(57)【要約】      （修正有）【課題】光音響測定を行っていない期間に、不要な高密度の光が被検者ならびに操作者の目に入ってしまう可能性を低減する光音響装置、光音響装置の制御方法、および光音響装置用の被検体保持部材を提供する。【解決手段】光音響装置は、被検体８を保持する保持部６と、保持部６を介して被検体８に光を照射する光照射部５と、被検体８から伝搬した音響波１０を受信する探触子１２と、を有し、保持部６は、光を拡散し、かつ、光照射部５に音響整合材１１が付着することにより光の拡散の程度が低下する光拡散面７を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体を保持する保持部と、
前記保持部を介して前記被検体に光を照射する光照射部と、
前記被検体から伝搬した音響波を受信する探触子と、
を有する光音響装置であって、
前記保持部は、前記光を拡散し、かつ、音響整合材が付着することにより前記光の拡散の程度が低下する光拡散面を有すること
を特徴とする光音響装置。
【請求項２】
前記光拡散面の表面粗さが、２０ｎｍ以上であることを特徴とする請求項１に記載の光音響装置。
【請求項３】
前記探触子が前記音響波を受信する場合のサンプリング周波数をｆ、サンプリング点数をＮ、前記音響整合材における音速をｃとしたときに、
前記光拡散面の表面粗さが、Ｎ・ｃ／ｆ以下であることを特徴とする請求項１または２に記載の光音響装置。
【請求項４】
前記光拡散面の表面粗さが、１．５ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の光音響装置。
【請求項５】
前記光拡散面に付着した音響整合材を除去する除去部をさらに有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の光音響装置。
【請求項６】
前記除去部は、前記光拡散面に付着した音響整合材を乾燥させることで前記音響整合材を除去することを特徴とする請求項５に記載の光音響装置。
【請求項７】
前記除去部が、前記拡散面に付着した音響整合材を電磁波、風、および熱の少なくとも一つにより除去することを特徴とする請求項６に記載の光音響装置。
【請求項８】
前記保持部を介して前記被検体を撮像する撮像部をさらに有することを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の光音響装置。
【請求項９】
前記探触子は、前記音響波を受信する複数のトランスデューサと、前記複数のトランスデューサを支持するトランスデューサ支持部と、を備え、
前記トランスデューサ支持部は、前記複数のトランスデューサとともに、前記音響整合材を保持できることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の光音響装置。
【請求項１０】
前記音響整合材の前記保持部への付着状況を検知する音響整合材検知部をさらに備えることを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の光音響装置。
【請求項１１】
前記付着状況を操作者に通知する通知部をさらに備えることを特徴とする請求項１０に記載の光音響装置。
【請求項１２】
被検体を保持する保持部と、前記保持部を介して前記被検体に光を照射する光照射部と、前記被検体から伝搬した音響波を受信する探触子と、を有する光音響装置の制御方法であって、
前記保持部が光拡散面を有し、
前記光拡散面に音響整合材が付着した後に、前記光照射部が前記被検体に前記光を照射することを特徴とする光音響装置の制御方法。
【請求項１３】
前記光音響装置は、被検体を撮像する撮像部をさらに備え、
前記拡散面に音響整合材が付着した後に、前記撮像部が被検体を撮像することを特徴とする請求項１２に記載の光音響装置の制御方法。
【請求項１４】
光音響装置用の被検体保持部材であって、
被検体に照射する光が通過する経路上に、光拡散面を有することを特徴とする
被検体保持部材。
【請求項１５】
前記被検体保持部材がボウル状の形状を有することを特徴とする、請求項１４に記載の被検体保持部材。
【請求項１６】
前記光拡散面は、少なくとも前記ボウル状の形状の曲率中心とは反対側の面に設けられることを特徴とする請求項１５に記載の被検体保持部材。
【請求項１７】
光拡散面の表面粗さが、２０ｎｍ以上であることを特徴とする請求項１４乃至１６のいずれかに記載の光音響装置。
【請求項１８】
