(57)【要約】      （修正有）【課題】液槽を移動させることで走査を行う被検体情報取得装置において、測定の精度を向上させることができる被検体情報取得装置を提供する。【解決手段】被検体情報取得装置は、被検者を支持し、被検者の一部である被検体１０１が挿入される挿入口２０１が形成された支持台２００と、挿入口２０１の下方に配置された液槽４００と、液槽４００の内部に配置され、被検体１０１内からの音響波を受信する探触子４０２と、液槽４００を挿入口２０１に対して相対的に移動させる走査機構４１２と、を備え、支持台２００は、被検者の頭部を支持台２００の支持面よりも低い位置で保持する垂下部２０２を有し、液槽４００と、支持台２００の下面とが、挿入口２０１を囲む位置に配置された膜部材を介して接続されており、液槽４００と、膜部材と、支持部とで囲まれた空間が、音響整合液を貯留可能に構成される。【選択図】図１Ａ
2017077409.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検者を支持し、前記被検者の一部である被検体が挿入される挿入口が形成された支持台と、
前記挿入口の下方に配置された液槽と、
前記液槽の内部に配置され、前記被検体内からの音響波を受信する探触子と、
前記液槽を前記挿入口に対して相対的に移動させる走査機構と、を備え、
前記支持台は  前記被検者の頭部を前記支持台の支持面よりも低い位置で保持する垂下部を有し、
前記液槽と、前記支持台の下面とが、前記挿入口を囲む位置に配置された膜部材を介して接続されており、前記液槽と、前記膜部材と、前記支持部とで囲まれた空間が、音響整合液を貯留可能に構成される
ことを特徴とする、被検体情報取得装置。
【請求項２】
被検者を支持し、前記被検者の一部である被検体が挿入される挿入口が形成された支持台と、
前記挿入口の下方に配置された液槽と、
前記液槽の内部に配置され、前記被検体内からの音響波を受信する探触子と、
前記液槽を前記挿入口に対して相対的に移動させる走査機構と、を備え、
前記支持台は垂下部を有し、
前記垂下部の深さは、前記支持台の厚みよりも大きく、
前記液槽と、前記支持台の下面とが、前記挿入口を囲む位置に配置された膜部材を介して接続されており、前記液槽と、前記膜部材と、前記支持部とで囲まれた空間が、音響整合液を貯留可能に構成される
ことを特徴とする、被検体情報取得装置。
【請求項３】
前記膜部材は、
前記挿入口を囲む位置に配置され、かつ、前記膜部材よりも高い硬性を有する環状部材を介して前記支持部に接続されている
ことを特徴とする、請求項１または２に記載の被検体情報取得装置。
【請求項４】
鉛直方向における、前記環状部材の下端の高さが、前記垂下部の下端の高さよりも低い
ことを特徴とする、請求項３に記載の被検体情報取得装置。
【請求項５】
前記膜部材は、前記鉛直方向に長さ方向を有する、筒状の部材である
ことを特徴とする、請求項１から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】
前記膜部材は、前記走査機構による前記液槽の移動量が最大となった際に、伸張し切らない長さを有する
ことを特徴とする、請求項５に記載の被検体情報取得装置。
【請求項７】
前記液槽は、接続された前記膜部材の余長を支持する部材を有する
ことを特徴とする、請求項５または６に記載の被検体情報取得装置。
【請求項８】
前記膜部材は、筒の太さ方向に比べて長さ方向においてより変形しやすい
ことを特徴とする、請求項５から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】
前記膜部材は、筒の太さ方向の変形を抑制するサポート部材をさらに有する
ことを特徴とする、請求項５から８のいずれか１項に記載の被検体情報取得装置。
【請求項１０】
前記膜部材は、前記鉛直方向と直角に交わる方向に径を有する、ドーナツ状の部材であって、
内径部分が前記環状部材に、外径部分が前記液槽にそれぞれ接続されている
ことを特徴とする、請求項４に記載の被検体情報取得装置。
【請求項１１】
前記液槽内に貯留された音響整合液の、前記液槽の移動に伴う水圧の変化を抑制する調整手段をさらに有する
ことを特徴とする、請求項１から１０のいずれか１項に記載の被検体情報取得装置。
【請求項１２】
前記被検体から前記音響整合液を介して伝播する音響波から変換された電気信号を用いて、前記被検体の特性情報を取得する信号処理部をさらに有する
ことを特徴とする、請求項１から１１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、被検体内部の情報を取得する被検体情報取得装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
人の乳房を観察する検査装置として、被検者を伏臥位で保持するベッドを備え、当該ベッドに設けられた開口部に被検者の乳房を挿入することで測定を行う装置がある。例えば、超音波探触子を用いて、挿入された乳房に超音波を照射し、生体組織で発生するエコー信号を受信して、断層画像を再構成することで、被検体内部の情報を取得することができる。
【０００３】
被検体の内部から到来する音響波を受信して解析することで当該被検体の情報を取得する装置においては、音響波を効率よく伝播させるため、被検体と音響波探触子との間に音響インピーダンスを整合させるための部材を配置する場合が多い。例えば、特許文献１に記載の超音波診断装置では、液槽内に音響マッチング液を貯留したうえで、水中内を走査するコンベックス型の音響波探触子を液槽内に配置している。かかる構成によると、被検体の表面から探触子までの、音響波伝播経路の音響インピーダンスが均一になるため、精度のよい被検体情報を取得することができる。
【０００４】
また、特許文献１に記載の超音波診断装置では、被検者の頭部をベッド面よりも低い位置で保持することができる。かかる構成によると、被検者の体を開口部に密着させることができ、乳房を胸壁付近まで深く挿入させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−１７７３８５号公報
【特許文献２】特開２０１５−８５０１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
一方で、より広範囲から立体的な情報を持つ信号を得るための手法が提案されている。例えば、特許文献２には、半球状の容器上に複数の音響素子を配置し、音響素子が配置された容器を液槽ごと移動させるという特徴を持った被検体情報取得装置が記載されている。かかる構成によると、より広い範囲から音響波を取得することができる。
【０００７】
このような、音響波探触子を液槽ごと移動させる構成を持つ装置においては、被検者を支持する面（ベッド面）の直下にて液槽が移動するため、液槽を移動させるための空間を確保しなければならない。すなわち、特許文献１に記載の装置のように、被検者の頭部をベッド面より低くすることができない。
しかし、被検者の頭部をベッド面と同じ高さで保持した状態で乳房を開口部に挿入すると、体が反り返るような体勢となってしまうため、体がベッド面から浮き、胸壁近くまで乳房を深く挿入することが困難になるおそれがある。また、乳房の挿入が浅くなると、精度の高い被検体情報が取得できなくなるおそれがある。
