｙを駆動するモータ２８Ｘ，２８Ｙを備えている。これらのモータ２８Ｘ，２８Ｙとしては、ステッピングモータやリニアモータが使用される。
【００４３】
各モータ２８Ｘ，２８Ｙにはコントローラ２７が接続されており、該コントローラ２７の駆動信号に応答してモータ２８Ｘ，２８Ｙが駆動される。これらモータ２８Ｘ，２８Ｙの駆動により、Ｘステージ１４Ｘを連続走査（連続送り）するとともに、Ｙステージ１４Ｙを間欠送りとなるよう制御することで、Ｘ−Ｙステージ１４の高速走査が可能となっている。
【００４４】
また、本実施の形態においては、Ｘステージ１４Ｘに対応してエンコーダ２６が設けられ、エンコーダ２６によりＸステージ１４Ｘの走査位置が検出される。具体的に、走査範囲（例えば、縦横３ｍｍの走査範囲）を３００×３００個の測定点（ピクセル）に分割した場合、１回のＸ方向（水平方向）の走査が３００分割される。そして、各測定点の位置がエンコーダ２６によって検出されパソコン３に取り込まれる。パソコン３はそのエンコーダ２６の出力に同期して駆動制御信号を生成して、その駆動制御信号をコントローラ２７に供給する。コントローラ２７は、この駆動制御信号に基づいてモータ２８Ｘを駆動する。また、コントローラ２７は、エンコーダ２６の出力信号に基づきＸ方向の１ラインの走査が終了した時点でモータ２８Ｙを駆動して、Ｙステージ１４ＹをＹ方向に１ピクセル分移動させる。
【００４５】
さらに、コントローラ２７は、駆動制御信号に同期してトリガ信号を生成してパルス発生回路２１に供給する。これにより、パルス発生回路２１において、そのトリガ信号に同期したタイミングで励起パルスが生成される。その励起パルスが送受波分離回路２３を介して超音波トランスデューサ１３に供給される結果、超音波トランスデューサ１３から超音波が照射される。
【００４６】
図４には、Ｘ−Ｙステージ１４の移動に伴う超音波の走査範囲Ｒ１の一例を示している。この例では、走査範囲Ｒ１の右下の隅にリファレンス部材１９が配置されるようになっており、その位置から走査が開始される。そして、矢印で示すように、生体組織８の表面に沿ってＸ方向及びＹ方向に二次元的に走査が順次行われる。
【００４７】
超音波トランスデューサ１３の薄膜圧電素子１６は、送受波兼用の素子であり、生体組織８で反射した超音波（反射波）を電気信号に変換する。そして、その反射波の信号は、送受波分離回路２３を介して受信回路２２に供給される。受信回路２２は、信号増幅回路を含んで構成されていて、反射波の信号を増幅して検波回路２４に出力する。
【００４８】
検波回路２４は、生体組織８からの反射波信号を検出するための回路であり、図示しないゲート回路を含む。本実施の形態の検波回路２４は、超音波トランスデューサ１３で受信した反射波信号のなかから生体組織８やリファレンス部材１９の反射波信号を抽出する。そして、検波回路２４で抽出された反射波信号は、Ａ／Ｄ変換回路２５に供給されてＡ／Ｄ変換された後、パソコン３に転送される。
【００４９】
パソコン３は、ＣＰＵ３１、Ｉ／Ｆ回路３２、メモリ３３、記憶装置３４、入力装置３５、及び表示装置３６を備え、それらはバス３７を介して相互に接続されている。
【００５０】
ＣＰＵ３１は、メモリ３３を利用して制御プログラムを実行し、システム全体を統括的に制御する。制御プログラムとしては、Ｘ−Ｙステージ１４による二次元走査を制御するためのプログラム、音響インピーダンスを算出するためのプログラム、音響インピーダンス像を表示するためのプログラムなどを含む。
【００５１】
Ｉ／Ｆ回路３２は、超音波プローブ６との間で信号の授受を行うためのインターフェース（具体的には、ＵＳＢインターフェース）である。Ｉ／Ｆ回路３２は、超音波プローブ６に制御信号（コントローラ２７への駆動制御信号）を出力したり、超音波プローブ６からの転送データ（Ａ／Ｄ変換回路２５から転送されるデータなど）を入力したりする。
【００５２】
表示装置３６は、例えば、ＬＣＤやＣＲＴなどのカラーディスプレイであり、生体組織８の画像（音響インピーダンス像）や各種設定の入力画面を表示するために用いられる。入力装置３５は、キーボードやマウス装置などであり、ユーザからの要求や指示、パラメータの入力に用いられる。
