(57)【要約】【課題】消費電力を低く抑えるとともに、高い光エネルギの光を安定的に被検体に照射し、正確な光音響波を検出できる光音響探触子を提供する。【解決手段】光源部１３と、光源部１３と隣接して配置されるとともに前記光源部からの光が前記被検体内部で吸収されたとき発生する音響波を検出する音響波検出部１４とを有し、音響波検出部１４が、光源部１３を被検体Ｂｄに押し付けている状態で傾斜可能なように光源部１３に連結されている光音響探触子１０。【選択図】図４
2016049190.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体に対し光を照射する光源部と、
前記光源部と隣接して配置されるとともに前記光源部からの光が前記被検体内部で吸収されたとき発生する音響波を検出する音響波検出部とを有し、
前記音響波検出部が、前記光源部を被検体に押し付けている状態で傾斜可能なように前記光源部に連結されている光音響探触子。
【請求項２】
前記音響波検出部の前記被検体と接触する被検体接触部が断面円弧状の曲面形状であり、前記音響波検出部が前記曲面形状の曲率中心点を通る回転軸周りに回転可能に支持されている請求項１に記載の光音響探触子。
【請求項３】
前記音響波検出部が、前記被検体と接触する被検体接触部の長手方向に伸びる回転軸周りに回転可能に支持されている請求項１に記載の光音響探触子。
【請求項４】
前記音響波検出部の中心軸が前記光源部の前記被検体と接触する面と垂直となるように前記音響波検出部を位置決めする位置決部を備えている請求項１から請求項３のいずれかに記載の光音響探触子。
【請求項５】
前記音響波検出部の前記被検体接触部を前記被検体に押し当てたとき、前記光源部の前記被検体接触部への押し当て力を増加させる押圧部を備えている請求項１から請求項４のいずれかに記載の光音響探触子。
【請求項６】
前記光源部と前記音響波検出部とが着脱可能である請求項１から請求項５のいずれかに記載の光音響探触子。
【請求項７】
前記光源部が発光ダイオード素子を含む請求項１から請求項６のいずれかに記載の光音響探触子。
【請求項８】
前記光源部が半導体レーザ素子を含む請求項１から請求項６のいずれかに記載の光音響探触子。
【請求項９】
前記光源部が有機発光ダイオード素子を含む請求項１から請求項６のいずれかに記載の光音響探触子。
【請求項１０】
請求項１から請求項９に記載の光音響探触子を備え、
前記光音響探触子からの情報に基づいて前記被検体の内部の状態を画像化する光音響画像化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光音響画像化装置に関し、特に、光照射により被検体内で発生する音響波を検出する光音響探触子を備えた光音響画像化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、被検体（例えば、生体）の断層画像を侵襲なく取得する技術として、超音波の送受信を利用した超音波イメージングが知られている。更に、従来、被検体に光を照射することにより生体内部で発生する光音響波（超音波）を利用した光音響イメージングも開発されている。
【０００３】
前記光音響イメージングでは、光源から出射された光のエネルギが被検体内で吸収されることで発生する弾性波を検出し、信号処理の後、画像化する光音響画像化装置が用いられる。前記光音響画像化装置では、例えば、パルスレーザ等のパルス光が生体内に照射されるように構成された、光音響探触子（プローブ）を備えている。前記プローブは、弾性波である音響波を検出する音響波検出部と、光を出射する導光体とを備えた構成となっていることが多い（例えば、特許文献１等参照）。
【０００４】
特許文献１に記載のプローブは光ファイバを通してレーザ光を導光体に入射させて、被検体に光を照射する構成を有している。前記プローブでは、生体内部（被検体内部）から発生された弾性波を検出する超音波振動素子がプローブ軸上に存在するように配置される。そして、前記音響波検出部の脇に光軸が前記音響波検出部の中心軸に向くように傾けて配置している。前記導光体をこのように配置することで、前記導光体と前記超音波振動素子との干渉を抑制し、被検体内部の前記の直下の部分の光を多くして、表面近傍の信号を強くして、より鮮明な画像を取得している。
【０００５】
近年、ＬＥＤ等の発光素子でも光エネルギが大きいものが登場しており、光源として、レーザ光源の代わりに前記発光素子を用いたものが研究されている。前記発光素子は、レーザ光に比べると光エネルギが小さい。そのため、前記発光素子を光源として用いる場合、多くの発光素子を用いることで、光エネルギを増加させている。
【０００６】
また、前記発光素子は、レーザ光に比べると光エネルギが小さいので、前記音響波検出部の近傍で前記被検体と隣り合うように配置することで、光エネルギを有効に活用できるような構成となっている。このような構成とすることで、特許文献１のように光ファイバ、導光体を使用しないので、プローブを小型化することが可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１３−２３３２３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
前記プローブでは、導光体が光音響検出部と一体に形成されているため、プローブを傾けて走査した場合、前記被検体と前記光照射部との間に隙間（空気の層）が形成されてしまい、光エネルギのロスとなる。特許文献１のようなレーザ光を照射する光照射部を備えている場合、前記導光体と前記被検体との間に空気の層が介在しても前記被検体の深部に光を照射することが可能であった。