【０００８】
本発明は、このような従来技術の課題に鑑みてなされたものであり、液槽を移動させることで走査を行う被検体情報取得装置において、測定の精度を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するための、本発明に係る被検体情報取得装置は、
被検者を支持し、前記被検者の一部である被検体が挿入される挿入口が形成された支持台と、前記挿入口の下方に配置された液槽と、前記液槽の内部に配置され、前記被検体内からの音響波を受信する探触子と、前記液槽を前記挿入口に対して相対的に移動させる走査機構と、を備え、前記支持台は  前記被検者の頭部を前記支持台の支持面よりも低い位置で保持する垂下部を有し、前記液槽と、前記支持台の下面とが、前記挿入口を囲む位置に配置された膜部材を介して接続されており、前記液槽と、前記膜部材と、前記支持部とで囲まれた空間が、音響整合液を貯留可能に構成されることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の別形態に係る被検体情報取得装置は、
被検者を支持し、前記被検者の一部である被検体が挿入される挿入口が形成された支持台と、前記挿入口の下方に配置された液槽と、前記液槽の内部に配置され、前記被検体内からの音響波を受信する探触子と、前記液槽を前記挿入口に対して相対的に移動させる走査機構と、を備え、前記支持台は垂下部を有し、前記垂下部の深さは、前記支持台の厚みよりも大きく、前記液槽と、前記支持台の下面とが、前記挿入口を囲む位置に配置された膜部材を介して接続されており、前記液槽と、前記膜部材と、前記支持部とで囲まれた空間が、音響整合液を貯留可能に構成されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、液槽を移動させることで走査を行う被検体情報取得装置において、測定の精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１Ａ】第一の実施形態に係る超音波診断装置の構成図である。
【図１Ｂ】第一の実施形態に係る超音波診断装置の構成図である。
【図２】頭部垂下部の構造を示す断面図である。
【図３】被検者を頭側および上面側から観察した図である。
【図４Ａ】第二の実施形態に係る超音波診断装置の構成図である。
【図４Ｂ】第二の実施形態に係る超音波診断装置の構成図である。
【図５Ａ】第二の実施形態における静止環状堤の一例を示す図である。
【図５Ｂ】第二の実施形態における静止環状堤の一例を示す図である。
【図５Ｃ】第二の実施形態における静止環状堤の一例を示す図である。
【図６Ａ】第三の実施形態に係る超音波診断装置の構成図である。
【図６Ｂ】第三の実施形態に係る超音波診断装置の構成図である。
【図７Ａ】第四の実施形態に係る超音波診断装置の構成図である。
【図７Ｂ】第四の実施形態に係る超音波診断装置の構成図である。
【図８】第五の実施形態に係る超音波診断装置の構成図である。
【図９】従来技術に係る超音波診断装置の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
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る。よって、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。
【００１４】
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および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ることもできる。また、本発明は、これらの方法をＣＰＵやメモリ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捉えることもできる。
【００１５】
本発明は、被検体に光（電磁波）を照射することにより被検体内で発生した音響波を受信して、被検体の特性情報を画像データとして取得する、光音響効果を利用した装置を含む。このような装置は、光音響測定の結果に基づき、被検体内部の特性情報を得ることから、光音響装置とも呼ばれる。
【００１６】
光音響装置における特性情報とは、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ー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などである。組織を構成する物質とは、例えば、酸素飽和度分布や酸化・還元ヘモグロビン濃度分布などの血液成分、あるいは脂肪、コラーゲン、水分などである。
【００１７】
また、本発明の被検体情報取得装置には、被検体に超音波を送信し、被検体内で反射した超音波を受信して、被検体の構造情報を画像データとして取得する超音波装置を含む。構造情報とは、被検体内における、音響インピーダンスの異なる境界面の位置を示す情報である。
【００１８】
本発明における音響波とは、典型的には超音波であり、音波や音響波と呼ばれる弾性波を含む。また、探触子等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ぶ。ただし、本明細書における超音波または音響波という記載は、それらの弾性波の波長を限定するものではない。また、光音響効果により発生した音響波は、光音響波または光超音波と呼ばれる。光音響波に由来する電気信号を光音響信号とも呼ぶ。
【００１９】
以下の記載では、被検体情報取得装置の代表的な例として、受信した超音波を用いて被検体の診断を行う超音波診断装置について説明する。しかしこのことは、使用する超音波（音響波）の波長、探触子が受信および送信可能な波長範囲、装置の使用目的などを限定する趣旨ではない。
【００２０】
（第一の実施形態）
第一の実施形態に係る被検体情報取得装置は、超音波を被検体に送信し、被検体内で反射した超音波を解析することで、被検体内の音響特性に関連した情報を可視化、すなわち画像化する装置（超音波診断装置）である。被検体とは被検者の一部であり、本実施形態では乳房である。
【００２１】
＜従来技術の問題点＞
図９は、従来技術に係る被検体情報取得装置の断面図である。図９に示した例では、被検者１００が伏臥位で支持台２００のベッド面に横たわり、ベッド面に設けられた開口部（挿入口と呼ぶ）に乳房を挿入して測定を行う。また、符号７００は、超音波探触子を含んだ測定ユニットである。測定ユニットは、探触子と被検体との音響インピーダンスを整合させるための液体（音響マッチング液）を貯留する部材（以下、液槽）と、液槽を移動させるための走査機構を含み、ＸＹ平面に沿って全体が移動可能な構成となっている。また、探触子が配置された半球状の部材が液槽の一部をなしている。このように、探触子を液槽ごと移動させることで、被検体との音響整合を保ちつつ、広範囲に対して超音波の送受信を行うことができる。
【００２２】
一方、このような装置によって測定を行った場合、以下のような問題が発生する。
