(57)【要約】【課題】光音響装置の光の照射密度を制御し、安全性を向上させる。【解決手段】光を発生させる光源と、光を伝搬する光学系と、光学系を伝搬した光を射出する射出部と、光を照射された被検体から発生する音響波を受信して、電気信号を出力する受信部と、電気信号を用いて、被検体の内部の情報を取得する処理部を有し、射出部は、空気中において、光照射位置から１４ｃｍ離れた位置における照射密度を、射出部の光照射位置における照射密度の０．５％以下に低減させる拡散機構を有する被検体情報取得装置を用いる。【選択図】図５
2016097165.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を発生させる光源と、
前記光を伝搬する光学系と、
前記光学系を伝搬した前記光を射出する射出部と、
前記光を照射された被検体から発生する音響波を受信して、電気信号を出力する受信部と、
前記電気信号を用いて、前記被検体の内部の情報を取得する処理部と、
を有し、
前記射出部は、空気中において、前記光照射位置から１４ｃｍ離れた位置における照射密度を、前記射出部の光照射位置における照射密度の０．５％以下に低減させる拡散機構を有する
ことを特徴とする被検体情報取得装置。
【請求項２】
前記拡散機構は、拡散板である
ことを特徴とする請求項１に記載の被検体情報取得装置。
【請求項３】
前記拡散板の拡散角度は６０度以上である
ことを特徴とする請求項２に記載の被検体情報取得装置。
【請求項４】
前記拡散機構は、凹レンズである
ことを特徴とする請求項１に記載の被検体情報取得装置。
【請求項５】
前記光は、波長７００ｎｍ以上９００ｎｍ以下のパルスレーザである
ことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の被検体情報取得装置。
【請求項６】
前記光学系は、バンドルファイバを含む
ことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の被検体情報取得装置。
【請求項７】
前記射出部の射出端から突出した遮蔽機構を有する
ことを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載の被検体情報取得装置。
【請求項８】
前記射出部の射出端と前記被検体が接触状態にあるかどうかを検知する接触センサと、
前記接触センサが接触状態ではないと検知した場合、前記光の射出を停止する光制御機構と、
をさらに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項に記載の被検体情報取得装置。
【請求項９】
被検体に照射する光を射出する射出部と、
前記光を照射された被検体から発生する音響波を受信する受信部と、
を有し、
前記射出部は、空気中において、前記光照射位置から１４ｃｍ離れた位置における照射密度を、前記射出部の光照射位置における照射密度の０．５％以下に低減させる拡散機構を有する
ことを特徴とするハンドヘルド型のプローブ。
【請求項１０】
前記拡散機構は、拡散板である
ことを特徴とする請求項９に記載のハンドヘルド型のプローブ。
【請求項１１】
前記拡散板の拡散角度は６０度以上である
ことを特徴とする請求項１０に記載のハンドヘルド型のプローブ。
【請求項１２】
前記拡散機構は、凹レンズである
ことを特徴とする請求項９に記載のハンドヘルド型のプローブ。
【請求項１３】
前記射出部は、少なくともバンドルファイバの先端を覆う部材を含む
ことを特徴とする請求項９ないし１２のいずれか１項に記載の被検体情報取得装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検体情報取得装置およびプローブに関する。
【背景技術】
【０００２】
がんに起因して発生する血管新生を特異的に画像化する方法として、光音響トモグラフィ（以下、ＰＡＴ：Ｐｈｏｔｏａｃｏｕｓｔｉｃ  ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）が注目されている。ＰＡＴとは、光を被検体に照射すると光音響効果により被検体内部から発生する光音響波を探触子で受信して、画像化する技術である。
【０００３】