【００５３】
記憶装置３４は、磁気ディスク装置や光ディスク装置などであり、制御プログラム及び各種のデータを記憶している。なお、この記憶装置３４に記憶されるデータとしては、樹脂プレート９の音響インピーダンス値やリファレンス部材１９の音響インピーダンス値を含む。具体的には、例えば、樹脂プレート９の音響インピーダンス値は、３．２×１０６Ｎｓ／ｍ３であり、リファレンス部材１９の音響インピーダンス値は、１．０×１０６Ｎｓ／ｍ３である。
【００５４】
ＣＰＵ３１は、入力装置３５による指示に従い、プログラムやデータを記憶装置３４からメモリ３３へ転送し、それを逐次実行する。なお、ＣＰＵ３１が実行するプログラムとしては、メモリカード、フレキシブルディスク、光ディスクなどの記憶媒体に記憶されたプログラムや、通信媒体を介してダウンロードしたプログラムでもよく、その実行時には記憶装置３４にインストールして利用する。
【００５５】
ここで、樹脂プレート９の表面にＳｉＯ２ゲル膜１８を形成するための方法について説明する。
【００５６】
先ず、厚さ１ｍｍ程度のアクリル板を所定サイズ（例えば、幅２５ｍｍ、長さ７５ｍｍのサイズ）に切断した樹脂プレート９を準備する（準備ステップ）。次に、樹脂プレート９の片面（第１面）９１に、ゾルゲル法によってＳｉＯ２ゲル膜をコーティングする（親水化処理ステップ）。具体的には、プラスチック容器内に、金属アルコキシドの一種であるテトラエトキシシラン（Ｓｉ（ＯＥｔ）４）と３．６ｗｔ％のＨＣｌ水溶液とを入れて１０分間撹拌した後、エタノールを徐々に加えてさらに１時間撹拌する。このとき、プラスチック容器内では、アルコキシドの加水分解・重縮合反応が起こり、溶液中にＳｉＯ２の無機高分子ゾルが生成される。そして、樹脂プレート９の片面（第２面）９２に保護フィルムを貼り、引き上げ法（ディッピング法）により、樹脂プレート９の表面に均一にゾルを形成して、乾燥させる。具体的には、プラスチック容器内の溶液中に樹脂プレート９を浸漬し、０．１ｃｍ／ｓの速度で引き上げる。これにより、樹脂プレート９の表面に均一なゾルを形成して、乾燥させる、その後、樹脂プレート９の第２面９２に貼った保護フィルムを剥がす。その結果、均一な厚さのＳｉＯ２ゲル膜１８を第１面９１のみに有する樹脂プレート９が形成される。
【００５７】
次に、生体組織８の音響インピーダンス像を生成するためにＣＰＵ３１が実行する処理例について、図５のフローチャートを用いて説明する。
【００５８】
まず、超音波プローブ６の初期動作として、ＣＰＵ３１からの指示に基づいてコントローラ２７によりモータ２８Ｘ，２８Ｙが駆動され、走査位置がリファレンス部材１９に位置するようにＸ−Ｙステージ１４が移動される。またこのとき、励起パルスがトランスデューサ１３に供給されると、図３に示すように、リファレンス部材１９に超音波Ｓｏが照射され、その反射波Ｓｒが検波回路２４で検出される。そして、ＣＰＵ３１は、Ａ／Ｄ変換回路２５で変換されたデジタルデータをＩ／Ｆ回路３２を介して取得し、そのデータをリファレンス部材１９の反射波のデータとしてメモリ３３に記憶する（ステップ１００）。
【００５９】
その後、ＣＰＵ３１からの指示に基づいてコントローラ２７によりモータ２８Ｘ，２８Ｙが駆動され、Ｘ−Ｙステージ１４による二次元走査が開始される。ＣＰＵ３１は、エンコーダ２６の出力に基づいて測定点の座標データを取得する（ステップ１１０）。そして、超音波照射ステップでは、図３に示すように、生体組織８に超音波Ｓｏが照射され、その反射波Ｓｔが検波回路２４で検出される。ＣＰＵ３１は、Ａ／Ｄ変換回路２５で変換されたデジタルデータをＩ／Ｆ回路３２を介して取得し、そのデータを生体組織８の反射波のデータとして座標データに関連付けてメモリ３３に記憶する（ステップ１２０）。
【００６０】
その後、ＣＰＵ３１は、得られたリファレンス部材１９及び生体組織８での反射波Ｓｒ，Ｓｔの強度と、リファレンス部材１９及び樹脂プレート９の音響インピーダンスＺｒ，Ｚｓの値とを用いて、上記の式（３）に対応した演算処理を行い測定点での音響インピーダンスＺｔを算出する。そして、ＣＰＵ３１は、算出された音響インピーダンスＺｔを測定点の座標データに関連付けてメモリ３３に記憶する（ステップ１３０）。