すなわち、被検者が伏臥位をとると、頭部がベッド面に当たるため、若干身体が浮いてしまい、ベッド面に設けられた挿入口に乳房を深く挿入することが困難になるという問題である。この問題に対する解決法として、頭部を収納する窪みをベッド面に設けるという
方法がある。しかし、ベッド面の直下には、水平方向に移動する測定ユニット７００が存在するため、物理的な干渉が発生してしまう。すなわち、ベッド面よりも低い位置で頭部を保持することができない。
以下、この問題を解決するための、第一の実施形態に係る超音波診断装置について説明する。
【００２３】
＜構成概要＞
図１Ａを参照しながら、第一の実施形態に係る超音波診断装置の構成を説明する。
符号１００は診断対象の被検者である。被検者は、被検者を支持するための支持台２００上で伏臥位をとる。支持台２００には、被検体である乳房１０１（被検体）を、図中の鉛直方向下方に挿入するための挿入口２０１と、被検者の頭部を支持するための頭部垂下部２０２（本発明における垂下部）とが形成されている。なお、支持台２００の高さは、脚部２０３によって調節することができる。支持台２００の被検者と接する面（つまり上面）が、本発明における支持台の支持面であり、支持面と対向する面が支持台の下面である。但し、支持台２００の上面のうち、頭部垂下部２０２の上面は支持台の支持面と呼ばないものとする。同様に、頭部垂下部２０２の上面に対向する面は支持台の下面と呼ばないものとする。尚、支持台２００と支持台を支えるものとを合わせて支持部と呼ぶことがある。
【００２４】
符号３００は、挿入口２０１に挿入された乳房を保持するための保持部材である。保持部材３００は、挿入口２０１にはめ込む形で設置され、被検体である乳房１０１の保持に利用される。また、保持部材３００には、乳房１０１と保持部材３００との音響インピーダンスを整合させるための音響整合剤３１０が貯留されている。
【００２５】
符号４００は、被検体に超音波を送信し、反射した超音波を受信するユニット（本発明における液槽）である。液槽４００は、底面部４０４、および、底面部４０４に配置された探触子支持部４０３によって、音響インピーダンスを整合させるための液体（本発明における音響整合液。以下、音響マッチング液４０１）を貯留可能な構造となっている。
また、探触子支持部４０３には、被検体に対して音響波を送受信するための音響波探触子（以下、探触子４０２）が配置されている。
【００２６】
探触子４０２は、被検体１０１に対して超音波を送信し、被検体内で反射し伝播してくる超音波を受信する探触子（音響波探触子）であり、被検体内から到来する音響波を電気信号に変換する一つ以上の音響素子からなる。
【００２７】
液槽４００は、液槽を支持台２００と平行に二次元方向に移動させるための走査機構４１２と接続されている。液槽４００と走査機構４１２を合わせて、走査探触子ユニット４１０と称する。なお、本実施形態では、走査機構４１２は、支持台２００と平行な方向（ＸＹ平面内）に液槽を移動可能な構成となっているが、被検体の形状に応じてＺ方向に移動可動な構成としてもよい。
【００２８】
液槽４００と、支持台２００との間は、膜部材である水密膜４０５を介して接続されている。膜部材を介して接続されているとは、液槽４００と支持台２００との接続部が全て膜部材であるだけでなく、接続部の一部が膜部材である場合を含む。水密膜４０５は、上部接合部４０７にて支持台２００と接合しており、下部接合部４０６にて底面部４０４と接合している。上部接合部４０７は、挿入口２０１を囲むように配置されており、下部接合部４０６は、探触子支持部４０３を囲むように配置されている。また、水密膜４０５は、液槽４００が支持台２００に対して移動することが可能な形状および材質により製作されており、防水膜を用いることができる。
本実施形態に係る超音波診断装置は、水密膜４０５、液槽４００、支持台２００、およ
び、保持部材３００で囲まれた空間内に音響マッチング液４０１を貯留することができる。
【００２９】
給排出部５００は、タンク５０２から音響マッチング液４０１を液槽４００へ供給し、排出するためのユニットである。被検体に対する測定を行う場合、給排出部５００が液槽４００内に音響マッチング液４０１を供給し、液槽４００内を満たす。
【００３０】
音響マッチング液４０１が液槽４００に満たされた状態では、被検体１０１内で発生した音響波が、音響整合材３１０、保持部材３００、および、音響マッチング液４０１を介して探触子４０２に到達する。
この伝搬経路上に、音響インピーダンスが異なる物質（例えば気泡など）が存在すると、測定の精度が低下してしまう。そこで、本実施形態に係る超音波診断装置は、保持状況観察手段６０２によって被検体の保持状態を観察する。保持状況観察手段６０２は、気泡の有無や、乳房の保持状況を確認することができれば、どのようなものであってもよい。例えば、カメラなどを用いてもよい。
また、本発明を光音響装置に適用する場合、例えば、液槽４００に設けられた光照射部６０１より被検体１０１に向けて光を照射し、被検体内で発生した超音波を探触子４０２で受信する構成とすればよい。
【００３１】
信号処理部６００（不図示）は、探触子４０２から出力される電気信号の処理や、走査機構４１２の駆動、給排出部５００の制御など、装置が有する各部位の制御を行う手段である。信号処理部６００は、探触子４０２から出力された電気信号を用いて、被検体１０１内の構造情報を表す画像を生成し、不図示の表示部に出力させる。
【００３２】
以下、それぞれの構成要素について、より詳しく説明する。
＜支持台２００＞
支持台２００は、被検者１００をうつぶせ（伏臥位）状態で保持するベッドであり、被検者の頭部を保持する頭部垂下部２０２を有する。頭部垂下部２０２の底面２１２は、支持台２００の支持面２２０よりも下方（つまり液槽側）に位置する。また、頭部垂下部２０２の底面２１２は、支持台２００の下面２１０よりも下方（つまり液槽側）に位置することが好ましい。言い換えると、頭部垂下部２０２の深さは支持台２００の厚みよりも深いことが好ましい。但し、頭部垂下部２０２の深さとは、頭部垂下部の周囲の支持面を頭部垂下部に延長した仮想面と頭部垂下部２０２の底面２１２との距離とし、支持台２００の厚みとは支持台の支持面２２０と下面２１０との距離とする。また、この支持台２００は、脚部２０３により支持されている。
支持台２００には、被検体１０１（本実施形態では乳房）を挿入するための開口（挿入口２０１）が設けられている。支持台２００は、被検者の体重を支持するための強度があれば、どのような材料で構成されてもよい。なお、本実施形態は、本発明を超音波診断装置に適用した場合の例であるが、本発明を光音響装置に適用する場合、装置外への光の散乱を防ぐため、光を透過しない材料で支持台２００を構成することが好ましい。例えば、金属材料であるアルミニウムや鉄、ステンレスを好適に用いることができる。
【００３３】
＜光照射部６０１＞
本実施形態に係る超音波診断装置は、超音波エコーを利用した装置であるが、本発明を光音響装置に適用する場合、パルス光を被検体に照射する手段が別途必要となる。ここでは、当該パルス光を照射する手段（光照射部６０１）についても説明する。なお、本発明を光音響装置以外に適用する場合、光照射部６０１は当然必要ない。
光照射部６０１は、光源と、光源にて発生した光を所望の分布形状に加工する光学部品（レンズやミラーなど）から構成される。