ＰＡＴを用いた光音響装置において、光源から射出端までの光伝送にバンドルファイバを使うことがある。このような光伝送方式は、探触子と射出端を含んだ筺体を有し、技師がその筺体を手に持って被検体に押し当てながら測定する、ハンドヘルド型の光音響装置に好適である。しかし、バンドルファイバは２００μｍ程度のファイバ素線が束状に加工されたものであるため、それぞれのファイバから発せられた光が互いに干渉し、局所的にエネルギ密度が高くなる場合がある。
【０００４】
ここで、人体に光（特にレーザ光）を照射する場合、安全上の規格として最大許容露光量（以下、ＭＰＥ：ｍａｘｉｍｕｍ  ｐｅｒｍｉｓｓｉｂｌｅ  ｅｘｐｏｓｕｒｅ）が規定されている（ＡＮＳＩ  Ｚ１３６．１−２０００）。ＭＰＥは、波長に応じて、また皮膚や目のそれぞれの部位に応じて定められており、目の方が皮膚よりもＭＰＥの値が低い。そして、バンドルファイバを用いた光音響装置が皮膚表面に光を照射したときに、上記のように局所的にエネルギ密度が高まっている場合、皮膚に対するＭＰＥを超える可能性がある。
【０００５】
また、光量が皮膚に対するＭＰＥ以下の場合でも、その光が目に入ると、目に対するＭＰＥの値を超える可能性がある。例えばハンドヘルド型の場合、筺体を持つ技師の手が動いて光が空中に射出され、技師や被検者の目に入る可能性がある。また、被検者がベッド状の支持部材に伏臥するような、射出端が固定されたタイプの光音響装置でも、射出端を技師や被検者が覗き込んだ場合は目に対するＭＰＥを超える可能性がある。
【０００６】
特許文献１には、バンドルファイバから発せられた光を拡散板に通し、さらにスペーサを配置し光路長を確保する技術が開示されている。これにより、エネルギ照射が均一化され、エネルギ密度の局所的な上昇を防ぎ、特に皮膚に対する安全性を向上させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１４−０８３１９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１では、拡散板を用いることにより被検体表面における照射密度分布を制御し、被検体表面におけるエネルギ密度を均一化できるものの、光が空間に放射された場合の照射密度分布については配慮されていなかった。被検体にプローブが接触していない状態で光が射出されると、その光は約１０度という狭い拡散角で空中に放射される。これは、拡散板と被検体との間にスペーサがあるという物理的な配置により、射出光の放射角度が制限を受けるためである。その結果、離れた位置にある物体（例えば技師や被検者の目）にも高いエネルギ密度の光が到達するおそれがある。
【０００９】
本発明は上記のような課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、光音響装置の光の照射密度を制御し、安全性を向上させることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、以下の構成を採用する。すなわち、
光を発生させる光源と、
前記光を伝搬する光学系と、
前記光学系を伝搬した前記光を射出する射出部と、
前記光を照射された被検体から発生する音響波を受信して、電気信号を出力する受信部と、
前記電気信号を用いて、前記被検体の内部の情報を取得する処理部と、
を有し、
前記射出部は、空気中において、前記光照射位置から１４ｃｍ離れた位置における照射密度を、前記射出部の光照射位置における照射密度の０．５％以下に低減させる拡散機構を有する
ことを特徴とする被検体情報取得装置である。
【００１１】
本発明はまた、以下の構成を採用する。すなわち、
被検体に照射する光を射出する射出部と、
前記光を照射された被検体から発生する音響波を受信する受信部と、
を有し、
前記射出部は、空気中において、前記光照射位置から１４ｃｍ離れた位置における照射密度を、前記射出部の光照射位置における照射密度の０．５％以下に低減させる拡散機構を有する
ことを特徴とするハンドヘルド型のプローブである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、光音響装置の光の照射密度を制御し、安全性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】装置構成を説明する図。