【００６１】
その後、ＣＰＵ３１は、算出した音響インピーダンスＺｔに基づいて音響インピーダンス像を生成するための画像処理を行う。詳しくは、ＣＰＵ３１は、音響インピーダンスＺｔを用いてカラー変調処理を行い、音響インピーダンスＺｔの大きさに応じた画像データを生成し、該画像データをメモリ３３に記憶する（ステップ１４０）。これの具体例を挙げると、音響インピーダンスＺｔの値が大きくなるほど赤色系の色調を強くし、音響インピーダンスＺｔの値が小さくなるほど青色系の色調を強くするような画像処理を行う。
【００６２】
ＣＰＵ３１は、全ての測定点での処理が終了し、１画面分の画像データが取得されたか否かを判断する（ステップ１５０）。ここで、全データが取得されていない場合、ＣＰＵ３１は、ステップ１１０に戻って、ステップ１１０〜１５０の処理を繰り返し実行する。そして、全データが取得された場合には、該データを表示装置３６に転送して、図６に示すような音響インピーダンス像４１を表示させた後、図５の処理を終了する。なお、図６の音響インピーダンス像４１では、生体組織８における音響インピーダンスの違いを色の濃淡で示しているが、実際には、音響インピーダンスの値に応じて色分けされたカラー画像として表示される。
【００６３】
図７は発達した小脳４７の神経回路を示し、図８は未発達の小脳４８の神経回路を示している。図７に示されるように、小脳４７の神経回路は、外部から入力を受ける顆粒細胞ＩＧＬ、小脳からの出力神経であるプルキンエ細胞ＰＬ、顆粒細胞ＩＧＬの出力ケーブルである平行線維（分子層）ＭＬが層状に積み重なって構成され、さらに深層に白質ＷＭが存在する。また、図８に示されるように、生まれたばかりの小脳４８の神経回路では、出力ケーブルである平行線維ＭＬは形成されておらず、顆粒細胞ＩＧＬも脳表面に分布している。そして、小脳の発達（歩行、首の坐り、視線の安定など）に伴って平行線維ＭＬが形成され、小脳神経回路が完成する。
【００６４】
図６の音響インピーダンス像４１は、生後１４日目のラットから切り出した生体組織８を観察したものである。ラットが自立歩行を始める生後１４日目では小脳の発達が顕著になりその発達に伴い平行線維ＭＬが形成される。そのため、図６の音響インピーダンス像４１では、平行線維ＭＬを他の神経層ＩＧＬ，ＷＭと区別して確認することができる。なお、本発明者らは、生後２１日目のラットから切り出した生体組織の音響インピーダンス像（図示略）を取得してその神経回路を観察した。生後２１日目のラットは、小脳の神経回路が十分に発達するため、その音響インピーダンス像では、太くはっきりした平行線維ＭＬを観察することができた。
【００６５】
また、図９には、ＳｉＯ２ゲル膜１８が形成されていない未処理の樹脂プレートを用いて観察した生体組織８の音響インピーダンス像４２を比較例として示している。なお、この音響インピーダンス像４２も、生後１４日目のラットから切り出した生体組織８を観察したものである。図９の音響インピーダンス像４２において、平行線維ＭＬと白質ＷＭとの音響インピーダンス値は、同じ値（約１．５３×１０６Ｎｓ／ｍ３）を示している。図９の音響インピーダンス像４２は白黒の濃淡で表示されているが、実際のカラー画像において、平行線維ＭＬは白質ＷＭと同じ青色で表示され、平行線維ＭＬの発達度合いを確認することは困難である。これに対して、図６の音響インピーダンス像４１では、平行線維ＭＬは緑色で表示され、青色で表示される白質ＷＭや黄緑色で表示されるプルキンエ細胞ＰＬと区別して確認することができる。
【００６６】
また、本発明者らは、プラズマ照射により親水化処理を施した樹脂プレートを用いて音響インピーダンス像（図示略）を取得し、その画像と図６の音響インピーダンス像４１とを比較した。図６の音響インピーダンス像４１は、プラズマ照射の場合と同程度の鮮明な画像であり、平行線維ＭＬの発達度合いを十分に確認することができた。
【００６７】
さらに、本発明者らは、樹脂プレート９の親水化処理として、上記のようなＳｉＯ２ゲル膜を形成する方法以外の別の手法を検討し、その効果を確認した。具体的には、樹脂プレート９の表面に紫外線照射を照射する方法と、樹脂プレート９の表面にＳｉＯ２ゲル膜とは異なる親水性無機薄膜（ＴｉＯ２ゲル膜、７５ＳｉＯ２・２５ＴｉＯ２ゲル膜）を形成する方法とについて確認した。