光の射出端が、走査探触子ユニットと一緒に移動することで、被検体１０１に対して効
率よく光を照射することが出来る。しかし、光源は必ずしも走査探触子ユニット４１０と一体である必要はない。例えば、光の射出端と光源の間を、光ファイバや、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によって結び、パルス光を伝搬させることも可能である。
光照射部６０１から被検体１０１に光エネルギーを供給すると、被検体１０１から光音響波が発生する。
光源は、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であることが好ましい。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を採用するとよい。光源は、高出力が得られるレーザを用いることが好ましいが、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。なお、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以下である。
【００３４】
＜頭部垂下部２０２＞
頭部垂下部２０２は、乳房を挿入口２０１に挿入した被検者の頭部を支持するための部材である。頭部垂下部２０２は、被検者が支持台２００にうつぶせになった際に、頭部を下げ、挿入口２０１を抱え込むように密着する姿勢を取りやすいように、支持台２００の下面２１０の位置よりも低い位置に設けられる。頭部垂下部を設けることで、被検者の体が挿入口２０１に密着するようになり、頭部垂下部を設けない場合（符号１０２）よりも、乳房を深く挿入することができるようになる。
頭部垂下部２０２は、被検者の頭部を支持台２００よりも垂直方向（Ｚ軸方向）において低い位置で保持できれば、どのような形状であってもよい。例えば、支持台の上下方向（Ｚ軸方向）に段差（凹み）を有する、矩形や円形、Ｕ字型の領域であってもよい。
【００３５】
被検者を保持した際の頭部垂下部２０２の深さは、少なくとも４０ｍｍ以上であることが好ましい。さらに好ましくは、後述する枕部の高さの調節を行うため、６０ｍｍ以上低いことが好ましい。
【００３６】
図２は、頭部垂下部２０２の具体的な例を表した図である。
図２（Ａ）は、頭部垂下部２０２を、支持台２００に対して低い位置に設けた場合の断面図である。頭部垂下部２０２を設けるＹ軸方向の位置は、挿入口２０１の中心から２００ｍｍ以内であることが好ましい。このような位置に頭部垂下部２０２を設けると、被検者１００の頭部を支持した際に、頭部垂下部２０２と支持台２００との段差による頸部の圧迫を抑えることができる。なお、支持台２００と頭部垂下部２０２との段差は、図示したように９０度であってもよいが、圧力を緩和するための勾配をつけたり、Ｒ面取り加工をしてもよい。
【００３７】
また、左右の乳房を入れ替えて測定を行う場合、同一の挿入口２０１に左右の乳房を挿入するため、被検者の頭の位置が移動する。そこで、このような位置ずれや、さらには体格の個人差を考慮して頭部垂下部２０２の大きさを設定する必要がある。
図３に、本実施形態に係る超音波診断装置を、被検者の頭側から観察した図（図３（Ａ））、および、被検者の上面から観察した図（図３（Ｂ））を示す。
例えば、頭部垂下部２０２の大きさは、支持台の短軸方向（Ｘ軸方向）において６００ｍｍ以上の幅を持ち、長軸方向（Ｙ軸方向）において４５０ｍｍ以上の長さを持つことが好ましい。これにより、左右の乳房入れ替えにともなう体勢の変更や、体格差によらず、頭部を適切に支持することができる。
【００３８】
頭部垂下部２０２は、支持台２００と一体で形成してもよいし、別体で形成し、支持台
に取り付けるようにしてもよい。別体として形成すると、コストを低減でき、また、異なる材料を使用できて設計に自由度が生じるため好ましい。
頭部垂下部２０２を別体として支持台に固定する場合、例えば、頭部垂下部の周囲にフランジ形状を設け、フランジ部を支持台に設置し固定する。フランジ形状部分を支持台に取り付ける方法として、例えば、ねじ固定や接着剤固定、クランプ固定などがあるが、どのような方法を用いてもよい。このとき、支持台２００との固定部において、水密構造を採用すると、被検者の頭部が音響マッチング液によって濡れることを防止できる。
また、頭部垂下部２０２の材質は、頭部を支持できるだけの強度があれば、どのようなものを用いてもよい。本発明を光音響装置に適用する場合は、光を透過しない材料が好ましく、例えば、金属材料であるアルミニウムや鉄、ステンレス、黒系の樹脂を用いることが好ましい。
【００３９】
また、図２（Ａ）のように、頭部垂下部２０２の上に枕部（符号２０４）を設置しても良い。これにより、圧力が分散され、安楽性が向上する。
また、枕部の、目や鼻、口の部分は切り欠いてもよい。また、当該部分を薄くすることにより、目や鼻、口の部分を圧迫しない形状としてもよい。さらに、枕部２０４は、数種類の厚みを持つものを選択可能にしてもよい。このようにすることで、被検者にとって適切な枕を選択することができる。なお、枕部２０４には、ラテックスマットやウレタンマット、ポリエチレンマットなど、任意の素材を採用することができる。
【００４０】
図２（Ｂ）は、被検者の頭部の重みによって頭部垂下部が段差を形成する形態の例である。図示したように、頭部垂下部は、必ずしも初期状態（頭部を配置しない状態）において段差を形成している必要はない。例えば、伸縮性を持つシート部材２０５によって頭部を支持してもよい。この場合、シート部材２０５が頭部垂下部となり、シート部材の下面が頭部垂下部の底面となる。このように、変形するシート部材で頭部を保持することにより、密着性を向上させることができ、圧力を分散させることができる。
シート部材２０５は、伸縮性がある材料であれば、どのようなものを用いてもよい。なお、本発明を光音響装置に適用する場合、光を透過しない黒系のゴム材料を用いることが好ましい。このような材料として、例えば、ニトリルゴムやＥＰＤＭゴム、クロロプレンゴムなどがある。
【００４１】
支持台２００に頭部垂下部２０２が無い場合、伏臥位を取った被検者の顔が支持台２００と干渉するため（符号１０２）、頭部を反らせる動作が必要になり、これに起因して、乳房の挿入が浅くなるおそれがある。
一方、本実施形態に係る超音波診断装置は、頭部垂下部２０２を有しているため、被検者が支持台２００を抱え込むように胸部を密着させやすくなり、乳房を胸壁近くまで深く挿入することができるようになる。これにより、保持部材３００に密着する乳房の割合が増えるため、乳房に対して効率良く光を照射したり、被検体内で発生した音響波を効率良く受信することができるようになる。すなわち、乳房を画像化した時の死角領域を減らすことができる。さらに、頭部を支持台より低い位置で支持するため、頸部の捻りや頭部への圧迫が減少し、乳房を保持した際の被検者の安楽性を向上することができる。
【００４２】
＜保持部材３００＞
保持部材３００は、挿入口２０１に設置される、乳房を保持するための部材である。保持部材３００の形状は、円柱状や直方体やお椀状など、乳房と接触し保持することができれば、どのような形状であってもよい。本実施形態では、保持部材３００は、お椀状の形状をした部材である。伏臥位では乳房が重力によって釣鐘状となるため、保持部材をお椀状とすることで、乳房と保持部材３００の接触面積を増やすことができる。また、保持部材３００は、乳房の大きさに応じて複数のサイズから選択可能であってもよい。