前記光拡散面の表面粗さが、１．５ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１４乃至１７のいずれかに記載の光音響装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光音響装置、光音響装置の制御方法、および光音響装置用の被検体保持部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
生体内の吸収係数などの光学特性値を求める方法の１つとして、超音波を利用した光音響トモグラフィー（ＰｈｏｔｏＡｃｏｕｓｔｉｃ  Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ；ＰＡＴ）が知られている。レーザーなどの光源から発せられたパルス光が生体に照射されると、照射された光は生体内を拡散しながら伝搬する。生体内の光吸収体は、伝搬してきた光を吸収すると、瞬時的に膨張して音響波（典型的には超音波）を発生する。光吸収に起因して生じるこの音響波を、以下では光音響波と称する。生体の表面まで伝搬した光音響波を探触子で受信し、受信した信号を解析することにより、生体内の光吸収体に起因した初期音圧分布や吸収係数分布などの光学特性値分布を得ることができる。
【０００３】
特許文献１には、たとえば、被検者の乳房を保持するボウル状のプラスチック膜を備え、このプラスチック膜を介して光音響波の測定を行う光音響装置が記載されている。プラスチック膜は、音響的にも光学的に透明である。プラスチック膜で形成されたボウルは水や超音波ジェルなどの音響整合材で満たされる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許出願公開２０１３／０２１７９９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、レーザーを用いる場合、目に照射される光の密度の上限が、ＩＥＣ６０８２５−１で規定されている。この上限をＭＰＥ（Ｍａｘｉｍｕｍ  Ｐｅｒｍｉｓｓｉｂｌｅ  Ｅｘｐｏｓｕｒｅ）と呼ぶ。しかし、たとえＭＰＥの範囲内であったとしても、高い密度の光を直視することは一般的に好ましくない。
【０００６】
本発明は、上述の問題に鑑みて、光音響測定を行っていない期間に、不要な高密度の光が被検者ならびに操作者の目に入ってしまう可能性を低減する光音響装置および光音響装置の制御方法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】
上記課題を解決するための本発明の一つの側面である光音響装置は、被検体を保持する保持部と、前記保持部を介して前記被検体に光を照射する光照射部と、前記被検体から伝搬した音響波を受信する探触子と、を有する光音響装置であって、前記保持部は、前記光を拡散し、かつ、音響整合材が付着することにより前記光の拡散の程度が低下する光拡散面を有することを特徴とする。
【０００８】
上記課題を解決するための本発明の別の側面である光音響装置の制御方法は、被検体を保持する保持部と、前記保持部を介して前記被検体に光を照射する光照射部と、前記被検体から伝搬した音響波を受信する探触子と、を有する光音響装置の制御方法であって、前記保持部が光拡散面を有し、前記光拡散面に音響整合材が付着した後に、前記光照射部が前記被検体に前記光を照射することを特徴とする。
【０００９】
上記課題を解決するための本発明の別の側面である被検体保持部は、光音響装置用の被検体保持部であって、被検体に照射する光が通過する経路上に、光拡散面を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、光音響測定を行っていない期間に、不要な高密度の光が被検者ならびに操作者の目に入ってしまう可能性を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施例１に係る光音響装置の構成例を示す図である。
【図２】実施例１に係る光音響測定のフローを示す図である。
【図３】実施例２に係る光音響装置の構成例を示す図である。
【図４】実施例２に係る光音響測定のフローを示す図である。
【図５】実施例３に係る光音響装置の構成例を示す図である。
【図６】実施例３に係る光音響測定のフローを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本実施形態に係る光音響装置についての説明に先立ち、光音響装置によって測定を行う被検体および光吸収体について説明する。光音響効果を利用した本発明の光音響装置は、血管の撮影、人や動物の悪性腫瘍や血管疾患などの診断や化学治療の経過観察などに適用される。被検体内部の光吸収体としては、使用する光の波長に対して、他の物質と比べて被検体内で相対的に吸収係数が高いものである。具体的には、水や脂肪、タンパク質、酸化ヘモグロビン、還元ヘモグロビンなどが挙げられる。