【図２】光音響プローブの構造を説明する図。
【図３】光音響プローブの光の射出を説明する図。
【図４】光拡散機構の一例を説明する図。
【図５】遮蔽機構の一例を説明する図。
【図６】実施例１における光の減衰を説明する図。
【図７】実施例１における光の減衰を説明する図。
【図８】実施例２における光の減衰を説明する図。
【図９】実施例２における散乱角度と光の減衰を説明する図。
【図１０】実施例４におけるプローブ構成を説明する図。
【図１１】実施例５におけるプローブ構成を説明する図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
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り、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。
【００１５】
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を生成し、取得する技術に関する。よって本発明は、被検体情報取得装置またはその制御方法、あるいは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、これらの方法をＣＰＵ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記憶媒体としても捉えられる。本発明はまた、音響波測定装置やその制御方法としても捉えられる。
【００１６】
本発明の被検体情報取得装置は、被検体に光（電磁波）を照射し、光音響効果に従って被検体内または被検体表面で発生して伝播した音響波を受信（検出）する、光音響トモグラフィ技術を利用した装置を含む。このような被検体情報取得装置は、光音響測定に基づき被検体内部の特性情報を画像データ等の形式で得ることから、光音響トモグラフィ装置、光音響画像装置、あるいは単に光音響装置と呼べる。
【００１７】
光音響装置における特性情報は、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含む。具体的には、酸化・還元ヘモグロビン濃度分布や、それらから求められる酸素飽和度分布などの血液成分分布、あるいは脂肪、コラーゲン、水分の分布などである。また、特性情報は、数値データとしてではなく、被検体内の各位置の分布情報として求めてもよい。すなわち、吸収係数分布や酸素飽和度分布などの分布情報を被検体情報としてもよい。
【００１８】
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。光音響効果により発生した音響波のことを、光音響波または光超音波と呼ぶ。探触子により音響波から変換された電気信号を音響信号とも呼び、光音響波に由来する音響信号を特に光音響信号と呼ぶ。
本発明における被検体としては、生体の乳房や皮膚が想定できる。ただし被検体はこれに限られず、生体の他の部位や、非生体材料の測定も可能である。
【００１９】
［装置構成と機能］
本発明は、光を拡散させることによって光射出後のエネルギ密度を短い距離で低減させるという原理に基づく。その結果、空中などを通った光がＭＰＥ（特に目に対する値）より低くなり、安全性が向上する。
【００２０】
光音響装置の実施形態の一例について、図１を用いて説明する。装置は、探触子２と射出部８を含む光音響プローブ１、光源４、光学系５、処理装置６、モニタ７を備える。
【００２１】
光源４は、近赤外線を発生させる。光源４としては、波長７００ｎｍ以上９００ｎｍ以下のパルスレーザを用いることができる。具体的には、Ｎｄ：ＹＡＧレーザやアレクサンドライトレーザなどパルスレーザが好適である。このほか、Ｎｄ：ＹＡＧレーザ光を励起光とするＴｉ：ｓａレーザやＯＰＯレーザを用いても良い。また、フラッシュランプやＬＥＤ光源などの場合も、光強度と収束性によっては目への入射光量を低減すべき状況がある。そのため、これらの光源も本発明の適用対象となり得る。
【００２２】
光学系５は光をビーム成形し、被検体への射出端まで伝播させる。バンドルファイバ３は光を伝搬する部材であり、これを光学系５に含めても良い。図１の例では、射出部８の光の照射端を射出端とした。なお、光の伝搬のために、バンドルファイバ３に代えて、あるいはバンドルファイバ３とともに、遮光筒とミラーの組み合わせ構造物などの光学部材を用いても良い。