【００４３】
保持部材３００の材料には、生体の音響インピーダンスに近い材料を用いることが好ましい。これにより、乳房と保持部材３００との界面における超音波の反射を抑えることができる。また、保持部材３００は薄い素材であることが好ましい。これにより、超音波の減衰や屈折の影響を低減でき、ノイズを低減することができる。
更に、光音響効果を用いた装置では、保持部材３００を介して乳房にパルス光が照射されるため、保持部材３００の材料には、光の透過率が高いもの（好ましくは９０％以上）を用いるとよい。これらの条件を満たす材料として、例えばポリメチルペンテン、ポリエチレンテレフタレート等がある。
【００４４】
さらに、保持部材３００は、伸縮性があるシート部材で構成されてもよい。材質は、特に伸縮性を有するゴム部材であることが好ましく、ゴム硬度が低い材料であることが好ましい。例えばゴム硬度は５０以下であることが好ましい。また、生体の音響インピーダンスに近い材料が好ましい。このような材料としては、シリコーンゴムや天然ゴム、イソプレンゴムがある。
保持部材３００をシート状にすることにより、乳房を保持した際にシート部材が変形し、密着性をより向上させることができる。
【００４５】
保持部材３００は、挿入口２０１に対して取り付けるため、挿入口２０１よりも大きいサイズであることが好ましい。例えば、保持部材３００の外縁にフランジ形状部を設け、挿入口２０１に取り付ける。フランジ形状部分を挿入口２０１に取り付ける方法は、ねじ固定や接着剤固定、クランプ固定など、任意の方法を採用できる。また、保持部材の取り付け部は、後述する音響整合材が漏出しないように、水密構造とすると良い。例えば、リング状のシール材を挟んでネジ固定してもよい。また、フランジ形状部が樹脂で作られている場合など、強度が足りない場合、シール材とフランジ形状の上からさらに金属のリング状部材を配置し、補強して挟み込むようにしてもよい。
【００４６】
保持部材３００の内部には、被検体１０１との音響インピーダンスを整合させるための部材（音響整合材３１０）が貯留される。これは、被検体１０１から探触子４０２の間で音響インピーダンスの不整合があると、音響波の反射や減衰が発生し、レベルの高い信号を取得することができなくなるためである。例えば、被検体１０１と保持部材３００との間とに空気層があると、音響インピーダンスの差異に起因して、界面での反射が発生し、音響波が保持部材３００側に届かなくなってしまう。
よって、音響整合材３１０には、生体と音響インピーダンスが近いものを用いることが好ましい。例えば、水、ゲル、ジェル等を用いることができる。
【００４７】
＜液槽４００＞
同様に、保持部材３００と探触子４０２の間も、音響インピーダンスの整合を取る必要がある。そこで、本実施形態に係る超音波診断装置では、液槽４００を用いて音響マッチング液４０１を貯留し、探触子４０２と保持部材３００との間を満たす。
液槽４００は、挿入口２０１および保持部材３００の下方に位置し、探触子４０２によって超音波を被検体に照射し、また、被検体内で反射した超音波を受信するユニットである。
貯留される音響マッチング液４０１は、生体の音響インピーダンスと近く、超音波の減衰が小さい材料を選定することが好ましい。例えば、水や油を主成分とする液体を好適に用いることができる。更に、光音響効果を用いた装置では、音響マッチング液４０１中を光が透過するため、光の吸収率が少ない材料（例えば水）を用いることが好ましい。
【００４８】
保持部材と探触子との間の音響インピーダンスの整合をとるためには、音響マッチング液が保持部材３００と接している必要がある。
これを可能にする構成として、例えば、底面部４０４の外周部を鉛直方向に上向きに立
ち上げ、そこに音響マッチング液４０１を満たす方法がある。しかし、この方法だと、立ち上げた外周部が頭部垂下部２０２と干渉するため、高さが制限される。すなわち、立ち上げた外周部の上端から、支持台２００の下面までの空間を音響マッチング液で満たすことができなくなり、保持部材３００から探触子４０２までの伝播経路の音響インピーダンスを均一にすることができなくなる。
そこで、本実施形態では、液槽４００の外周部を立ち上げる代わりに、可撓性のある水密膜４０５を用いて液槽４００と支持台２００とを連結する。これにより、頭部垂下部２０２との干渉を避け、かつ、支持台２００の下面まで音響マッチング液４０１を満たすことができるようになる。
【００４９】
本実施形態では、液槽４００は、底面部４０４と、探触子４０２が配置された探触子支持部４０３から構成され、底面部４０４と支持台２００の間は、水密膜４０５によって水密に接合されている。
水密膜４０５は、挿入口２０１の周囲を囲むように支持台２００に接合しており、また、探触子支持部４０３の周囲を囲むように底面部４０４に接合している。液槽４００、水密膜４０５、支持台２００、保持部材３００で囲まれた空間は音響マッチング液４０１で満たされているため、探触子４０２と保持部材３００の間の音響整合をとることができる。
【００５０】
液槽４００は、音響マッチング液４０１を貯留した状態で、探触子４０２を用いて超音波を送受信し、走査探触子ユニット４１０（探触子４０２）の位置を支持台に対して相対的に移動しながら、所望の撮像範囲から信号を取得する。
したがって、水密膜４０５は、支持台２００に対して液槽４００の走査を妨げない形状である必要がある。
例えば、図１Ａに示した水密膜４０５は、Ｚ軸方向が長さ方向、Ｙ軸方向が径方向である筒状の膜部材であって、柔軟性のある防水膜をたるませて取り付けたものである。図１Ａの走査探触子ユニットが移動すると、図１Ｂに示したように水密膜４０５が変形する。すなわち、被検部１０１と探触子４０２の位置関係が変化しても、音響インピーダンスの整合がとれた状態のまま維持される。また、水密膜４０５は、走査機構による液槽の移動量が最大になっても、伸張し切らない程度の長さを有している。
【００５１】
水密膜４０５は、音響マッチング液に対して耐性があり、また、走査探触子ユニット４１０が移動できるような柔軟性があり、かつ、繰り返し走査しても穴が開かないような耐久性を持つ材料で構成されることが好ましい。また、光音響装置として発明を実施する場合、照射された光を外に透過させない材料や、目で見ても安全な強さまで減衰させることができる材料で構成されることが好ましい。例えば、シリコーンゴムや、天然ゴム、ブチルゴム、ポリエチレンやポリ塩化ビニルなどを採用することができる。
【００５２】
また、水密膜４０５は、貯留された音響マッチング液の圧力で下部接合部４０６および上部接合部４０７の外側にたるみ、また、液槽４００の移動に伴って、外側にたるんだ状態で揺動する。このように、水密膜４０５は、液槽４００と支持台２００の間で挟まれたり擦れる状態となるため、音響マッチング液が漏れないようにする配慮をするとよい。例えば、下部接合部４０６の外側方向に、底面部４０４をさらに延長し、水密膜４０５のたるんだ部分（余長）が擦れないようにガイドないし支持する部材を設けてもよい。
【００５３】
液槽４００の他の構成要素について説明する。