【０００９】
しかしながら、光エネルギが小さい発光素子の場合、光エネルギが大きなレーザ光では影響が少なかった空気層による光エネルギの減衰が大きく影響し、正確な光音響画像化が困難になってしまう場合がある。
【００１０】
そこで、本発明は、消費電力を低く抑えるとともに、高い光エネルギの光を安定的に被検体に照射し、正確な光音響波を検出できる光音響探触子を提供することを目的とする。
【００１１】
また、本発明は正確な光音響画像を作成できる光音響画像化装置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】
【００１２】
上記目的を達成するために本発明は、被検体に対し光を照射する光源部と、前記光源部と隣接して配置されるとともに前記光源部からの光が前記被検体内部で吸収されたとき発生する音響波を検出する音響波検出部とを有する光音響探触子であって、前記音響波検出部が、前記光源部を被検体に押し付けている状態で傾斜可能なように前記光源部に連結されている。
【００１３】
この構成によると、光源部を被検体に接触させた状態で音響波検出部を傾斜させることが可能であり、光源部と被検体との間の隙間によって光源からの光が減衰するのを抑制するとともに、音響波検出部を走査することで、より多彩な動作で光音響波を検出することが可能である。
【００１４】
上記構成において、前記音響波検出部の前記被検体と接触する被検体接触部が断面円弧状の曲面形状であり、前記音響波検出部が前記曲面形状の曲率中心点を通る回転軸周りに回転可能に支持されていてもよい。
【００１５】
上記構成において、前記音響波検出部が、前記被検体と接触する被検体接触部の長手方向に伸びる回転軸周りに回転可能に支持されていてもよい。
【００１６】
上記構成において、前記音響波検出部の中心軸が前記光源部の前記被検体と接触する面と垂直となるように前記音響波検出部を位置決めする位置決部を備えていてもよい。
【００１７】
上記構成において、前記音響波検出部の前記被検体接触部を前記被検体に押し当てたとき、前記光源部の前記被検体接触部への押し当て力を増加させる押圧部を備えていてもよい。
【００１８】
上記構成において、前記光源部と前記音響波検出部とが着脱可能であってもよい。
【００１９】
上述した、光音響探触子を備えた装置として、前記光音響探触子からの情報に基づいて前記被検体の内部の状態を画像化する光音響画像化装置を挙げることができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によると、消費電力を低く抑えるとともに、高い光エネルギの光を安定的に被検体に照射し、正確な光音響波を検出できる光音響探触子を提供することができる。
【００２１】
また、本発明によると、正確な光音響画像を作成できる光音響画像化装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明にかかる光音響画像化装置の一例の概略外観図である。
【図２】図１に示す光音響画像化装置のブロック図である。
【図３】本発明にかかる光音響探触子の概略斜視図である。
【図４】本発明にかかる光音響探触子に備えられる光源部の分解斜視図である。
【図５】ＬＥＤ素子を備えた光源基板の概略図である。
【図６】図３に示す光音響探触子の平面図である。
【図７】図６に示す光音響探触子をＶＩＩ−ＶＩＩ線で切断した断面図である。
【図８】音響波検出部と光源部とを組み合わせた状態の拡大正面図である。
【図９】音響波検出部を傾けた状態の正面図である。
【図１０】本発明にかかる光音響探触子の他の例の斜視図である。
【図１１】図１０に示す光音響探触子の分解斜視図である。
【図１２】図１０に示す光音響探触子の平面図である。
【図１３】図１２に示す光音響探触子のＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ線で切断した断面図である。
【図１４】音響波検出部を取り付けた状態の正面図である。
【図１５】音響波検出部を取り付けた状態の背面図である。
【図１６】光音響探触子で光音響イメージングを行う状態の正面図である。
【図１７】音響波検出部を傾斜したときの正面図である。
【図１８】本発明にかかる光音響探触子のさらに他の例の斜視図である。
【図１９】図１８に示す光音響探触子の分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本発明にかかる光音響画像化装置について図面を参照して説明する。
【００２４】
（第１実施形態）
図１は本発明にかかる光音響画像化装置の一例の概略外観図であり、図２は図１に示す光音響画像化装置のブロック図である。
【００２５】
本発明にかかる光音響画像化装置Ａは、被検体Ｂｄの内部での減衰が小さい、波長の光（例えば、生体の場合、約６５０ｎｍ〜約１１００ｎｍ）を照射し、内部の組織が光エネルギを吸収して熱膨張したことによる弾性波（超音波）を検出して断層画像を取得する。
【００２６】
図１及び図２に示すように、光音響画像化装置Ａは、光を生体である被検体Ｂｄに照射すると共に被検体Ｂｄ内で発生した光音響波を検出する光音響探触子１０と、光音響波の検出信号に基づいて光音響画像を生成する画像生成部２０を備えている。また、光音響探触子１０は、超音波を被検体Ｂｄに送信すると共に反射波である超音波を検出することも行い、画像生成部２０は、超音波の検出信号に基づいて超音波画像を生成もする。更に、光音響画像化装置Ａは、画像生成部２０により生成された画像信号に基づき画像を表示する画像表示部３０も備えている。