【００１３】
次に、本開示に係る光音響装置について説明する。
【００１４】
（光音響装置）
本実施形態に係る光音響装置は、被検体内部の情報を取得する装置である。本実施形態の光音響装置は、光源、光伝送部、光照射部、被検体を保持する保持部、被検体内で発生した光音響波を受信する探触子、および探触子を支持する探触子支持部を備える。光音響装置はさらに、探触子で受信した信号を用いて被検体内の情報を形成する信号処理部、探触子で受信した信号を用いて形成された被検体内の情報を表示する表示部、ならびに光音響装置を構成する種々の要素を制御する制御部、を有する。光音響装置は、被検体の外観画像を取得する撮像部をさらに備えていても良い。
【００１５】
光源から発せられたパルス光は、光伝送部により光照射部へ伝送される。光照射部から出射した光は保持部を透過して、保持部で保持された被検体に照射される。被検体に照射された光は被検体の内部で拡散しながら伝搬する。伝搬した光のエネルギーが血液などの光吸収体に吸収されると、その光吸収体の熱膨張により光音響波が発生する。被検体内で発生した光音響波は、被検体内を伝搬して保持部まで到達すると、保持部を透過して探触子によって受信される。このように、被検体内の光吸収体は光音響測定においては音源となるもので、光を吸収することで、典型的には超音波を発生させる。
【００１６】
（光源）
被検体が生体の場合、光源からは、生体を構成する成分のうちの特定の成分に吸収される波長のパルス光が照射される。被検体の奥深くまで測定を行うためには、被検体内部まで光が伝搬する波長であることが望ましい。本例のように被検体が生体である場合、６００ｎｍ以上１１００ｎｍ以下の波長のパルス光を照射することが望ましい。また、効率的に光音響波を発生させるために、パルス光のパルス幅は１０〜１００ナノ秒程度が好適である。光源としては大出力が得られるレーザーが好ましいが、レーザーの代わりに発光ダイオードやフラッシュランプなどを用いることもできる。レーザーとしては、固体レーザー、ガスレーザー、色素レーザー、半導体レーザーなど様々なレーザーを使用できる。照射のタイミング、波形、強度などは制御部によって制御される。なお、この光源制御部は光源と一体化されていても良い。また、光源は光音響装置と別体として設けられていても良い。
【００１７】
（光伝送部）
光伝送部としては、光ファイバによる伝送や、複数のミラーまたはプリズムを用いた多関節アームによる伝送、レンズやミラー、拡散板を用いた伝送、或いはこれらを組み合わせたものが考えられる。光ファイバを用いる場合には、バンドルファイバを用いることが好ましい。光源からの光を直接光伝送部に入射させても良いし、レンズや拡散板などを用いて光を適切な密度や形状に変えてから光伝送部に入射させても良い。
【００１８】
（光照射部）
光照射部は、光伝送部からの光を被検体に導くために探触子支持部に設けられた部材である。光照射部は、単に光伝送部からの光を透過させるだけでも良いし、レンズのような集光作用を持っていても良い。光照射部の材質としてはガラスや樹脂などが考えられるが、測定に用いられる光を透過するものであれば何でも良い。また、光照射部の表面に反射防止コーティングが施されていても良い。
【００１９】
（撮像部）
撮像部は、被検部の外観の画像を取得するものである。撮像部の一例としては、カメラやファイバスコープなどが挙げられる。撮像部を設けることで、撮像部によって取得した被検部の外観画像と、光音響画像とを比較することができるようになる。操作者が関心のある領域の光音響画像を高いコントラストで取得するために、操作者が関心のある領域は探触子に近い位置に保持される。このため、撮像部が、保持部に対して探触子と同じ側から被検部の静止画像を取得した方が、光音響画像と外観画像との比較が容易になる。
【００２０】
（保持部）
被検体保持部材でもある保持部は、測定時に被検体を保持する部材であって、被検部の形状を維持する機能を担う。保持部は被検体全体を保持するように構成されてもよいし、被検体のうちの被検部のみを保持するような構成であってもよい。
【００２１】
保持部は、被検体に照射する光を透過させるために、光の透過率が高い部材であることが望ましく、さらに、被検体からの光音響波を透過させるために、被検体と音響インピーダンスが近い材料が望ましい。このような材料の例としてはポリメチルペンテンやゴムシートが挙げられる。