探触子４０２は、被検体１０１に対して超音波を送受信する探触子（音響波探触子）であり、超音波と電気信号とを変換する一つ以上の音響素子からなる。利用する音響素子は、圧電効果を用いたトランスデューサー、光の共振を用いたトランスデューサー、容量の変化を用いたトランスデューサーなど、超音波を受信して電気信号に変換することができ
れば、どのような素子であってもよい。超音波を送受信する素子を一次元または二次元さらには三次元に複数配列することにより、同時に複数の場所で超音波を受信することができ、受信時間を短縮できる。また、必要に応じて、素子から出力されたアナログの電気信号をデジタル化するコンバータや、電気信号を増幅するアンプなどを配置してもよい。
【００５４】
探触子４０２は、探触子支持部４０３の表面に配置される。
探触子４０２は、平面状に配置してもよいし、球面状に配置してもよい。被検部１０１から発生する超音波が取得できれば、どのような配置であってもよい。より好適には、探触子の受信面が夫々の受信指向性の最も感度の高い方向が交わるように、保持部材３００を取り囲むように球面状に設置するとよい。この配置により、探触子４０２の受信面に対して超音波が垂直に入射する割合が多くなり、探触子４０２の素子の角度依存性を低減できる。
このように素子を球面状に配置する場合、最も感度が高い領域が一点に交わる。そこで、本実施形態では、広い撮像領域を得るため、走査機構４１２を用いて探触子を走査させる。
【００５５】
走査機構４１２は、液槽４００（探触子支持部４０３）をＸ−Ｙ方向に移動させる手段である。走査機構４１２を用いることで、受信感度が最も高い領域を移動させることができ、広範囲に対して測定を行うことができる。
走査機構４１２は、探触子を移動させるための機構であれば、どのようなものであってもよい。例えば、ボールねじ、リニアガイド、チェーン、タイミングベルトなどの直動機構や、スラストベアリングやＲガイド、クロスローラベアリングの様な回動機構であってもよい。また、所望する動きに応じて、直動および回動を組み合わせてもよい。
走査機構４１２の動力は、電動であっても手動であってもよい。電動の場合は、ＤＣモータやブラシレスモータなどを用いることができ、手動の場合は、ハンドルやグリップなど、手の動きを動力に変換するような機構と合わせて使用することができる。
【００５６】
＜給排出部５００＞
給排出部５００は、液槽４００へ音響マッチング液４０１を供給および排出するための手段であり、ポンプ５０１、タンク５０２、流量計５０３、配管５０４ａ（５０４ｂ）、バルブ５０５ａ（５０５ｂ）、液量センサ５０６を有している。
音響マッチング液４０１はタンク５０２に貯留されており、ポンプ５０１により、配管５０４ａを通って液槽４００内に供給される。供給される音響マッチング液４０１の量と流速は、流量計５０３で計測され、制御されている。
また、供給された音響マッチング液４０１が所望の液位まで満たされているかは、液量センサ５０６により検知する。液量センサ５０６は、例えば、液面の高さを検知するセンサであってもよいし、供給された液量を水圧または気圧によって検知するセンサであってもよい。
ポンプ５０１は、音響マッチング液４０１を流すことができれば、どのようなものであってもよい。より好ましくは、ギアポンプやチューブポンプのような、モータを正転および逆転できるポンプを用いるとよい。このようにすることで、供給用のポンプと排出用のポンプを共用することができ、給排出部を小型化できる。
タンク５０２は液槽４００を含め、給排出部５００を流れる音響マッチング液４０１を全て貯めることのできる容積を持っており、不図示の給水口および排水口を備える。
【００５７】
＜信号処理部６００＞
信号処理部６００には、超音波診断装置を動作させるための処理全般を行う手段である。具体的には、探触子４０２から出力される電気信号の処理、走査機構４１２の駆動、給排出部５００の制御など、装置内の各部位の制御を行う。また、探触子４０２が受信し変換した電気信号を処理し、画像を再構成する処理などを実行する。画像の再構成処理には
、整相加算など既知の手法を利用できる。なお、信号処理部６００は、典型的にはワークステーションなどの汎用の処理装置が用いられるが、これに限られない。
【００５８】
＜作用および効果＞
次に、本実施形態に係る超音波診断装置の作用および効果を、図１Ａおよび図１Ｂを参照しながら説明する。
図１Ａは、走査探触子ユニット４１０が走査領域の中心に位置し、乳房の中心と概ね一致した状態の断面図である。また、図１Ｂは、走査探触子ユニット４１０が被検者１００の脚側（Ｙ軸負方向）に移動している状態の断面図である。なお、図１Ａおよび図１Ｂの破線４１５は走査領域の中心を示し、概ね乳房の中心と一致している。
【００５９】
液槽への音響マッチング液４０１の供給は、タンク５０２に予め入れられた音響マッチング液をポンプ５０１により配管５０４ａから供給することで行う。また、音響マッチング液４０１は、底面部４０４、底面部４０４に配置された探触子支持部４０３、水密膜４０５、支持台２００、頭部垂下部２０２、および、保持部材３００によって構成された空間に収納される。
このとき、バルブ５０５ａおびバルブ５０５ｂは開放されており、バルブ５０５ａを通って音響マッチング液４０１が供給され、もともと液槽内にあった空気はバルブ５０５ｂを通って排出される。また、音響マッチング液の供給は流量計５０３によってモニタされており、供給量や流速が分かるほか、タンク５０２に蓄えられた音響マッチング液４０１が不足した場合も検知することができる。
【００６０】
音響マッチング液４０１は、センサ５０６によって液面が検知されるまで供給される。
供給された音響マッチング液４０１の液面が高く、支持台２００の下面に近づくほど、音響マッチング液４０１と保持部材３００との接触領域が増えるため、被検体からの音響信号をより広範囲で受信することができる。センサ５０６は、支持台２００の下面、あるいは、配管５０４ｂの流路に設けるとよい。これにより、支持台２００の下面まで音響マッチング液４０１を満たすことができる。なお、センサ５０６にて音響マッチング液４０１が満たされたことが検知されたら、液槽４００内に空気が戻らないようにバルブ５０５ａおよび５０５ｂを用いて、配管５０４ａおよび配管５０４ｂを閉鎖する。
【００６１】
なお、測定中において、保持部材３００にかかる音響マッチング液４０１の水圧が変化しないように、配管５０４ａおよび配管５０４ｂの開閉を制御するとよい。これは、音響マッチング液４０１の水圧が変化すると、保持部材３００の形状が水圧により変化し、これに起因して被検体１０１が動いてしまい、測定精度が低下してしまうという理由による。水圧が変化する理由の一つに、頭部垂下部２０２と底面部４０４との隙間と、支持台２００と底面部４０４との隙間の大きさが異なる点が挙げられる。すなわち、液槽が移動することで、頭部垂下部２０２と支持台２００の下にある底面部４０４の割合が変わり、頭部垂下部２０２の下面で水密膜４０５に入った音響マッチング液４０１が押しつぶされるためである。
【００６２】
このため、配管５０４ａおよび５０４ｂを開閉することで、音響マッチング液４０１の水圧が大気圧以上にならないように水量の調整をするとよい。具体的には、まず、バルブ５０５ａおよび５０５ｂを開放した状態で配管５０４ａより注水を行い、センサ５０６にて満水を検知したらバルブ５０５ｂを閉じる。これにより、音響マッチング液４０１の配管５０４ｂからの逆流が防止される。