【００２７】
光音響探触子１０は、駆動電源部１１と、駆動電源部１１から電力の供給を受け光（赤外光：波長約８５０ｎｍ）を出射する光源部１３と、光源部１３に備えられる発光素子を制御するＬＥＤ駆動回路１２とを備えている。
【００２８】
ここで、光音響探触子１０の詳細について新たな図面を参照して説明する。図３は光音響探触子の概略斜視図である。以下の説明では、図３に示すように、音響波検出部１４の音響電気変換素子１４１の配列方向をＸ方向、配列方向と直交する方向をＹ方向及び紙面上下方向をＺ方向とする。
【００２９】
図３に示すように、光音響探触子１０は、音響波検出部１４と、音響波検出部１４と近接配置された光源部１３とを備えている。光音響探触子１０は、図３のＺ方向の下側を被検体Ｂｄに接触させて、光源部１３から被検体Ｂｄに光を照射又は音響波検出部１４から超音波を照射し、被検体Ｂｄ内部からの音響波を検出する。
【００３０】
音響波検出部１４は、超音波を送出又は検出する音響電気変換素子１４１をＸ方向に配列した構成を有している。なお、音響波検出部１４は、従来の超音波断層診断装置に用いられる超音波プローブと同じ構成を有しているため詳細な説明は省略する。
【００３１】
図３に示すように、光音響探触子１０は光源部１３を２個備えている。２個の光源部１３は音響電気変換素子１４１の配列方向（すなわち、Ｘ方向）に伸びる長尺部材である。さらに、２個の光源部１３は音響波検出部１４をＹ方向の両側から挟むように配置されている。光源部１３は、被検体Ｂｄに対して、面内の輝度を均斉化した面状光を照射する。これにより、音響波検出部１４のＺ軸方向の下部に均一又は略均一な光を照射することができるようになっている。
【００３２】
光源部１３から出射された光は、被検体Ｂｄ内へ散乱しながら入射され、被検体Ｂｄ内の光吸収体（生体組織）により吸収される。光吸収体が光を吸収すると、断熱膨張により弾性波である光音響波（超音波）が発生する。発生した光音響波は、被検体Ｂｄ内を伝播し、音響電気変換素子１４１により電圧信号に変換する。また、音響検出部１４の音響電気変換素子１４１は超音波を発生して被検体Ｂｄ内へ超音波を送り、被検体Ｂｄ内で反射された超音波を受信して電圧信号を生成することも可能である。つまり、本実施形態の光音響画像化装置Ａは、光音響イメージングに加えて、超音波イメージングも可能となっている。
【００３３】
光音響画像化装置Ａで利用している音響波（超音波）は、空気の層を伝播するときに大きく減衰する。そのため、光音響画像化装置Ａでは、音響波検出部１４と被検体Ｂｄとの間の音響インピーダンスを整合する音響整合流体（ジェル）を利用する場合もある。なお、このジェルを塗布することで、音響波の検出特性を向上させることができるとともに、光源部１３のＬＥＤ素子１３１を冷却することが可能である。
【００３４】
次に画像生成部２０について説明する。図２に示すように、画像生成部２０は、受信回路２１、Ａ／Ｄコンバータ２２、受信メモリ２３、データ処理部２４、光音響画像再構成部２５、検波・対数コンバータ２６、光音響画像構築部２７、超音波画像再構成部２８、検波・対数コンバータ２９、超音波画像構築部２１０、画像合成部２１１、制御部２１２、及び送信制御回路２１３を備えている。
【００３５】
受信回路２１は、複数の音波電気変換素子１４１から一部の音波電気変換素子１４１を選択し、選択された音波電気変換素子１４１についての電圧信号（検出信号）を増幅させる処理を行う。
【００３６】
光音響イメージングの場合は、例えば、複数の音波電気変換素子１４１をＸ方向に隣接する２つの領域に分割し、１回目の光照射のときはそのうち１つの領域を選択し、２回目の光照射のときに残りの１つの領域を選択する。また、超音波イメージングの場合は、例えば、複数の音波電気変換素子１４１のうち一部の隣接する音波電気変換素子１４１から成るグループを切替えながら超音波を発生させ（所謂リニア電子スキャン）、受信回路２１でも上記グループを切替えながら選択する。
【００３７】
Ａ／Ｄコンバータ２２は、受信回路２１からの増幅後の検出信号をデジタル信号に変換する。受信メモリ２３は、Ａ／Ｄコンバータ２２からのデジタル信号を保存する。データ処理部２４は、受信メモリ２３に保存された信号を光音響画像再構成部２５または超音波画像再構成部２８へ振り分ける機能を有する。
【００３８】
光音響画像再構成部２５は、光音響波の検出信号に基づき位相整合加算処理を行い、光音響波のデータを再構成する。検波・対数コンバータ２６は、再構成された光音響波のデータについて対数圧縮処理、及び包絡線検波処理を行う。そして、光音響画像構築部２７は、検波・対数コンバータ２６による処理後のデータを画素毎の輝度値データに変換する。
【００３９】
一方、超音波画像再構成部２８は、超音波の検出信号に基づき位相整合加算処理を行い、超音波のデータを再構成する。検波・対数コンバータ２９は、再構成された超音波のデータについて対数圧縮処理、及び包絡線検波処理を行う。そして、超音波画像構築部２１０は、検波・対数コンバータ２９による処理後のデータを画素毎の輝度値データに変換する。
【００４０】
画像合成部２１１は、上記光音響画像データと上記超音波画像データを合成し、合成画像データを生成する。ここで画像合成については、超音波画像に対して光音響画像を重畳させてもよいし、光音響画像と超音波画像を並列に並べてもよい。画像表示部３０は、画像合成部２１１により生成された合成画像データに基づいて画像を表示する。