【００２２】
さて、本実施形態に係る保持部は、光照射部から発せられた光を拡散する光拡散面を、光照射部と被検体との間に持つ。保持部のうち、被検部に接する側と光照射部側との少なくとも一方の面に、光拡散面を持つ。この光拡散面は、そこに音響整合材が付着していない状態においては、光を拡散し、保持部に入射する光に対して保持部から出射される光の密度を低減させることができる。つまり、光拡散面は、音響整合材が付着すると、光の拡散の程度が低下するものである。そのため、音響整合材が光拡散面に付着していない状態で、光照射部からパルス光が出射されても、保持部を透過した光は密度が低減されているので、操作者や被検者にとっての安全性が従来よりも向上する。一方で、光拡散面に音響整合材が付着すると、光拡散面の凹凸が音響整合材によって満たされることで、光拡散面による光拡散効果が低減されるので、撮像部により被検部を撮像するのに堪えうるだけの透明性が得られるようになる。この特性を利用して、被検者が被検部を保持部に載置して、測定を開始できる状態になるまでは、音響整合材を光拡散面に付着させずにおくことで、被検者の目に入るパルス光の密度を低減できる。具体的な測定フローは後述する。
【００２３】
また、被検者によっては、保持部越しに見える探触子や光照射部の外観に威圧感を覚える場合がある。そのような場合にも、本実施形態に係る保持部を備えることにより、被検者が感じる威圧感を低減することができる。
【００２４】
保持部表面に設けられた拡散面は、光音響測定に利用される波長の光を拡散することが求められる。特に、威圧感の低減効果を得るためには波長が４００〜７００ｎｍの可視光を拡散させることが望ましい。ある波長の光を拡散させるためには、光拡散面の表面粗さが、その波長の１／２０以上であることが望ましい。ここで表面粗さとは、拡散面内における凹凸差の最大値である。また、光音響装置用の保持部に設けられる光拡散面は、被検体で発生した光音響波が光拡散面を透過する際に拡散されにくいことが求められる。一般に、探触子で受信可能な光音響波の波長の最大値は、サンプリング点数Ｎと音響整合材における音速ｃとの積を、サンプリング周波数ｆで除した値、Ｎ・ｃ／ｆで表わされる。従って、一般的には、光拡散面の表面粗さがＮ・ｃ／ｆ以下であれば、光音響装置用の保持部として十分であると考えられる。ただし、サンプリング周波数やサンプリング点数が可変である場合は、サンプリング周波数は設定可能な最小値、サンプリング点数は設定可能な最大値を考慮して光拡散面の表面粗さを設計すると良い。また、光拡散面の表面粗さは、測定対象の大きさを考慮して設計しても良い。一例を挙げると、光音響装置によって可視化される測定対象が、太さが数μｍ〜３０ｍｍ程度の血管である場合には、光拡散面の凹凸は、これらの血管で発生する光音響波が拡散面で拡散されにくいことが望ましい。血管で発生する光音響波の波長は、血管の太さと同程度となるため、拡散面の表面粗さは、血管の太さの１／２０以下であることが望ましい。以上の光学的および音響的な観点から、光拡散面の表面粗さは、２０ｎｍ以上であることが好ましい。また、光拡散面の表面粗さは、１．５ｍｍ以下であることが好ましい。なお、光拡散面は、保持部の全面に設けられる必要はなく、被検体に光を照射する光が通過する経路上の少なくとも一部に設けられていればよい。たとえば、保持部に対するパルス光の照射面積に対して、その８０％以上を光拡散面とすることで、音響整合材が光拡散面に付着していない場合にパルス光が照射されたとしても、被検者や操作者に届く光の密度を十分に低減することができる。
【００２５】
（音響整合材）
音響整合材は、被検体で発生した光音響波を効率的に探触子で受信するためのものである。このため、音響整合材の音響インピーダンスは、保持部と探触子との音響インピーダンスに近いことが望ましい。音響整合材としては、水などの液体あるいはジェル、油などが考えられる。音響整合材は、少なくとも保持部の拡散面に付着される。音響整合材は、制御部が、ポンプなどの音響整合材供給部から自動で供給しても良いし、操作者や被検者が手動で供給しても良い。
【００２６】
（探触子）
光音響波を受信する探触子は、光音響波を電気信号に変換するトランスデューサである。圧電現象を用いた探触子、光の共振を用いた探触子、静電容量の変化を用いた探触子など、光音響波信号を受信できるものであればどのような探触子を用いてもよい。高解像な光音響画像を得るために、複数の探触子を２次元または３次元に配列して機械的に走査させることが望ましい。被検体や保持部の表面で反射した光や、被検体内部を散乱して被検体から出てきた光を再び被検体に戻すために、探触子の表面に金膜などの反射膜を設けていても良い。