次に、頭部垂下部２０２側に走査した際に減少する水密膜４０５内の体積分以上の音響マッチング液を、配管５０４ａからポンプ５０１によって抜きとり、最後にバルブ５０５ａを閉じる。このようにすることで、液槽４００が移動しても音響マッチング液４０１の水圧が変わらないようにすることができる。
この他にも、バルブ５０５ｂを、大気圧にて液槽４００側からタンク５０２側にのみ流れる定圧のワンウェイバルブとしてもよい。かかる構成を採用し、バルブ５０５ａを閉じれば、大気圧以上の水圧がかかることを防ぐことができる。また、液槽内への空気の混入を防ぐことができる。
【００６３】
以上に説明した構成によると、頭部垂下部が液槽と干渉してしまうという従来技術の問題を解決することができる。また、音響マッチング液４０１の液面を、支持台２００の下面に近い位置まで上昇させることができるため、液槽内において、音響マッチング液と保持部材とが接触する領域が広がり、可観測領域を広げることができる。
また、前述したように、頭部垂下部２０２を設けることにより、被検者が支持台２００を抱え込むように胸部を密着させることができるため、乳房を画像化した時の死角領域を減少させることができる。さらに、前述したように頸部の捻りや頭部への圧迫も減少するため、乳房を保持した際の被検者の安楽性を向上させることができる。
【００６４】
（第二の実施形態）
第一の実施形態では、配管５０４ａおよび配管５０４ｂを用いて音響マッチング液４０１の量を調整し、水圧が大気圧以上にならないようにした。これに対し、第二の実施形態は、走査に伴う、水密膜４０５に囲まれた部分の体積変化が起きないようにすることで、水圧が大気圧以上にならないようにする実施形態である。
【００６５】
具体的な構成を、図４Ａを参照しながら説明する。
第二の実施形態では、水密膜４０５の上部接合部４０７が、支持台２００の下面ではなく、静止環状堤７０１に接合している。静止環状堤７０１とは、挿入口２０１を囲むように配置された、挿入口２０１よりも大きい直径を有する環状部材である。静止環状堤７０１は、その円周上において、下端の高さが均一になるように構成されている。また、静止環状堤７０１の下端の高さが、頭部垂下部２０２の下端の高さより低い位置に設けられている。また、静止環状堤７０１は、水密膜４０５よりも高い硬性を有している。
第二の実施形態では、上部取り付け部４０７に凹凸が無くなり、形状が単純になるため、製作が容易になりコストダウンが望める。また、水密膜を取り付ける部位の構造が単純になるため、第一の実施形態と比較して、水密膜４０５の交換が容易になる。
【００６６】
第一の実施形態では、水密膜４０５に囲まれた音響マッチング液の体積が多いため、走査にともなう揺動や圧力の変化が発生していたが、第二の実施形態では、静止環状堤７０１に囲まれた部分の体積が多いため、液槽が移動しても揺動が発生しづらい。また、頭部垂下部と音響マッチング液が直接接しないため、液槽内の音響マッチング液の体積が均等になり、走査中における圧力変化を抑えることができる。すなわち、保持部材３１０にかかる水圧の変化が少なくなるため、被検体１０１がより動きにくくなり、ブレの少ない画像を取得することができる。また、音響マッチング液４０１の慣性力や抵抗が少なくなり、走査機構４１２の負荷を減らすことができる。
【００６７】
ここで、図４Ｂを参照しながら、静止環状堤７０１に求められる形状について説明する。
図４Ｂに示した符号７０２は、音響波の経路であって、最も高い位置に配置された探触子と、音響波を受信し得る被検体の最上部とを結んだ経路を表したものである。静止環状堤７０１の内径と、支持台２００から静止環状堤７０１の下面までの高さは、この経路を妨げない内径および高さであることが好ましい。なお、静止環状堤７０１の外形形状には特に制約はない。
【００６８】
図５Ａ〜図５Ｃを参照して、静止環状堤７０１の具体的な例を示す。
図５Ａ〜図５Ｃは、支持台２００を、開口部２０１の中心を通る平面で切断した断面図
と、支持台２００を下面方向から見た下面図を並べたものである。下面図のハッチングされた領域が、静止環状堤の下面である。静止環状堤７０１と水密膜４０５が接合する上部接合部４０６はハッチングされた面上に構成される。
【００６９】
図５Ａは、支持台２００の下面から静止環状堤７０１の下面までの長さが、支持台２００から頭部垂下部２０２の下面までの長さよりも長い場合の例である。この場合、図で示したように、静止環状堤７０１の一部が、頭部垂下部２０２上に形成されていてもよい。また、静止環状堤７０１に取り付けた水密膜４０５が、膨らんで頭部垂下部２０２と接することが無いように内部の水量が調整される。
【００７０】
図５Ｂは、支持台２００の下面から静止環状堤７０１の下面までの長さと、支持台２００から頭部垂下部２０２の下面までの長さが等しい場合の例である。この場合、頭部垂下部２０２と静止環状堤７０２は一体で形成してもよいが、水密膜４０５の取り付け構造が構成しやすく、水密を確保しやすい位置で分割して製作してもよい。
【００７１】
図５Ｃは、図５Ａと比較して、静止環状堤７０１の外径が小さく、頭部垂下部２０２と接しない場合の例である。この場合、支持台２００から静止環状堤７０１の下面までの長さは、必ずしも支持台２００から頭部垂下部２０２の下面までの長さよりも長い必要はない。しかし、水密膜４０５と頭部垂下部２０２が接しにくいことや、走査する際の水圧を低減できることなどから、静止環状堤７０１の高さ方向の長さを、頭部垂下部２０２の長さよりも長くした方が好ましい。
【００７２】
上述したような静止環状堤７０１を設けると、第一の実施形態で得られる効果に加え、走査時における音響マッチング液の移動が抑制されるため、乳房の周りに発生する水流による被検体のブレが低減され、画質が向上するという効果が得られる。
また、走査中において移動する音響マッチング液の量が減るため、走査機構にかかる音響マッチング液の慣性力や抵抗による負荷を減らすことができ、走査機構の小型化や低価格化を実現することができる。
【００７３】
（第三の実施形態）
第二の実施形態では、被検体の走査中において、音響マッチング液が貯留される空間の体積変化が起きないように液槽を構成した。第三の実施形態は、第二の実施形態とは異なる方法によって、同様の効果を得る実施形態である。
【００７４】
具体的な構成を、図６Ａを参照しながら説明する。第三の実施形態に係る超音波診断装置は、第二の実施形態と同様に、水密膜４０５の上部接合部４０７が、支持台２００の下面ではなく、静止環状堤７０１に接合されている。また、静止環状堤７０１の下端の高さが、頭部垂下部２０２の下端の高さより低い位置に設けられている。
第三の実施形態では、水密膜４０５は、中央に穴のあいた、ドーナツ状（円板形状）の膜であり、面内方向に伸縮可能な部材である。第三の実施形態では、水密膜４０５は、被検体を挿入する方向（Ｚ軸方向）と直角をなす方向に径方向を有している。水密膜４０５は、ゴムシート状の平面部材であってもよいし、面内方向に弛みなく伸縮する、蛇腹状の形状をした部材であってもよい。材料としては、シリコーンゴムや天然ゴム、イソプレンゴムなどが利用できる。