【００６８】
ＴｉＯ２ゲル膜は、ＳｉＯ２ゲル膜と同様に、ゾルゲル法による片面コーティングを行うことで樹脂プレート９の第１面９１に形成した。このＴｉＯ２ゲル膜もＯＨ基を有しているため、樹脂プレート９の第１面９１に形成することでその第１面９１の親水性を向上させることができる。また、７５ＳｉＯ２・２５ＴｉＯ２ゲル膜については、ゾルゲル法による片面コーティングを行った後、さらに、温水処理（５５℃の温水に１５時間浸ける処理）を行い、使用の直前に紫外線を１分間照射した。この７５ＳｉＯ２・２５ＴｉＯ２ゲル膜では、アナターゼ結晶が析出されるため、樹脂プレート９の第１面９１に形成することでその第１面９１が超親水性状態となる。
【００６９】
また、樹脂プレート９における親水性の程度を確認するため、各親水化処理を施した場合の接触角を測定した。ここでは、ＪＩＳ  Ｒ  ３２５７の測定法（θ/２法）に準拠して樹脂プレート９における接触角θを測定した。具体的には、図１０に示されるように、樹脂プレート９の表面に水滴４５を落とす。すると、その表面に着滴した水滴４５は自らの持つ表面張力で丸くなり、球の一部を形成する。このときの球状をＣＣＤカメラで画像として取り込み、画像処理によって水滴４５の左右端点と頂点を見つけて、水滴４５の半径ｒと高さｈとを求める。これらの値ｒ、ｈを用いて接触角θを測定する。すなわち、図１０において、θ＝２θ１、ｔａｎθ１＝ｈ／ｒの関係より、接触角θは、
【００７０】
θ＝２ａｒｃ ｔａｎ（ｈ／ｒ）
の演算式により求められる。
【００７１】
図１１には、未処理の場合（Ｎｏｒｍａｌの場合）の接触角θと各親水化処理を施した場合の接触角θとを示している。未処理の場合の樹脂プレートでは、接触角θは６５°であり、各親水化処理を施した場合の接触角θはいずれも小さくなり、樹脂プレート表面の親水性が向上されている。具体的には、各接触角θは、プラズマ照射の場合で４３．８°、紫外線照射（ＵＶ照射）の場合で５９．１°、ＳｉＯ２ゲル膜の場合で２８．３°、ＴｉＯ２ゲル膜の場合で５２°、７５ＳｉＯ２・２５ＴｉＯ２ゲル膜の場合で５°未満であった。
【００７２】
また、本発明者らは、各親水化処理を施した樹脂プレート９を用いて生体組織（生後１４日目と２１日目のラットの小脳）の音響インピーダンス像を取得し、各神経層（ＩＧＬ，ＭＬ，ＷＭ）の音響インピーダンス値を調べた。その結果を図１２に示す。ここでは、各層において３×３ポイントの音響インピーダンス値を１０箇所選び、それら音響インピーダンス値の平均値をグラフ化した。なお、各処理において左側の棒グラフは１４日目の測定値であり、右側の棒グラフは２１日目の測定値である。
【００７３】
未処理の樹脂プレート９を用いた場合（Ｎｏｒｍａｌの場合）、生後１４日目の音響インピーダンス像では、平行線維ＭＬと白質ＷＭとの音響インピーダンス値が同じ値となっている。これに対して、プラズマ照射の場合では、各神経層（ＩＧＬ，ＭＬ，ＷＭ）の測定値が異なるため、音響インピーダンス像において、それら神経層を明確に分離することができる。また、ＳｉＯ２ゲル膜１８を形成した場合でも、プラズマ照射の場合と同様に、各神経層（ＩＧＬ，ＭＬ，ＷＭ）の測定値が異なり、音響インピーダンス像において、それら神経層を明確に分離することができる。他の親水化処理では、１４日目の音響イオンピーダンス像において、プラズマ照射の場合やＳｉＯ２ゲル膜１８の場合のように各神経層を明確に分離することはできなかった。しかしながら、２１日目の音響イオンピーダンス像においては、各親水化処理で各神経層（ＩＧＬ，ＭＬ，ＷＭ）の測定値が異なり、神経層を明確に分離することができた。
【００７４】
従って、本実施の形態によれば以下の効果を得ることができる。
【００７５】