【００４１】
なお、画像合成部２１１は、光音響画像データまたは超音波画像データのいずれかをそのまま画像表示部３０へ出力してもよい。
【００４２】
また、制御部２１２は、ＬＥＤ駆動回路１２に波長制御信号を送信し、波長制御信号を受信したＬＥＤ駆動回路１２は、制御部２１２から光トリガー信号が光源駆動回路１０２に送信されると、ＬＥＤ駆動回路１２は、ＬＥＤ素子１３１に駆動信号を送信する。
【００４３】
また、送信制御回路２１３は、制御部２１２からの指示により、音響電気変換部２０２に駆動信号を送信し、超音波を発生させる。なお、制御部２１２は、他にも受信回路２１等を制御する。
【００４４】
（第１実施形態）
次に本発明にかかる光音響探触子１０の要部である光源部１３の詳細について図面を参照して説明する。図４は本発明にかかる光音響探触子に備えられる光源部の分解斜視図であり、図５はＬＥＤ素子を備えた光源基板の概略図である。また、図６は図３に示す光音響探触子の平面図であり、図７は図６に示す光音響探触子をＶＩＩ−ＶＩＩ線で切断した断面図である。図８は音響波検出部と光源部とを組み合わせた状態の拡大正面図である。
【００４５】
光音響探触子１０は、光源部１３と、音響波検出部１４とを含んでいる。図４に示すように音響波検出部１４は、音響電気変換素子１４１の配列方向（Ｘ方向）の両端部に設けられたボス穴１４２と、同じ面から突出する円柱状の突出部１４３とを備えている。図４に示すように、突出部１４３がボス穴１４２よりも上部に設けられている。
【００４６】
図４に示すように、光源部１３は、光源基板１３０（光源体）、光源保持部１５、筐体４０を含んでいる。図４に示すように、光源保持部１５は、光源基板１３０を保持する構成となっている。
【００４７】
光源基板１３０は、表面に配線パターンが形成された配線基板である。図５に示すように、光源基板１３０の表面には発光素子であるＬＥＤ素子１３１が縦横等間隔となるように２次元配列で実装されている。また、ＬＥＤ素子１３１は千鳥配置でも良い。光源基板１３０はＬＥＤ駆動回路１２に接続されており、ＬＥＤ駆動回路１２からの駆動信号を受信し、駆動信号に基づいてＬＥＤ素子１３１はパルス光を出射する。光源部１３では光源基板１３０にＬＥＤ素子１３１を２次元配列で実装することで、一定光束の面状光を出射する。なお、ＬＥＤ素子１３１は、生体の内部に浸透しやすい波長（ここでは、約８５０ｎｍ）の光を照射する素子である。
【００４８】
図４に示すように、光源保持部１５は、光音響探触装置Ａで光音響イメージングを行うとき、底面が被検体Ｂｄと接触する。そして、ＬＥＤ素子１３１から出射された光を被検体Ｂｄに導く（導光する）導光体として用いられる。
【００４９】
そのため、光源保持部１５は、光源基板１３０に実装されたＬＥＤ素子１３１から出射された光が透過できる材料で形成されている。そして、光源保持部１５の下面が被検体Ｂｄと接触する部分となっている。なお、光が透過できる材料としては、例えば、アクリル、ポリカーボネイト等を挙げることができるが、これに限定されない。
【００５０】
光源基板１３０はＬＥＤ素子１３１の実装面が光源保持部１５の底面と対向するように、光源保持部１５に配置される。そして、光源基板１３０を配置した状態で、光源保持部１５を筐体４０の下面のカバートップ部４０１に取り付けることで、光源基板１３０が光源保持部１５の内部に保持される。なお、光源保持部１５と筐体４０の固定方法は、接着、弾性ヒンジによる係合、ねじ止め等、従来よく知られた方法を採用することができる。
【００５１】
以下、別途説明するとき以外は、光源保持部１５と称したとき、光源基板１３０を内部に保持しているものとする。
【００５２】
筐体４０は、平面視矩形状の部材であり、下部に光源保持部１５を固定することが可能となっている。筐体４０の中央部分には、音響電気変換素子１４１を被検体Ｂｄに接触させるため、音響波検出部１４を貫通させる貫通窓４００が設けられている。筐体４０は連結部４１と、連結部４１の外部に取り付けられる姿勢調整ばね４２と、ばねカバー４３とを備えている。連結部４１は、音響波検出部１４の音響電気変換素子１４１の配列方向に並んで対向するように対をなすように設けられている。
【００５３】
連結部４１は、音響波検出部１４と連結するものであり、挿入部４１１と、摺動孔４１２と、回転ボス４１３と、弾性変形部４１４と、ばね取付部４１５と、ばね押え部４１６と、リブ４１７と、つまみ４１８とを備えている。
【００５４】
挿入部４１１は、音響波検出部１４を装着するとき、突出部１４３が通過するように設けられている。そして、挿入部４１１は上下方向に延びる貫通部であり摺動孔４１２が連結している。摺動孔４１２は円弧形状を有しており、中央部分で挿入部４１１と接続している。すなわち、摺動孔４１２は連結部４１の中心軸を対象軸とするように配置されている。摺動孔４１２は音響波検出部１４を傾斜するとき、突出部１４３が摺動する摺動孔である。
【００５５】
姿勢調整ばね４２は音響波検出部１４を傾斜させたとき、音響波検出部１４の姿勢を調整する、すなわち、音響波検出部１４をもとの位置に戻すように付勢する付勢部材である。姿勢調整ばね４２は、コイル部４２１と、コイル部４２１の一方の端部のより接線方向に延びる支持部４２２と、他方の端部より接線方向に延びる作業部４２３とを有する。
【００５６】