【００２３】
光音響プローブ１は、被検体から発せられた光音響波を受信する探触子２と射出部８を
含む。探触子２は、光音響波をアナログ電気信号に変換する受信素子を少なくとも１つ含む、音響波の受信部である。ハンドヘルド型の光音響装置の場合、光音響プローブ１は通常、医者や検査技術者などの技師が手で把持可能な筺体に保持される。さらに、測定すべき被検体内部の深度や、主な測定対象となる物質や、被検体の表面形状、被検体サイズに応じて、光音響プローブ１を交換可能とすることが好ましい。交換の際には、探触子２のみを条件（例えば受信素子の中心周波数）に応じて交換する場合や、射出部８ごと交換する場合が考えられる。また、筺体ごと交換可能な接続部を設けても良い。
【００２４】
装置は、光の一部を分岐させてフォトダイオード（不図示）に導く。フォトダイオードが光を検出すると、トリガ信号（ＴＲＧ）を出力する。なおトリガ信号の生成手段はフォトダイオードに限定されず、信号発生器で光源４の発光と処理装置６への入力トリガを同期させる方法でも良い。
【００２５】
処理装置６は、ＣＰＵや記憶手段等を備えてプログラムにしたがって動作する情報処理装置や、電気信号を処理する信号処理装置により構成される、処理部である。処理装置６は、探触子２から出力された電気信号をケーブル４０を介して受信する。処理装置の各機能を別個の回路や装置で実現しても良い。処理装置６の機能の一つは、光音響波に由来するアナログ電気信号に対して必要に応じて増幅、ＡＤ変換、検波、補正などの信号処理を行い、デジタル電気信号を作成することである。処理装置６は別の機能は、デジタル電気信号に基づいて被検体内部の特性情報に基づく画像情報（ＩＭＧ）を生成することである。画像情報生成には、整相加算など既知の手法を利用できる。上記のトリガ信号は、探触子２による光音響波の受信などのきっかけとして利用される。
モニタ７は、画像情報に基づいて特性情報を表示する。画像に加えて、数値情報や、図形、記号などを表示してもよい。
【００２６】
本発明における光音響プローブ１の構造を図２に図示する。図２においては、筺体は省略している。射出部８は、少なくともバンドルファイバ３の先端３ａを覆う部材３０と、バンドルファイバ３の先端３ａに設けられた光拡散機構９と、を有する。図３に示すように、ファイバ先端３ａから射出したレーザ光は、光拡散機構９によってある程度ランダムに散乱され拡散する。このように光の射出方向をランダム化することで、プローブ１を被検体１０から離した状態で光が射出された場合に、空気中での光照射密度の減衰量が大きくなる。一方、被検体１０の表面にプローブ１が接触している状態であれば、光拡散機構９と被検体１０の間にスペーサのような構造物が無いので、散乱した光のほとんどが結局は被検体１０の表面まで到達できる。その結果、照射密度が高く保たれ、コントラストの高い光音響画像が得られる。
【００２７】
このようなプローブ構成により、意図せず光が被検体以外に照射されても、空間を経由した光照射密度を抑制できるので、安全性が改善される。なお、安全性を多重に確保するため、少なくとも技師と被検者はレーザ安全ゴーグルを着用し、被検者の目と光音響プローブ１との間に遮光カーテンを設置することが好ましい。
【００２８】
射出端８ａの正面での光量をなるべく低減するという観点からは、散乱光１１の散乱角度はなるべく大きいことが好ましい。より具体的には、散乱角度は、技師がプローブを持った場合の取り回し、技師や被検者の目からプローブまでの距離、被検体への光入射量等によって決定される。典型的な場合として技師がハンドヘルド型の光音響プローブ１を使って手技を行う場合、上腕の長さとひじの曲げ角により射出部８の射出端８ａと目の距離は決定される。そこで、射出端８ａと目の距離が最も近い場合でも、目に入射する光の照射密度がＭＰＥ以下となるように、散乱角度は設定される。
【００２９】
光拡散機構９として例えば、酸化チタンなどの散乱体を含んだ樹脂が利用できる。また
、レンズ拡散板（ＬＳＤ）等の光拡散板を用いると、散乱角度をさらに精度よく制御できる。一般に上記の散乱デバイスを用いた場合には散乱分布がガウシアンとなることが多く、射出端８ａ正面には高い光密度、射出端８ａ側面方向には低い光密度分布を持つ。