【００７５】
第三の実施形態では、ドーナツ状の水密膜４０５の内径部分（中央に設けられた穴の辺縁部）が上部接合部４０７となり、外径部分が下部接合部４０６となる。また、下部接合部４０６が液槽と接合する。図６Ｂは、走査探触子ユニット４１０が被検者１００の脚側（Ｙ軸負方向）に移動している状態の断面図である。
なお、下部接合部４０６は、底面部４０４と直接接合しても良いが、底面部４０４の外
周を取り囲む部材（外周部４０８）を設け、当該部材に取り付けてもよい。このように、底面部４０４と下部接合部４０６との間隔を空けることで、水密膜４０５が底面部４０４と摺れ、摩耗することを防ぐことができる。
【００７６】
第三の実施形態では、第二の実施形態よりも、底面部４０４と静止環状堤７０１の隙間を小さくすることができる。すなわち、支持台２００から静止環状堤７０１の下端部までの長さを長くすることができ、走査時にかかる音響マッチング液の慣性力を、第二の実施形態よりも更に減らすことができる。
【００７７】
（第四の実施形態）
第一ないし第三の実施形態では、液槽内に音響マッチング液を満たして空気を追い出した後、少量の音響マッチング液を排出することで水密膜４０５を若干弛ませた状態としたうえで被検体を走査した。これに対し、第四の実施形態は、水密膜４０５自体を伸縮可能な部材とし、弛みを無くした実施形態である。
【００７８】
第四の実施形態では、水密膜に、走査によって伸縮する特性と、水圧によって膨らまない特性という背反する特性が求められる。
このような特性を満たす構造の一つに、図７Ａおよび図７Ｂに示したような、水密膜４０５自体を蛇腹構造にしたものが挙げられる。このようにすることで、走査によって伸縮するとともに、鉛直方向にかかる水圧で膨らみにくくすることができる。
また、図８に示したように、水密膜４０５の外周を、コイル状のサポート部材４０９で囲んで補強した構造を採用してもよい。サポート部材４０９は、繰り返し変形することによる疲労破壊が起きない材料であれば、金属であってもよいし、樹脂であってもよい。また、サポート部材４０９は、水密膜４０５に巻きつける構成であってもよいし、水密膜４０５と一体構造をなしていてもよい。この場合、サポート部材４０９は必ずしもコイル状である必要はなく、例えば複数のリング状の部材であってもよい。
【００７９】
また、その他の方法として、水圧で変形しない剛性を持った部材で水密膜４０５を製作する方法がある。この方法では、剛性を持った水密膜４０５を変形させながら液槽を走査させるため、大きな出力で液槽を移動させることができる。また、水密膜４０５の上部接合部４０７、下部接合部４０６も、水密膜４０５を変形させるのに十分な強度を持っている必要がある。
【００８０】
第四の実施形態では、水密膜の弛みを無くすことができるため、水密膜４０５の擦れや挟み込みなどの対策が不要になる。例えば、第一ないし第三の実施形態のように、下部接合部４０６の外側にガイド面を設けることが不要になり、装置の小型化が可能になる。
【００８１】
（第五の実施形態）
第四の実施形態では、水密膜４０５に、伸縮可能で弛まない部材を採用した。しかし、かかる構成では、水密膜が弛まない代わりに、音響マッチング液の水圧が走査中に変化するおそれがある。前述したように、音響マッチング液の水圧が変化すると、保持部材３００の変形などに起因して、被検体の保持状態の変化が発生し、測定精度が低下するおそれがある。第五の実施形態は、これに対応するため、第四の実施形態に、音響マッチング液の水圧を一定に保つ構成を追加した実施形態である。
【００８２】
第五の実施形態では、図８に図示したように、リザーバタンク５０８を用いて音響マッチング液の水圧を調整する。リザーバタンク５０８内は、上部に設けられたドレン管５０９によって大気開放されている。また、リザーバタンク５０８の底部にはタンク５０２につながる配管５０７が設けられており、配管５０７は、バルブ５０５ｂで開閉することができる。また、リザーバタンク５０８の底部と液槽４００の上部は配管５０４ｂで接続さ
れている。
【００８３】
第五の実施形態では、音響マッチング液４０１が、液槽４００の底部の配管５０４ａから供給される。液槽４００内の空気は、音響マッチング液の供給に従って配管５０４ｂから排出され、液槽内が全て音響マッチング液で満たされる。音響マッチング液は、配管５０４ａからさらに供給され続け、液槽４００の上部から配管５０４ｂを通ってリザーバタンク５０８の底部に供給される。このときバルブ５０５ｂは閉じられている。
【００８４】
音響マッチング液４０１の量は、リザーバタンク５０８内の水位センサ５０６で検出され、音響マッチング液がリザーバタンク内の決められた水位まで満たされると、音響マッチング液４００の供給が終了する。
次に、被検体に対する測定が開始されると、液槽の移動によって液槽内の容積が変化し、液槽内の音響マッチング液４０１が、配管５０４ｂを通ってリザーバタンク５０８に出入りする。すなわち、リザーバタンク５０８内の音響マッチング液の水位が、液槽の走査によって上下する。
【００８５】
測定開始前に供給する音響マッチング液の量は、リザーバタンク５０８内で水位が上下しても、配管５０４ｂとドレン管５０９の間に収まる量に設定されている。このようにリザーバタンクを接続することで、走査にともなう音響マッチング液の水圧の変化を抑えることができる。
また、配管５０４ｂを通って液槽内に音響マッチング液が出入りしても、液槽内に空気が侵入しないため、気泡が混入することに起因するノイズを抑制することができる。測定が終わると、液槽内の音響マッチング液は、配管５０４ａを通ってタンク５０２に回収され、リザーバタンク５０８内の音響マッチング液４００は、配管５０７を通ってタンク５０２に回収される。
【００８６】
このように、第五の実施形態では、液槽内の音響マッチング液の量を調整する手段を設けることで、走査中における液槽内の圧力変化を低減することができる。
【００８７】
（変形例）
なお、実施形態の説明は本発明を説明する上での例示であり、本発明は、発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更または組み合わせて実施することができる。例えば、本発明は、上記処理の少なくとも一部を含む被検体情報取得装置として実施することもできる。上述した処理や手段は、技術的な矛盾が生じない限りにおいて、自由に組み合わせて実施することができる。
【００８８】
また、各実施形態では、超音波エコーによって被検体の測定を行う装置を例に説明を行ったが、音響インピーダンスの整合をとるために液体を用い、かつ、被検者を伏臥位で支持する装置であれば、他のモダリティに適用することもできる。例えば、光音響効果を利用した測定装置や、拡散光トモグラフィによる測定装置にも適用することができる。
【符号の説明】
【００８９】
２００・・・支持台、２０１・・・挿入口、２０２・・・頭部垂下部、４００・・・液槽、４０１・・・音響マッチング液、４０２・・・探触子、４０３・・・探触子支持部、４０４・・・底面部、４１２・・・走査機構
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【図９】
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