姿勢調整ばね４２は、連結部４１の外側に突出する円柱状のばね取付部４１５にコイル部４２１を外嵌している。そして、支持部４２２を筐体４０のリブ４１７に当接させている。さらに、作業部４２３は挿入部４１１の端縁部に形成されたばね押え部４１６に係合している。作業部４２３は摺動孔４１２の円弧状の部分を横切るように配置されている。なお、姿勢調整ばね４２は、支持部４２２と作業部４２３との角度を縮めた状態で、連結部４１に取り付けられる。これにより、支持部４２２がリブ４１７を押し作業部４２３がばね押え部４１６を押すことで、姿勢調整ばね４２は安定して取り付けられる。
【００５７】
ばねカバー４３は、外側から姿勢調整ばね４２の少なくともコイル部４２１を押えるように、連結部４１に固定される。ばねカバー４３を取り付けることで、姿勢調整ばね４２が脱落するのを抑制している。突出部１４３が摺動孔４１２を貫通しており、突出部１４３の摺動を妨げないように、ばねカバー４３は、摺動孔４１２と同じ曲率の曲面を有している。なお、姿勢調整ばね４２のコイル部４２１がばね取付部４１５から抜けないように押えることができる形状を広く採用することができる。
【００５８】
挿入部４１１の下部には、内側に突出する円柱状の回転ボス４１３を備えている。回転ボス４１３は音響波検出部１４のボス穴１４２に回転可能に挿入される（図７参照）。回転ボス４１３は音響波検出部１４を傾斜するときの回転軸となる。回転ボス４１３は弾性変形部４１４に形成されている。弾性変形部４１４は上下にスリットが形成されており、弾性的に撓みやすく形成されている。
【００５９】
そして、回転ボス４１３の先端部がテーパ形状に形成されているとともに、音響波検出部１４のボス穴１４２が形成されている面が下側に向かって細くなるように傾斜している。これにより、音響波検出部１４を回転ボス４１３とボス穴１４２が上下に重なるように筐体４０の上方に配置し、音響波検出部１４を下方に移動させることで、回転ボス４１３が側面に押されて弾性変形部４１４が撓む。そして、回転ボス４１３とボス穴１４２とが上下方向に重なると、弾性変形部４１４が元の位置に戻り、回転ボス４１３がボス穴１４２に回転可能に挿入される。
【００６０】
音響波検出部１４を連結部４１に取り付けるとき、突出部１４３が挿入部４１１を突出させているとともに、音響波検出部１４を取り付け位置に移動させるとき、突出部１４３が挿入部４１１内を移動する。そして、回転ボス４１３がボス穴１４２に回転可能に挿入されたとき、突出部１４３は摺動孔４１２を貫通する位置まで移動する（図８参照）。このように、回転ボス４１３がボス穴１４２に回転可能に係合することで、音響波検出部１４と光源部１３とが連結され、光音響探触子１０が形成される。光音響波探触子１０では、光源部１３と音響波検出部１４とが連結される、すなわち、音響波検出部１４を操作することで光源部１３も連動する。
【００６１】
また、弾性変形部４１４の回転ボス４１３と反対側には、つまみ４１８が形成されている。つまみ４１８は、音響波検出部１４を光源部１３から取り外すときに操作されるものである。つまみ４１８を引っ張って弾性変形部４１４を変形させることで、回転ボス４１３をボス穴１４２から引き抜く。これにより、音響波検出部１４を光源部１３から分離することが可能である。
【００６２】
光音響探触子１０で光音響イメージングを行うとき、音響波検出部１４の下端部を被検体Ｂｄに押しつけるように下方に押え、光源部１３から被検体Ｂｄに光を照射する。音響波検出部１４を下方に押えることで、音響電気変換素子１４１を被検体Ｂｄの表面に押しあてる。音響検出部１４を下方に押す力は、回転ボス４１３とボス穴１４２との係合を介して光源部１３に伝達される。これにより、音響波検出部１４を被検体Ｂｄに押し当てることで、光源部１３の光源保持部１５の下面が被検体Ｂｄに押し当てられる。これにより、被検体Ｂｄに多くの光を正確に照射することが可能である。
【００６３】
光音響探触子１０は音響波検出部１４の中心軸の延長線上の断面の画像を生成する。そして、光音響探触子１０では、音響波検出部１４を被検体に対して傾けて音響信号を取得する場合がある。光音響探触子１０で音響波検出部１４を傾斜させたときの動作について図面を参照して説明する。図９は音響波検出部を傾けた状態の正面図である。
【００６４】
音響波検出部１４は回転ボス４１３を中心として、光源部１３に対して傾斜させることが可能である。なお、音響波検出部１４は先端を被検体Ｂｄに接触させた状態を維持して傾斜する。音響波検出部１４が傾斜するとき、突出部１４３が摺動孔４１２内を移動する。これにより、光音響探触子１０は、音響波検出部１４を傾斜させても光源部１３を安定して被検体Ｂｄに押しつけ、安定して光を照射することが可能である。
【００６５】
突出部１４３が摺動孔４１２を移動するとき、突出部１４３は姿勢調整ばね４２を押し、姿勢調整ばね４２の作業部４２３を押す。これにより、姿勢調整ばね４２が弾性的に変形する。姿勢調整ばね４２が弾性変形した状態で音響波検出部１４の力を取り除くと、姿勢調整ばね４２は元の形状に戻ろうとする。突出部１４３が姿勢調整ばね４２に押されて元の位置に戻る。
【００６６】
また、光源部１３には、摺動孔４１２の円弧状の部分の両側に作業部４２３が横切っており、突出部１４３が摺動孔４１２の円弧状の部分のどちらに摺動しても、１つの連結部４１に取り付けられている２個の姿勢調整ばね４２のどちらか一方が変形する。また、音響波検出部１４の傾斜を終了すると、変形していた姿勢調整ばね４２の弾性力によって突出部１４３が押され、突出部１４３が摺動孔４１２の中央に位置するように、音響波検出部１４が移動される。
【００６７】