【００２７】
（探触子支持部）
探触子支持部は、複数の探触子の相対的な位置関係を維持するためのものである。探触子支持部は剛性が高いものが望ましく、例えば金属や樹脂を用いて構成される。被検体や保持部の表面で反射した光や、被検体内部を散乱して被検体から出てきた光を再び被検体に戻すために、探触子と同様に、探触子支持部の被検体側の表面に金膜などの反射膜を設けていても良い。探触子支持部の形状は平板であっても良いし、被検体で生じる光音響信号を様々な角度で受信するために曲面であってもよい。以下では、探触子支持部をトランスデューサ支持部と表記することもある。
【００２８】
（信号処理部）
信号処理部は、複数の探触子で受信した信号を用いて被検体内の吸収係数分布などの光学特性値分布情報に関連したデータを形成するものである。被検体内の吸収係数分布を算出する際には、一般的には、探触子で受信した信号に基づいて被検体内の初期音圧分布を算出し、さらに被検体内の光フルエンスを考慮することにより、吸収係数分布を算出する。初期音圧分布の形成に関しては、例えばタイムドメインでの逆投影法を用いることができる。
【００２９】
（表示部）
表示部は、信号処理部で出力されるデータを表示する装置であり、典型的には液晶ディスプレイなどが用いられる。表示部は、撮像部により取得した画像や、後述する音響整合材検知部の検知結果に基づいて、保持部への音響整合材の付着状況を操作者に通知する通知部としての機能を兼ねても良い。
【００３０】
なお、光音響装置は、上述した構成の全てを必ずしも備えていなくともよい。たとえば、信号処理部は、光音響装置とは別に設けて、通信回線や記録媒体を介して、探触子で受信した信号を受け取っても良い。他にも、表示部や光源も、光音響装置とは別に設けるようにしても良い。
【００３１】
以下に図面を参照して、いくつかの実施例について詳しく説明する。
【００３２】
［実施例１］
本実施例に係る光音響装置の構成を、図１を用いて説明する。図１（ａ）は、保持部の光拡散面に音響整合材が付着していない状態を示し、図１（ｂ）は、保持部の光拡散面に音響整合材が付着している状態を示す。
【００３３】
図１（ａ）と（ｂ）において、１は制御部、２は光源、３は光、４は光伝送部、５は光照射部、６は保持部、７は保持部表面に設けられた光拡散面である。さらに、８は被検者、９は光吸収体、１０は光音響波、１１は音響整合材、１２は探触子、１３は探触子支持部、１４は信号処理部、１５は表示部である。
【００３４】
本例において、探触子支持部１３は、底面に複数の探触子１２、光照射部５の開口、ならびに撮像部１６を支持する、容器状の形状をなしている。光音響測定を行う際には、不図示の注入口から、探触子支持部１３に音響整合材１１を充填する。反対に、光音響測定を終えた後に、探触子支持部１３に充填された音響整合材１１は、不図示の注入口から排出することができる。また、別の構成においては、探触子支持部１３は平面状になっており、光拡散面７との間に自重変形しないような音響整合材１１を挟むようにしてもよい。
【００３５】
図１（ａ）において、保持部６が持つ光拡散面７には、音響整合材１１が付着していないため、被検体８から保持部６越しに、光照射部５や探触子１２、撮像部１６を明瞭に見ることはできない。このため、加えて、光照射部５や探触子１２、撮像部１６を覗き込むことで被検者８が感じる威圧感が低減される。さらに、この状態では撮像部が撮像動作を行っても、被検者８の明瞭な画像を得られないため、プライバシー保護の観点でも有効である。
【００３６】
一方、図１（ｂ）の状態では、探触子支持部１３に音響整合材１１が充填されたことで、保持部６の光拡散面７に音響整合材１１が付着しているため、撮像部１６が被検者８を明瞭に撮像することが可能である。図１（ｂ）において、光源２はチタンサファイアレーザーである。このチタンサファイアレーザーの特性例としては、波長が７９７ｎｍ、出力が１４０ｍＪ、周波数が１０Ｈｚ、パルス幅が１０ナノ秒である。光源２から出た光３は、光伝送部４によって光照射部５へと伝送される。本例では、光伝送部４はミラーである場合を図示した。光伝送部４で伝送された光３は、光照射部５、音響整合材１１、および保持部６を透過して被検体８に照射される。本例では、光照射部５はガラスの平板、保持部６はポリメチルペンテンの板である。保持部６の探触子１２側の表面には、光拡散面７が設けられている。光拡散面７の凹凸の平均値（二乗平均平方根高さ）は１００ｎｍである。被検者８内を拡散した光は、光吸収体９に吸収される。