【００３０】
光拡散機構９としては、レンズ光学系も利用できる。光拡散機構９にレンズ系を用いた場合の光路を図４に示す。レンズ光学系を用いた場合、適切な光学素子を選択することによって等方的に光を拡散させることが可能である。これにより、光照射密度を効率よく低減させられる。
【００３１】
また光源４から射出端８ａまでの光伝送にバンドルファイバ３を使うと、ファイバ先端３ａから射出した光のエネルギ密度が局所的に高まることがある。この密度分布は、光が光拡散機構９を通過することによって低減する。さらに、光拡散機構９として上記のレンズ光学系とレンズ拡散板の組み合わせを用いると、局所的な光分布はさらに低減できる。
【００３２】
以上の構成に加えて、図５に示すようにプローブ先端部に遮蔽機構１２を設けることはさらに好ましい。これは、技師や被検者の目が射出端８ａに接近することを物理的に防ぐための機構である。これにより、各種の安全機構も外された状態でも、目に入る光量を低減できる。図５の遮蔽機構１２は、被検体に押し付けられたときは射出口と同じ高さまで引っ込むように構成されると良い。さらに不図示のロック機構を設け、被検体にプローブを接触するもしくは操作者の操作等によりロック機構を解除した場合にのみ遮蔽機構１２が稼働するようにすると、安全性がさらに向上する。
【００３３】
安全性の観点では上記の光散乱による光照射密度だけでなく、他の光照射制御方法との組み合わせも有効である。例えば、被検体への接触検知機構、光照射スイッチ等によるレーザ光のシャッタ制御などはが有効である。
【００３４】
［実施例１］
上記で説明した光音響装置において、本実施例では図１で説明した光音響装置によって光音響画像を取得した。光源４にはＮｄ：ＹＡＧレーザとそれを励起光とするＴｉ：ｓａレーザを使用した。光の伝搬にはバンドルファイバ３を用い、図２に示すようにファイバ先端３ａには拡散板を設けた。光音響プローブ１は、探触子２と射出部８を一体にハウジングした。
【００３５】
光拡散機構９には拡散角度６０度の拡散板（ＬＳＤ）として、株式会社渋谷光学製のレンズ拡散板を用いた。ファイバ先端３ａおよび拡散板９の大きさは１ｃｍｘ１ｃｍとした。なお、ここで言う拡散角度とは、それ以上の角度には絶対に拡散しないという意味ではない。また、拡散角度以内の光照射密度の均一性を保証するものでもない。具体的構成において光が拡散される範囲やその中での光密度分布は、射出時の光の形状や強度、拡散板の種類や性能、光の通過距離などに応じて個別に定まる。
【００３６】
図６に、射出端８ａから３ｃｍ離れた位置における光の散乱の様子を示す。横軸は拡散角度、縦軸は光強度の装置固有値を示す。実線は拡散板を設けない場合、破線は１０度散乱、一点鎖線は６０度散乱である。図が示すように、６０度の散乱角を持たせることによってプローブ正面における光密度を大幅に低減できる。よって拡散板としては、拡散角度が６０度以上のものが好適である。本実施例におけるファイバ先端３ａからの射出光は約１０度の射出角を持つため、拡散板を設置した効果によって、光強度が数分の一に減衰している。
【００３７】
ハンドヘルド型の本実施例においては、技師がプローブを操作する。その際の被検者と技師それぞれの体位や操作の仕方は様々であるが、一例として、技師が手に持ったプロー
ブを、仰臥位または座位の被検者の乳房に押し当てながら測定する場合について検討する。この場合、技師の上腕と前腕の曲がり角は９０度より大きく、首は直立状態〜やや前かがみ状態と想定される。この状態におけるプローブ先端と技師の目の間の距離を推定する。成人の上腕部の長さは平均１６０〜１７０ｍｍ、短い場合においても１４０ｍｍである。したがって、プローブを手技操作中に意図せずプローブが被検者の皮膚から外れたときに、プローブ先端と技師の目の距離は１４０ｍｍよりは大きいと想定される。
【００３８】
ここで、波長７５６ｎｍの光において、生体一般のＭＰＥは２５．９［ｍＪ／ｃｍ２］、目のＭＰＥは１．２９［ｍＷ／ｃｍ２］である。レーザが１０Ｈｚとすると、皮膚と目のＭＰＥ比は、１．２９／１０／２５．９より、ほぼ０．００５となる。すなわち、目のＭＰＥは、皮膚のＭＰＥの０．５％程度に相当する。したがって、光照射位置である射出端８ａにおける照射密度が皮膚のＭＰＥ値と等しい場合、その光が目に入るときの照射密度が射出時とくらべて０．５％以下になっていれば、安全性を確保できる。