以上示したように、光音響探触子１０は、光源部１３を被検体Ｂｄにしっかり押し付けた状態で、音響波検出部１４を傾けることが可能である。また、光音響探触子１０を使用していないときは、音響波検出部１４が常に傾斜方向中央で待機するため、操作性を高めることが可能である。
【００６８】
本実施形態では、光源部１３と音響波検出部１４とが着脱可能な構成となっているため、異なる光（波長、強度等）を照射するとき、光源部１３だけを変更するだけでよいので、収納場所を削減でき、簡単に取り換えることが可能であるため、作業性も高い。また、光源部１３と音響波検出部１４が別体であるため、光源部１３又は音響波検出部１４のいずれかに不具合があった場合でも、容易に取り換えが可能である。
【００６９】
なお、本実施形態では、光源部１３と音響波検出部１４とが着脱可能な構成となっているが、光源部１３と音響波検出部１４とが常に連結された構成であってもよい。この場合、着脱に必要な構成（ここでは、弾性変形部４１４、つまみ４１８等）を省略できるので、構成及び構造をより簡単にすることができる。これにより、コストを下げることも可能である。
【００７０】
また、本発明にかかる光音響探触子１０において、音響波検出部１４と被検体Ｂｄとの接触部分の断面形状が回転ボス４１３（すなわち、ボス穴１４２）の中心軸上に曲率半径を有する曲面としてもよい。このように構成することで、回転ボス４１３を回転軸として、音響波検出部１４が傾斜したとき、その傾斜角度にかかわらず、音響波検出部１４と被検体Ｂｄとの接触面積及び接触圧力を一定とすることが可能である。
【００７１】
（第２実施形態）
本発明にかかる光音響探触子の他の例について図面を参照して説明する。図１０は本発明にかかる光音響探触子の他の例の斜視図であり、図１１は図１０に示す光音響探触子の分解斜視図である。図１２は図１０に示す光音響探触子の平面図であり、図１３は図１２に示す光音響探触子のＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ線で切断した断面図である。図１４は音響波検出部を取り付けた状態の正面図であり、図１５は音響波検出部を取り付けた状態の背面図である。
【００７２】
図１０、図１１に示す光音響探触子１０Ｂの音響波検出部１４ｂは、ボス穴１４２の代わりに突出部１４３と同じ方向に突出する回動ボス１４４を備えている。また、連結部４１ｂは抜け止め部４１０、挿入部４１１ｂ、弾性変形部４１４ｂ、つまみ４１８ｂ及びガイド溝４１９を有している。また、光源部１３ｂは、回動ボス１４４を押圧する押えばね４４を備えており、連結部４１ｂは押えばね４４を取り付けるばね取付部４１１０を備えている。なお、その他の部分については、光音響探触子１０と同じ構成であり実質上、同じ部分は同じ符号を付すとともに、同じ部分の詳細な説明を省略する。
【００７３】
回動ボス１４４は、円柱形状を有しており、突出部１４３よりも突出量が少ない。また、回動ボス１４４は、突出部１４３よりも下方に設けられている。
【００７４】
図１１、図１３に示すように、連結部４１ｂの対向する側の面は、段差が形成されている。対向配置された連結部４１ｂの相対距離は、下部が狭く上部が広くなっている。図１３に示すように、音響波検出部１４ｂを光源部１３ｂに取り付けるとき、回動ボス１４４が上部と干渉しないような相対距離となっている。また、下部は、段差によって回動ボス１４４が上下に引っ掛かるような形状となっている。そして、連結部４１ｂの下部には、上下方向にガイド溝４１９が延びている。ガイド溝４１９は、挿入部４１１ｂと上下に重なるように形成されている。音響波検出部１４ｂの回動ボス１４４はガイド溝４１９に摺動可能に収容される。
【００７５】
図１１等に示すように、連結部４１ｂは上端に弾性変形部４１４ｂが形成されている。弾性変形部４１４ｂは弾性変形部４１４と同様、他の部分よりも薄肉に形成されている。弾性変形部４１４ｂの中央部、すなわち、挿入部４１１ｂと上下に重なる位置に内側に突出する抜け止め部４１０が設けられている。
【００７６】
抜け止め部４１０は光源部１３ｂに音響波検出部１４ｂを取り付けたとき、突出部１４３が引っ掛かるように形成されている。また、抜け止め部４１０下側が中央に傾斜した傾斜面を有している。抜け止め部４１０は弾性変形部４１４ｂの中央に設けられており、音響波検出部１４ｂを光源部１３ｂに取り付けるとき、回動ボス１４４と抜け止め部４１０の先端とが上下重なるように形成される。そして、つまみ４１８ｂは、弾性変形部４１４ｂの抜け止め部４１０が形成されている部分の反対側に形成されている。
【００７７】
押えばね４４は姿勢調整ばね４２と同じ形状を有している。すなわち、押えばね４４も姿勢調整ばね４２と同様、コイル部４４１と、支持部４４２と、作業部４４３とを備えている。押えばね４４は連結部４１ｂに設けられたばね取付部４１１０に取り付けられており、支持部４４２はばね取付部４１１０に固定されている。また、作業部４４３はガイド溝４５を横切るように配置される。また、連結部４１ｂには、押えばね４４が抜けないように作業部４４３を押える抜止部も形成されている。
【００７８】
つぎに、光源部１３ｂに音響波検出部１４ｂを取り付ける手順について説明する。音響波検出部１４ｂは、筐体４０の上部から光源部１３ｂに取り付ける。このとき、図１３等に示すように、音響波検出部１４ｂの回動ボス１４４は連結部４１ｂの上部とは干渉しない。そのため、音響波検出部１４ｂを下方に押すとき、回動ボス１４４は連結部４１ｂの上部と接触しない。そして、音響波検出部１４を下方に移動させることで、突出部１４３は、抜け止め部４１０と接触する。このとき突出部１４３が抜け止め部４１０を押し、弾性変形部４１４ｂが撓む。これにより、突出部１４３が抜け止め部４１０を通過して、挿入部４１１ｂに移動する。