すると、光吸収体９から光音響波１０が発生する。光吸収体９から発生した光音響波１０は、被検者８と保持部６、音響整合材１１を伝搬し、探触子１２で受信される。本例では、音響整合材１１は水である。また、本例における探触子１２は、静電容量型超音波トランスデューサ（Ｃａｐａｃｉｔｉｖｅ  Ｍｉｃｒｏｍａｃｈｉｎｅｄ  Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ  Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ；ＣＭＵＴ）である。各探触子１２のサンプリング周波数は５０ＭＨｚ、サンプリング点数は２０４８である。複数の探触子１２は、互いの指向軸が平行になるように探触子支持部１３に固定されている。信号処理部１４は、複数の探触子１２で受信された信号から被検者８内の初期音圧分布を形成する。形成された初期音圧分布は、表示部１５に表示される。光源２、探触子１２、信号処理部１４、表示部１５、撮像部１６は、制御部１によって制御される。
【００３７】
次に、本実施例に係る光音響測定のフローを、図２を用いて説明する。ここでは、被検者８が人間であるとした測定を行う場合を例にとって説明する。測定の開始に先立っては、音響整合材１１が光拡散面７には付着していないものとする。
【００３８】
ステップＳ１では、被検者８を保持部６で保持する。より具体的には、被検者８に、被検部を保持部６の上に載置してもらう。この際に、保持部６の被検部が接する面に音響整合材を塗布し、保持部６と被検部との間の密着性を高めることが好ましい。また、光音響装置の操作者および被検者８は、保護メガネをかけておくことが好ましい。
【００３９】
ステップＳ２では、操作者が音響整合材１１を光拡散面７に付着させる。音響整合材１１は、操作者が手動で探触子支持部１３に注入しても良いし、操作者の指示により、光音響装置が自動的に音響整合材１１を探触子支持部１３に充填するように構成しても良い。
【００４０】
音響整合材１１が探触子支持部１３に十分に満たされた後に、ステップＳ３では、撮像部１６により、被検部の外観画像を取得する。撮像部１６は、静止画像として被検部の画像を取得しても良いし、動画として取得しても良い。操作者は、撮像部１６によって取得した画像を基に、光音響測定を行う被検体情報取得領域を指定することができる。
【００４１】
ステップＳ４では、光源２がパルス光を発生し、被検部が照射される。これを受けて、被検部の内部にある光吸収体が光エネルギーを吸収すると、光音響波が発生する（ステップＳ５）。
【００４２】
発生した光音響波は被検者８の表面まで伝搬し、さらに保持部６および音響整合材１１を伝搬して、探触子１２によって受信される（ステップＳ６）。
【００４３】
ステップＳ７では、指定された被検体情報取得領域に対して全ての光照射が終了したかを判断する。終了していないと判断した場合には、ステップＳ４に戻り、終了したと判断した場合には、ステップＳ８に進む。
【００４４】
ステップＳ８では、複数の探触子１２により受信した信号に基づいて、信号処理部１４が被検者８内部の初期音圧分布を形成する。
【００４５】
ステップＳ９では、ステップＳ８で形成された初期音圧分布の画像を表示部１５に表示する。この際に、ステップＳ３で取得された被検部の外観画像を初期音圧分布の画像と並べて表示したり、重ねて表示したりしても良い。どの画像情報を表示するかは、操作者が選択できるようにしても良い。
【００４６】
ステップＳ１０において、音響整合材１１が探触子支持部１３から除去され、光拡散面７の音響整合材１１との付着状態が解除される。
【００４７】
ステップＳ１１では、音響整合材１１が光拡散面７から取り除かれ、光拡散面７の光拡散効果が得られる状態になった後に、操作者が被検者８に対して保持部６から被検部を離してもよいことを伝え、被検者を保持部６から解放する。この時点では、光拡散面７に音響整合材１１が付着していないため、被検部を保持部６から離間する際に偶然光の照射が行われてしまったとしても、被検者に対する影響は低減される。
【００４８】
以上で、光音響測定が終了する。
【００４９】
ここでは、光音響装置が信号処理部１４および表示部１５を備える場合を例に説明したが、光音響装置がこれらを備えない場合には、ステップＳ８およびＳ９が省略される。また、ステップＳ１０およびＳ１１は、ステップＳ８およびＳ９に先立って行っても良いし、並行して行っても良い。
【００５０】