【００３９】
図７に、プローブ表面からの距離（横軸、単位はｃｍ）と光密度の減衰量（縦軸、射出時との比）の関係を示す。図より、１４ｃｍ離れた位置での射出時との光量比が０．００５より小さいことは明らかである。したがって、射出時の光量が皮膚に対するＭＰＥ値と等しかったとしても、プローブから目に光が到達する間に、目に対するＭＰＥ以下の値となることが分かる。
【００４０】
本実施例によれば、意図せずに光がプローブから空気中に射出された場合でも、その光が短い距離で広角に散乱し、エネルギ密度が低下する。その結果、装置の安全性が向上する。一方、プローブが被検体に接触している場合には、特性情報を得るために必要なエネルギ密度が確保される。
【００４１】
なお、本実施例においては光拡散にＬＳＤを用いたが、酸化チタンを練りこんだ樹脂など、他の光拡散デバイスを用いても良い。
また本実施例においては、波長７５６ｎｍのパルスレーザを用いた場合の皮膚と目のＭＰＥ比を想定したが、他の条件においても、適切な光拡散板を用いることにより同様の効果が得られる。
【００４２】
［実施例２］
実施例２では光拡散機構にレンズ系を用いる。光音響装置の構成概略は図１の通りであり、図４に示すように、ファイバ端３ａに凹レンズ９を設置する。凹レンズ９の働きにより、バンドルファイバ３から射出した光は等方的に拡散する。
【００４３】
本実施例における光が空間伝搬した場合の光密度分布を図８に示す。図中、横軸はプローブ表面からの距離（ｃｍ）、縦軸は光密度の減衰量（射出時との比）を示す。図より、皮膚に照射された光量が０．００５倍（０．５％）になる距離は、およそ５ｃｍ先であることが分かる。すなわち、皮膚と目のＭＰＥ比（０．００５）を考慮すると、皮膚にＭＰＥ光量が照射された場合、プローブと目の間が５ｃｍ以上であれば目の安全性が保たれることが分かる。
【００４４】
またプローブからの距離１４０ｍｍにおける光の散乱角度（横軸）と光の減衰量（縦軸、射出時との比）の関係を図９に示す。この結果によると散乱角度を３０度以上とすることにより、実施例１に記載したプローブ手技条件であれば、光が空気中へ意図せず射出されたとしても、目に入る光量をＭＰＥ以下に抑制できる。
【００４５】
なお、実施例２においては凹レンズによって光を散乱させたが、この場合バンドルファイバ３からの射出光のむらが射出光に反映される。そこで、凹レンズの先にさらに拡散板
を配置することにより、光分布の均一性を向上させられる。
【００４６】
［実施例３］
本実施例では、上記各実施例の方法に追加して、さらに安全性を向上させる方法について説明する。すなわち、目がプローブの射出端８ａに近づき、他の安全機構も外された状態にて、光の射出を防止する方法を述べる。
【００４７】
図５に示すプローブは、射出部８の先端に遮蔽機構１２が配置されている。遮蔽機構１２は探触子２、光拡散機構９より前面（被検体側）に突出している。そのため、測定対象物（例えば皮膚）にプローブを近づけた場合、光拡散機構９より先に遮蔽機構１２が測定対象物に突き当たる。したがって、仮に目とプローブが近づいたとしても、射出端８ａから目までの距離が確保される。その結果、安全性が向上する。なお、遮蔽機構１２の長さは、射出された光が目に対するＭＰＥ以下になるような値が好ましい。例えば実施例２で説明した光拡散機構の場合、遮蔽機構１２の長さは５０ｍｍとすると良い。
【００４８】
また遮蔽機構１２には不図示の可動機構を設け、プローブが被検体に押し付けられたときは、射出端８ａと同じ高さまで後退させると良い。これにより皮膚に照射される光量が確保できるので、安全性と画質向上が両立できる。
さらに、不図示のロック機構を設け、被検体にプローブを接触するもしくは操作者の操作等によりロック機構を解除した場合にのみ遮蔽機構１１が可動となるようにしても良い。
【００４９】
［実施例４］
本実施例では、光拡散機構９による散乱に加えて、光の照射を制御することにより安全性を向上させる。本実施例では、図１０に示すように、プローブ１の被検体との接触面に接触センサ１３を配置した。光音響装置は、接触センサ１３はオン／オフに連動させて、光源４の前面に配置されたシャッタ（不図示）を開閉制御する。すなわち、プローブと何らかの物体との接触が検知された場合にのみシャッタが開かれて光照射が可能になる。一方、プローブとの接触物が無い場合、言い換えると射出端８ａが空気中に向いている場合は、シャッタが閉じて光照射が不可能になる。