（１）本実施の形態の樹脂プレート９の上面９１には、親水性が高いＳｉＯ２ゲル膜１８が形成されているので、樹脂プレート９の上面９１と生体組織８とが確実に密着される。これにより、生体組織８の表面と樹脂プレート９の上面９１との間に空間が形成されなくなる。また、生体組織８の表面は樹脂プレート９の上面９１によって平坦化されるので、生体組織８表面の凹凸による超音波の乱反射を防止することができる。その結果、生体組織８の音響インピーダンスＺｔに応じた正確な信号強度の反射波Ｓｔを得ることができるので、その反射波の信号強度に基づいて生体組織８の音響インピーダンスＺｔを正確に測定することができる。
【００７６】
（２）本実施の形態の樹脂プレート９では、ゾルゲル法によって薄く均一なＳｉＯ２ゲル膜１８を形成することができる。従って、従来のプラズマ照射の場合のように、親水化処理にばらつきが生じるといった問題もない。また、樹脂プレート９にＳｉＯ２ゲル膜１８を形成すれば、その親水性の効果を半永久的に維持することができる。従って、生体組織８の性状変化などを安定的に観察することが可能となる。また、従来のように測定の直前にプラズマによる親水化処理を行う必要がないため、あらかじめＳｉＯ２ゲル膜１８が形成された樹脂プレート９を購入し、これを保存しておくことが可能となる。従って、病院などの医療機関では、超音波画像検査装置１（音響インピーダンス測定装置）のみを準備すればよく、ＳｉＯ２ゲル膜１８を形成するための処理装置が不要となる。さらに、プラズマ照射の場合のように、測定する直前に親水化処理を行う必要がないため、音響インピーダンスＺｔの測定を迅速に行うことができる。
【００７７】
（３）本実施の形態のＳｉＯ２ゲル膜１８は、０．４μｍ程度の厚さであり、超音波の波長（具体的には、１５μｍ程度）の１／１０以下の厚さを有する。この場合、超音波がＳｉＯ２ゲル膜１８を通過する際に減衰することなく、生体組織８の音響インピーダンスＺｔを正確に測定することができる。
【００７８】
（４）本実施の形態の樹脂プレート９では、その上面９１にＳｉＯ２ゲル膜１８を形成することにより、接触角の値が２８．３°となり、生体組織８を密着させるのに好適な親水性を確保することができる。その結果、プラズマ照射の場合と同様に、ラットの小脳における各神経層（ＩＧＬ，ＭＬ，ＷＭ）が異なる音響インピーダンス値で測定される。そして、それら音響インピーダンス値により各神経層（ＩＧＬ，ＭＬ，ＷＭ）がはっきり分離した音響インピーダンス像４１を取得することができ、各神経層（ＩＧＬ，ＭＬ，ＷＭ）の性状を的確に観察することができる。
【００７９】
（５）本実施の形態のパルス励起型超音波顕微鏡２は、生体組織８の下方から超音波Ｓｏを照射してその組織下面の画像を可視化するよう構成された倒立型の顕微鏡である。この場合、試料ホルダなどの特別な固定部材を設ける必要がなく、樹脂プレート９上面９１に生体組織８を載せるだけで、その音響インピーダンスＺｔを容易に測定することができる。従って、生体組織８を生かした状態でその組織構造を迅速に確認することができる。言い換えると、生体組織８のありのままの様子を観察することが可能となる。
【００８０】
なお、本発明の実施の形態は以下のように変更してもよい。
【００８１】
・上記実施の形態では、樹脂プレート９は、アクリル樹脂により形成されるものであったが、これ以外に、ポリスチレンやポリエチレンテレフタレートなどの超音波を透過しうる合成樹脂材料を用いて形成されるものでもよい。また、樹脂プレート９のような板状の試料支持体に限定されるものではなく、シャーレなどの培養容器の底部材を試料支持体として用いてもよい。図１３（ａ）には、ポリスチレン（ＰＳ）のシャーレに上記各親水化処理を施した場合の接触角θを示している。また、図１３（ｂ）には、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）の樹脂プレートに上記各親水化処理を施した場合の接触角θを示している。図１３（ａ），（ｂ）に示されるように、ＰＳのシャーレの場合やＰＥＴの樹脂プレートの場合であっても、アクリル樹脂（ＰＭＭＡ）の樹脂プレート場合と同様に、各処理を施すことで接触角θが小さくなり親水性が向上することが確認された。従って、このように親水化処理を施した試料支持体を用いれば、試料との密着性を十分に確保することができ、音響インピーダンスを正確に測定することが可能となる。
【００８２】