【００７９】
そして音響波検出部１４ｂを下方に移動させることで、回動ボス１４４はガイド溝４１９に摺動可能に挿入される、同様に、突出部１４３は挿入部４１１ｂに挿入される。そして、ガイド溝４１９に挿入されている回動ボス１４４は、押えばね４４の作業部４４３と接触し、上方に向けて付勢される。このようにして、音響波検出部１４ｂを光源部１３ｂに取り付けることができる。
【００８０】
また、音響波検出部１４ｂを持ち上げた場合、突出部１４３が抜け止め部４１０と接触する。抜け止め部４１０は音響波検出部１４ｂを押し下げるときには、隙間が開くように傾斜が形成されているが、反対方向に移動するときには隙間を開くような傾斜は形成されていない。そのため、音響波検出部１４ｂを持ち上げた場合、回動ボス１４４が抜け止め部４１０と係合し、光源部１３ｂが音響波検出部１４ｂと一緒に移動する。
【００８１】
また、つまみ４１８ｂを操作して、弾性変形部４１４ｂを変形させる。これにより、回動ボス１４４が抜け止め部４１０と接触しないように調整することができ、音響波検出部１４ｂを光源部１３ｂから取り外すことができる。
【００８２】
光源部１３ｂに音響波検出部１４ｂを取り付けたとき、回動ボス１４４は押えばね４４の作業部４４３と接触する。このとき、音響波検出部１４ｂはその下端部が、光源保持部１５の底面の位置よりも上方になるように取り付けられている。
【００８３】
次に、光音響探触子１０Ｂを利用するときについて図面を参照して説明する。図１６は光音響探触子で光音響イメージングを行う状態の正面図であり、図１７は音響波検出部を傾斜したときの正面図である。図１６に示すように、操作者は光音響探触子１０Ｂを利用して光音響イメージングを行うとき、音響波検出部１４ｂを被検体に対して押し付ける。このとき、回転ボス１４４が押えばね４４の作業部４４３を下方に押える。この下方に押える力は一旦押えばね４４に蓄えられた後、光源部１３ｂに作用するため、光源部１３ｂは被検体Ｂｄに対して鉛直方向に付勢される。
【００８４】
図１６に示すように、音響波検出部１４ｂを被検体Ｂｄに接触させたとき、回動ボス１４４が摺動孔４１２を貫通する位置まで移動される。この状態で、音響波検出部１４ｂを傾斜させることで、突出部１４３は摺動孔４１２の円弧部分を摺動する。このとき、音響波検出部１４ｂから光源部１３ｂに伝達される力は、押えばね４４に一旦蓄えられて、その後、光源部１３ｂに印加される。押えばね４４の支持部４４２の光源部１３ｂに対する位置及び角度は一定である。音響波検出部１４ｂが傾斜していても、押えばね４４から光源部１３ｂに作用する力の方向は一定方向となる。このことから、音響波検出部１４ｂを傾斜させた場合であっても、光源部１３ｂをしっかり被検体Ｂｄに押し当てることができる。
【００８５】
また、音響波検出部１４ｂを傾斜させたとき、突出部１４３が姿勢調整ばね４２の作業部４２３と接触し、姿勢調整ばね４２を変形させる。音響波検出部１４ｂが傾斜している限り姿勢調整ばね４２は変形された状態を維持する。そして、光音響イメージングを終了するとき、音響波検出部１４ｂは、変形している姿勢調整ばね４２の元に戻る力で、突出部１４３が摺動孔４１２の中央まで移動する。
【００８６】
突出部１４３が摺動孔４１２の中央に移動すると、突出部１４３は挿入部４１１ｂに移動可能となるので、押えばね４４が音響波検出部１４ｂを上方に押す力で突出部１４３が挿入部４１１ｂに押し込まれる。
【００８７】
このように、光音響探触子１０Ｂは、不使用時には、音響波検出部１４ｂは、音響電気変換素子１４１が光源保持部１５の底面よりも持ち上げられた状態となる。また、不使用時には、音響波検出部１４ｂの光源部１３ｂに対する位置が常に同じ位置となるので、使用開始時の動作が常に一定となる。すなわち、常に一定の操作で光音響イメージングを行うことできるため、操作性を高めることが可能である。
【００８８】
また、本実施形態の光音響探触子１０Ｂでは、最初に音響波検出部１４ｂを被検体Ｂｄに押し付ける動作が含まれているため、操作者は忘れることなく、光源部１３ｂの光源保持部１５の底面を被検体Ｂｄにしっかり押し付ける動作を行う。このことからも、光源保持部１５の底面と被検体Ｂｄの間に空気等の光を減衰する層が形成されるのを抑制し、精度のよい断層画像を生成することが可能である。
【００８９】
また、本発明にかかる光音響探触子１０Ｂにおいて、音響波検出部１４ｂと被検体Ｂｄとの接触部分の断面形状が回動ボス１４４の中心軸上に曲率半径を有する曲面としてもよい。このように構成することで、回動ボス１４４を回転軸として音響波検出部１４ｂが傾斜するとき、その傾斜角度にかかわらず、音響波検出部１４ｂと被検体Ｂｄとの接触面積及び接触圧力を一定とすることが可能である。
【００９０】
上記以外の特徴は、実施形態１と同じである。
【００９１】
（第３実施形態）
本発明にかかる光音響探触子のさらに他の例について図面を参照して説明する。図１８は本発明にかかる光音響探触子のさらに他の例の斜視図であり、図１９は図１８に示す光音響探触子の分解斜視図である。図１８、図１９に示すように、光音響探触子１０Ｃは、第２実施形態の光音響探触子１０Ｂとは音響波検出部の傾斜方向が異なる構成となっている。光音響探触子１０Ｃの傾斜を行うための連結部４１ｃは、光音響探触子１０Ｂの連結部４１ｂと配置位置が異なる以外同じ構成を有している。そこで、連結部４１ｃの構成部分では、連結部４１ｂの構成部分と実質上同じ部分には、同じ数字に英字「ｃ」を付している。また、実質上同じ部分についての詳細な説明は省略する。