【００５０】
本実施例の構成により、射出後の光が拡散するだけでなく、光照射そのものが制御されるため、安全性がさらに向上した。なお、本実施例の要点は接触状態が検知されなければ光射出を停止することにあるため、光制御機構はシャッタには限定されない。光制御機構は例えば、レーザ装置のＱスイッチ制御や電源制御によって光射出の有無を制御してもよい。
【００５１】
［実施例５］
本実施例では、ハンドヘルド型のプローブの代わりに、ボウル型の探触子２０を持つプローブに本発明の原理を適用する。図１１に、本実施例におけるプローブ近傍の断面構成を示す。なお、光源部分の構成や、処理装置の動作などは上記各実施例と同様である。
【００５２】
本実施例の探触子２０は、ボウル型または半球型とよばれるタイプである。お椀状の面の内側には、受信素子が半球中心近傍に高感度領域を形成するように配置されている。探触子２０の中心にはバンドルファイバ３の先端を覆う部材３０が配置されている。バンドルファイバ３からの射出光は、音響マッチング材１４（例えば水）を経由して被検体１０に到達する。なお、ここではプローブ形状の代表例としてボウル型を挙げているが、複数の受信素子を有し、少なくともその一部の素子の受信感度の高い方向（指向軸）が交わって高感度領域を形成するようなプローブであれば、本実施例は適用できる。
【００５３】
本実施例では、音響マッチング材１４と被検体１０の間に、光拡散機構９が配置されている。これにより、バンドルファイバ３からの射出光が拡散される。光拡散機構の材質としては、光を拡散しながら透過させるもの、かつ、被検体から発生する光音響波を探触子まで透過させるものが好ましい。光拡散機構として例えば、酸化チタンを樹脂に練りこんだ材料を使用できる。好ましくは、光拡散機構は被検体１０を保持する役割も兼ねる。
【００５４】
なお、光拡散機構とは別に被検体用の保持部材を設け、光拡散機構をその保持部材に塗布、貼り付け、組み合わせなどにより設置しても良い。保持部材は光および音響波を透過させる材質が好ましい。被検体が乳房であればカップ状の保持部材が好ましく、被検体のサイズに応じてカップを交換可能としても良い。
【００５５】
バンドルファイバ３から射出した光は１６．７度の射出角度で広がり被検体に照射される。このとき、被検体１０の無い状態で誤ってレーザ光が射出されることは好ましくない。具体的には、光拡散機構が無い場合、光照射密度が目に対するＭＰＥ以下まで減衰するのは、光拡散機構の底面から７３ｃｍの距離である。したがって、技師や被検者が底面から７３ｃｍ以内の距離から射出端を覗きこんだ場合、目の安全上の問題が生じるおそれがある。
【００５６】
そこで本実施例では光拡散機構９を設けることで、バンドルファイバから射出した光をさらに７０度散乱させた。その結果、光照射密度が目のＭＰＥ以下となる距離は光拡散機構９の底面より約１０ｃｍとなり、安全性が向上した。
【００５７】
以上述べたように、本発明によれば、照射光が照射口から射出後広角に散乱するため、意図しないエネルギ放出があった場合でも短い距離にてエネルギ密度を低減できる。一方、被検体とプローブが接触している場合には所望の画像を得るために必要なエネルギ密度を確保できる。その結果、光音響装置により良好な被検体画像を取得しつつ、安全性が高められる。
【符号の説明】
【００５８】
１：光音響プローブ，２：探触子，３：バンドルファイバ，４：光源，５：光学系，６：処理装置，８：射出部，９：光拡散機構  
【図１】
2016097165.tif 000003
【図２】
2016097165.tif 000004
【図３】
2016097165.tif 000005
【図４】
2016097165.tif 000006
【図５】
2016097165.tif 000007
【図６】
2016097165.tif 000008
【図７】
2016097165.tif 000009
【図８】
2016097165.tif 000010
【図９】
2016097165.tif 000011
【図１０】
2016097165.tif 000012
【図１１】
2016097165.tif 000013