以上のように、保持部６に光拡散面７を設け、光拡散面に音響整合材１１が付着していない状態で被検者８に被検部を載置させることにより、偶然光の照射が行われてしまったとしても、被検者８に及ぶ危険性は低減できる。加えて、被検者８が光音響装置の内部を覗き込むことによって感じる威圧感を低減することもできる。
【００５１】
なお、光音響装置の構成、及び測定のフローは上記に限定されない。具体的には、光照射部５はレンズや拡散板などの光学部材、またはこれらを組み合わせたものであっても良い。また、保持部６は交換可能であっても良い。また、光拡散面７は保持部表面の全域である必要は無く、一部であっても良い。特に、保持部６のうち、光照射部５からの光が照射される部分だけを光拡散面としても良い。また、光拡散面は必ずしも探触子側である必要は無く、被検体側であっても良いし、探触子側と被検体側の両面であっても良い。さらに、保持部材を中空構造として、内側の空洞を規定する面に光拡散面を持たせても良い。光音響測定を行う際には、空洞に音響整合材を注入し、測定終了後に、音響整合材を除去すればよい。
【００５２】
［実施例２］
第２の実施例に係る構成を、図３を用いて説明する。図３において、実施例１で説明した構成要素と共通する構成要素には同じ符号を付して、説明を省略する。図３において、４ｂは光伝送部、６ｂは保持部、１３ｂは探触子支持部、１７は走査ステージ、１８は給排水部、１９は給排水管、２０は検知部である。図３（ａ）は、保持部の光拡散面に音響整合材が付着していない状態を示し、図３（ｂ）は、保持部の光拡散面に音響整合材が付着している状態を示す。
【００５３】
本実施例において、光伝送部４ｂはバンドルファイバである。保持部６ｂはボウル状の形状を持つ曲面状の板であり、その材質はたとえばＰＥＴ−Ｇである。ボウルの局面はたとえば球面である。保持部６ｂは、光照射部５側の面の少なくとも一部に光拡散面７を有する。図示するように、光拡散面７は保持部６ｂの一部にしか形成されていない場合であっても、被検部を保持部６ｂに対して載置および離間する際には、光照射部５から出射される光が光拡散面７に入射するように、光照射部５の位置を調整すればよい。光拡散面７は、保持部６ｂの被検体に触れない側、すなわち、ボウル状の形状の曲率中心とは反対側の面に設けられている。光拡散面７は、被検体に触れる側に設けても良いが、少なくとも曲率中心とは反対側の面に設けられることが好ましい。これにより、被検体を保持部６ｂにより保持した状態で光拡散面７に音響整合材を付着させる、あるいは除去することが容易になる。
【００５４】
探触子支持部１３ｂは、複数の探触子１２の少なくともその一部を、夫々の受信指向性の最も感度の高い方向が集まるように配置するものである。探触子支持部１３ｂの内面を、半球状にすることにより、複数の探触子１２の受信指向軸を、半球の中心点付近に集中させることができる。本例において、探触子支持部１３は音響整合材１１を保持する容器としても機能する。走査ステージ１７は、光伝送部４ｂおよび探触子支持部１３を保持部６に対して走査させる機械走査部である。走査ステージ１７は制御部１により制御される。走査ステージ１７は、任意の座標での測定や、光伝送部４ｂと探触子支持部１３ｂを１次元または２次元、３次元に走査するために使われる。給排水部１８は、給排水管１９を介して、音響整合材１１を探触子支持部１３ｂに供給、及び探触子支持部１３ｂから回収するためのものであって、音響整合材を除去する除去部としての機能を担う。検知部２０は、たとえば水位センサであって、音響整合材１１が十分な量だけ供給されたことを検知するためのセンサである。検知部２０は、音響整合材の保持部への付着状況を検知する音響整合材検知部として用いられる。光音響装置は、保持部６ｂに音響整合材１１が付着していることを検知部２０が検知した場合に、その付着状況を操作者に伝える通知手段を備えてもよい。表示部１５に表示しても良いし、スピーカーを設けて、音で通知しても良い。次に、本実施例における光音響測定の測定フローを、図４を用いて説明する。図４に示す測定フローは、図２の測定フローに対してステップＳ２に代えてステップＳ１２およびＳ１３が加わり、ステップＳ１０に代えてステップＳ１６が加わり、さらに、ステップＳ１４、Ｓ１５が加わったものである。
【００５５】
ステップＳ１で、被検部を保持部６で保持した後に、ステップＳ１２において、給排水部１８が音響整合材１１を探触子支持部１３ｂに供給する。
【００５６】
ステップＳ１３において、検知部２０が、音響整合材１１が十分供給されたことを検知すると、撮像部１６による撮像や被検部への光照射を行える状態となる。
【００５７】