【００９２】
光音響探触子１０Ｃは、音響探触子１４ｃを音響電気変換素子１４１の配列方向に傾斜可能な構成を有している。音響探触子１４は、音響電気変換素子１４１の配列方向と直交する方向（ここでは、Ｙ方向）に突出部１４３ｃと回動ボス１４４ｃとが形成されている。なお、突出部１４３ｃと回動ボス１４４ｃは、突出部１４３と回動ボス１４４と同等の部材である。すなわち、突出部１４３ｃが回動ボス１４４ｃよりも突出長さが長い。
【００９３】
そして、光源部１３ｃの筐体４０は、光源保持部１５の長手方向と平行となるように、連結部４１ｃが設けられている。連結部４１ｃのガイド溝４１９ｃに回動ボス１４４ｃを挿入するとともに、突出部１４３ｃを挿入部４１１ｃに挿入することで、光源部１３ｃと音響波検出部１４ｃとを組み合わせることができる。そして、音響波検出部１４ｃを下方に押えることで、押えばね４４が押されて変形するとともに、突出部１４３ｃが摺動孔４１２ｃに移動する。これにより、音響波検出部１４ｃは回動ボス１４４ｃを中心に、音響電気変換素子１４１の配列方向に傾斜させることが可能となる。
【００９４】
音響波検出部１４ｃは音響電気変換素子１４１の配列方向に傾斜するため、音響波検出部１４ｃの音響電気変換素子１４１が配置され、被検体Ｂｄと接触する被検体接触部は、配列方向に湾曲している構成である。なお、この湾曲している部分については、例えば、回動ボス１４４ｃを曲率中心とするような断面円弧状の曲面形状を挙げることができる。
【００９５】
傾斜方向が異なる以外、第２実施形態と同じ構成及び特徴を有している。
【００９６】
なお、音響波検出部として、音響電気変換素子１４１の配列方向の両端面に突出部１４３及び回動ボス１４４を備えるとともに、配列方向と直交する方向の両端面に突出部１４３ｃ及び回動ボス１４４ｃを備えるようにしてもよい。このように構成した音響波検出部は、光源部１３ｂ及び光源部１３ｃのいずれかに選択的に装着することが可能である。必要に応じて、光源部を変更することで、音響波検出部の傾斜方向を変更することが可能である。
【００９７】
上記各実施形態において、発光素子としてＬＥＤ素子を利用しているが、これに限定されるものではない。ＬＥＤ素子のように、小型で発光制御が容易な素子を広く採用することが可能である。また、複数のＬＥＤ素子を発光基板に並べて実装しているものとしているが、これに限定されるものではなく、発光部の構成部材の一部に直接配置するようにしてもよい。
【００９８】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこの内容に限定されるものではない。また本発明の実施形態は、発明の趣旨を逸脱しない限り、種々の改変を加えることが可能である。また、上記各実施形態は適宜組み合わせて実施することも可能である。
【符号の説明】
【００９９】
Ａ  光音響画像化装置
１０、１０Ｂ、１０Ｃ  光音響探触子
１１  駆動電源部
１２  ＬＥＤ駆動回路
１３  光源部
１３０  光源基板（光源体）
１３１  ＬＥＤ素子（発光素子）
１４、１４ｂ、１４ｃ  音響波検出部
１４１  音響電気変換素子
１４２  ボス穴
１４３、１４３ｃ  突出部
１４４、１４４ｃ  回動ボス
１５  光源保持部
２０  画像生成部
２１  受信回路
２２  Ａ／Ｄコンバータ
２３  受信メモリ
２４  データ処理部
２５  光音響画像再構成部
２６  検波・対数コンバータ
２７  光音響画像構築部
２８  超音波画像再構成部
２９  検波・対数コンバータ
２１０  超音波画像構築部
２１１  画像合成部
２１２  制御部
２１３  送信制御回路
３０  画像表示部
４０  筐体
４００  貫通窓
４０１  カバートップ部
４１、４１ｂ、４１ｃ  連結部
４１０、４１０ｃ  抜止部
４１１、４１１ｂ、４１１ｃ  挿入部
４１２、４１２ｃ  摺動部
４１３、４１３ｃ  回転ボス
４１４、４１４ｂ、４１４ｃ  弾性変形部
４１５、４１５ｃ  ばね保持部
４１６  ばね押え部
４１７、４１７ｃ  リブ
４１８、４１８ｂ、４１８ｃ  つまみ
４１９、４１９ｃ  ガイド溝
４１１０  ばね取付部
４２  姿勢調整ばね
４２１  コイル部
４２２  支持部
４２３  作業部
４３  ばねカバー
４４  押えばね
４４１  コイル部
４４２  支持部
４４３  作業部
【図１】
2016049190.tif 000003
【図２】
2016049190.tif 000004
【図３】
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【図４】
2016049190.tif 000006
【図５】
2016049190.tif 000007
【図６】
2016049190.tif 000008
【図７】
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【図８】
2016049190.tif 000010
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
2016049190.tif 000018
【図１７】
2016049190.tif 000019
【図１８】
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【図１９】
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