・上記実施の形態において、ラットの小脳における生体組織８を観察するものであったが、ラット以外の動物の生体組織を観察してもよい。また、小脳以外の脳（大脳、間脳、中脳など）の組織や、脳以外の神経組織や、神経組織以外の臓器（心臓、肺、肝臓、腎臓、脾臓など）の組織を観察してもよい。
【００８３】
・上記実施の形態では、生体組織８の音響インピーダンスＺｔを測定するものであったが、音響インピーダンスＺｔ以外に、密度や体積弾性率などの音響パラメータを測定してもよい。
【００８４】
・上記実施の形態では、生体組織８の下方から超音波を照射する倒立型の超音波顕微鏡２を用いるものであったが、生体組織８の上方から超音波を照射する超音波顕微鏡を用いてもよい。
【００８５】
・上記各実施の形態において、パソコン３を用いて超音波画像検査装置１を構成したが、それ以外にワークステーションなどのコンピュータを用いてもよい。また、音響インピーダンス像を表示するための表示装置３６は、パソコン３に一体的に設けられるものであったが、パソコン３と別体で設けてもよい。
【００８６】
次に、特許請求の範囲に記載された技術的思想のほかに、前述した実施の形態によって把握される技術的思想を以下に列挙する。
（１）請求項２において、前記親水性無機薄膜は、ゾルゲル法により形成されたチタン酸化物薄膜であることを特徴とする音響パラメータ測定装置。
（２）請求項１乃至７のいずれか１項において、前記試料支持体は、前記試料を載置するための樹脂プレートであることを特徴とする音響パラメータ測定装置。
（３）請求項１乃至７のいずれか１項において、前記試料支持体は、培養容器の底部材であることを特徴とする音響パラメータ測定装置。
（４）請求項１乃至７のいずれか１項において、前記超音波顕微鏡は、前記試料の下方から超音波を照射してその試料における下面の画像を可視化するよう構成された倒立型の顕微鏡であることを特徴とする音響パラメータ測定装置。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】本発明を具体化した一実施の形態の超音波画像検査装置を示す概略構成図。
【図２】超音波画像検査装置の電気的な構成を示すブロック図。
【図３】生体組織を載置した樹脂プレートを示す拡大断面図。
【図４】超音波の走査範囲を示す説明図。
【図５】音響インピーダンス像の生成処理を示すフローチャート。
【図６】親水化処理を施した場合の音響インピーダンス像を示す説明図。
【図７】発達した小脳における神経回路を示す断面図。
【図８】未発達の小脳における神経回路を示す断面図。
【図９】未処理の場合の音響インピーダンス像を示す説明図。
【図１０】接触角の測定方法を示す説明図。
【図１１】接触角の測定結果を示す説明図。
【図１２】各親水化処理における各神経層の音響インピーダンス値を示すグラフ。
【図１３】（ａ）はポリスチレンの接触角の測定結果、（ｂ）はポリエチレンテレフタレートの接触角の測定結果を示す説明図。
【図１４】音響インピーダンスの測定方法を示す説明図。
【符号の説明】
【００８８】
１…音響パラメータ測定装置としての超音波画像検査装置
２…超音波顕微鏡としてのパルス励起型超音波顕微鏡
８…試料としての生体組織
９…試料支持体としての樹脂プレート
１３…焦点型超音波振動子としての超音波トランスデューサ
１４…二次元走査手段としてのＸ−Ｙステージ
１８…シリコン酸化物薄膜としてのＳｉＯ２ゲル膜
９１…第１面としての上面
９２…第２面としての下面
Ｓｏ…超音波
Ｓｔ…反射波
Ｚｓ…既知の音響インピーダンス
Ｚｔ…音響パラメータとしての音響インピーダンス
Ｗ１…音波伝達媒体
θ…接触角
【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１０】
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【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６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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