ステップＳ７で、全ての光照射が終了したと制御部１が判断した場合には、ステップＳ１４において、光音響測定を行う被検体情報取得領域における走査範囲内の走査が終了したかを制御部１が判断する。ステップＳ１４で、走査範囲内の走査が終了していないと制御部１が判断した場合には、ステップＳ１５において走査ステージ１７が探触子支持部１３を次の測定点に移動し、ステップＳ４に戻る。ステップＳ１４で、走査範囲内の走査が終了したと制御部１が判断した場合には、ステップＳ８に進む。
【００５８】
ステップＳ９で、被検体８の静止画像と被検体８の初期音圧分布を表示部１５が表示した後に、給排水部１８が音響整合材１１を回収する（ステップＳ１６）。次に、被検者８が保持部６ｂから解放され（ステップＳ１１）、測定終了となる。
【００５９】
以上のように、走査ステージ１７を用いることにより、光音響装置で撮像可能な範囲を大きくすることができる。また、給排水部１８を用いることにより、音響整合材の供給および回収を自動で行えるため、測定が簡易になる。
【００６０】
なお、光音響装置の構成、及び測定のフローは実施例１と同じく、ここで説明したものに限定されない。たとえば、撮像部１６は、測定中の被検体の体動などを見るために、被検体の静止画像を光音響測定用のパルス光照射の前後に、同じ走査位置で撮像しても良い。また、給排水部１８は、必ずしも探触子支持部だけに音響整合材を供給するのではなく、保持部６ｂの被検体８側にも供給してもよい。また、保持部の被検体側に音響整合材１１を供給するために、給排水部１８が複数設けられていても良い。また、給排水部１８による音響整合材１１の除去に代えて、あるいは加えて、走査ステージが図中Ｚ軸の負の方向に動いて、保持部と探触子支持部との相対的な位置関係を変えることで光拡散面７に付着した音響整合材１１を除去しても良い。また、音響整合材の温度を調節するために、探触子支持部や給排水部に温度調節機能が設けられていても良い。また、被検者を拘束する時間を短くするために、ステップＳ１６およびＳ１１をステップＳ９の前、またはＳ１０の前、あるいは並行して行ってもよい。
【００６１】
本実施例によっても、実施例１と同様の効果が得られる。
【００６２】
［実施例３］
本実施例に係る光音響装置の構成を、図５を用いて説明する。本実施例は、図３に示した光音響装置に対して、乾燥部２１が加わった点が異なる。
図５（ａ）は、保持部６ｂの光拡散面７に音響整合材１１が付着していない状態を示し、図５（ｂ）は、保持部６ｂの光拡散面７に音響整合材１１が付着している状態を示す。図６（ｃ）は、音響整合材１１を給排水部１８により除去した後に、光拡散面７に残留する音響整合材１１を乾燥部２１により除去する様子を示す図である。
【００６３】
乾燥部２１は、光拡散面に付着した音響整合材を除去する除去部であって、ここでは、マイクロ波のような電磁波２２を光拡散面７に照射することで、光拡散面７に残留した音響整合材１１を除去する。乾燥部２１による音響整合材１１の除去手段は電磁波の照射に限らず、風により音響整合材を乾燥させたり、風圧によって光拡散面７から吹き飛ばしたりしても良い。この他にも、光拡散面７に熱を伝えることで、光拡散面７に付着した音響整合材を乾燥させても良い。
【００６４】
図６に、本実施例に係る光音響測定のフローを示す。図６に示す測定フローは、図４に示した測定フローにステップＳ１７が追加されたものである。ステップＳ１６で、給排水部１８が音響整合材１１を回収した後に、ステップＳ１７において、光拡散面７に付着した音響整合材１１を乾燥部２１が除去する。
【００６５】
乾燥部２１により光拡散面７に付着した音響整合材１１を乾燥させられるため、被検者を保持部から解放する際にも、光拡散面７の光拡散効果がより確実に得られるので、被検者および被検体への安全性がより高められる。
【００６６】
なお、先述の各実施例と同じく、光音響装置の構成及び測定のフローはこれに限定されることは無い。
【００６７】
本実施例によっても、実施例１および２と同様の効果が得られる。
【符号の説明】
【００６８】
１  制御部
２  光源
３  光
４  光伝送部
５  光照射部
６  保持部
７  光拡散面
８  被検体、被検者
９  光吸収体
１０  光音響波
１１  音響整合材
１２  探触子
１３  探触子支持部
１４  信号処理部
１５  表示部
１６  撮像部
１７  走査ステージ
１８  給排水部
１９  給排水管
２０  検知部
２１  乾燥部
２２  電磁波
【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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