JP2012183295A - Optoacoustic imaging device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent noises from generating in an image signal in an optoacoustic imaging device in which a semiconductor laser is used as a pulsed light source for irradiation of pulsed light.SOLUTION: The optoacoustic imaging device is configured by using the semiconductor laser 102 as the pulsed light source for irradiating a subject with the pulsed light. Particularly in the optoacoustic imaging device 200 configured to constantly supply a low electric current less than an oscillation threshold to the semiconductor laser 102 during the operation of the device, a time filter 250 for cutting the light from the semiconductor laser 102 is arranged between the semiconductor laser 102 and the subject while the electric current less than the oscillation threshold is supplied to the semiconductor laser 102.

Description

本発明は光音響画像化装置すなわち、生体組織等の被検体に光を照射し、光照射に伴って発生する音響波に基づいて被検体を画像化する装置に関するものである。   The present invention relates to a photoacoustic imaging apparatus, that is, an apparatus for irradiating a subject such as a living tissue with light and imaging the subject based on an acoustic wave generated by the light irradiation.

従来、例えば特許文献1や非特許文献1に示されているように、光音響効果を利用して生体の内部を画像化する光音響画像化装置が知られている。この光音響画像化装置においては、例えばパルスレーザ光等のパルス光が生体内に照射される。このパルス光の照射を受けた生体内部では、パルス光のエネルギーを吸収した生体組織が熱によって体積膨張し、音響波(音響信号)を発生する。そこで、この音響波を超音波プローブなどで検出し、その検出信号に基づいて生体内部を可視像化することが可能となっている。   Conventionally, as shown in Patent Document 1 and Non-Patent Document 1, for example, a photoacoustic imaging apparatus that images the inside of a living body using a photoacoustic effect is known. In this photoacoustic imaging apparatus, pulsed light such as pulsed laser light is irradiated into the living body. Inside the living body that has been irradiated with the pulsed light, the living tissue that has absorbed the energy of the pulsed light undergoes volume expansion due to heat and generates an acoustic wave (acoustic signal). Therefore, it is possible to detect this acoustic wave with an ultrasonic probe or the like and visualize the inside of the living body based on the detection signal.

上述のような光音響画像化装置においては、特許文献1にも記載されているように、パルス光を発する光源として半導体レーザ(レーザダイオード)が用いられることが多い。この半導体レーザは、その他の固体レーザ等と比べれば、光音響画像化装置を小型軽量化し、また低コストで形成する上で有利なものとなっている。また、半導体レーザ単体では光音響画像化に必要なエネルギーに達しない場合は、半導体レーザを種光源として用い、そこからの光を、希土類が添加された光ファイバを備えてなるファイバ増幅器や半導体光増幅器(場合により複数段設けてもよい)により増幅するようにした光増幅型レーザ光源を用いることも考えられている(非特許文献2参照)。   In the photoacoustic imaging apparatus as described above, as described in Patent Document 1, a semiconductor laser (laser diode) is often used as a light source that emits pulsed light. This semiconductor laser is advantageous in reducing the size and weight of the photoacoustic imaging apparatus and forming it at a lower cost than other solid-state lasers and the like. In addition, if the energy required for photoacoustic imaging cannot be reached with a single semiconductor laser, a semiconductor laser is used as a seed light source, and the light from there is used as a fiber amplifier or semiconductor light comprising an optical fiber to which a rare earth is added. It is also considered to use an optical amplification type laser light source that is amplified by an amplifier (may be provided in a plurality of stages if necessary) (see Non-Patent Document 2).

なお上記の半導体レーザを用いる場合、パルス駆動の立ち上がりを良くするために、光音響画像化装置の稼働時、半導体レーザに発振閾値未満の低電流を常時供給しておくことが考えられている。また、パルス発振する半導体レーザを種光源とした光増幅型レーザ光源を用いる場合は、種光のパルス間の時間帯つまり非発光時間帯に、光増幅器の増幅自然放出光(Amplified Spontaneous Emission; ASE光)が、半導体レーザのスペクトル幅よりも大幅に広いスペクトル幅で、時間的には連続波として発光する現象が認められる。   In the case of using the semiconductor laser described above, in order to improve the rise of pulse driving, it is considered that a low current less than the oscillation threshold is always supplied to the semiconductor laser during operation of the photoacoustic imaging apparatus. When an optical amplification laser light source using a pulsed semiconductor laser as a seed light source is used, amplified spontaneous emission (ASE) of the optical amplifier is used in the time zone between the seed light pulses, that is, the non-light emission time zone. The phenomenon that light is emitted as a continuous wave in terms of time with a spectral width much wider than that of a semiconductor laser is observed.

特開2005−21380号公報JP 2005-21380 A

A High-Speed Photoacoustic Tomography System based on a Commercial Ultrasound and a Custom Transducer Array, Xueding Wang, Jonathan Cannata, Derek DeBusschere, Changhong Hu, J. Brian Fowlkes, and Paul Carson, Proc. SPIE Vol. 7564, 756424 (Feb.23, 2010)A High-Speed Photoacoustic Tomography System based on a Commercial Ultrasound and a Custom Transducer Array, Xueding Wang, Jonathan Cannata, Derek DeBusschere, Changhong Hu, J. Brian Fowlkes, and Paul Carson, Proc.SPIE Vol. 7564, 756424 (Feb. 23, 2010) 全偏波保持型高出力YbファイバMOPAシステムの開発、住村和彦、吉田英次、藤田尚徳、中塚正大、電子情報通信学会論文誌C vol.J91-C、No.4、pp.244-250、2008Development of all-polarization-maintaining high-power Yb fiber MOPA system, Kazuhiko Sumimura, Eiji Yoshida, Naoto Fujita, Masahiro Nakatsuka, IEICE Transactions C vol.J91-C, No.4, pp.244-250 , 2008

しかし、パルス光源に半導体レーザや、半導体レーザを種光源とする光増幅型レーザ光源を適用した従来の光音響画像化装置においては、得られた画像信号にノイズが含まれやすいという問題が認められている。この問題は、上述したように、装置稼働時に半導体レーザに常時低電流を供給するようにした光音響画像化装置に特に顕著に認められる。   However, in the conventional photoacoustic imaging apparatus in which a semiconductor laser or a light amplification type laser light source using a semiconductor laser as a seed light source is applied as a pulse light source, there is a problem that noise is easily included in the obtained image signal. ing. As described above, this problem is particularly noticeable in the photoacoustic imaging apparatus in which a low current is constantly supplied to the semiconductor laser when the apparatus is in operation.

本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、パルス光源として半導体レーザを適用しても、ノイズの少ない画像信号を得ることができる光音響画像化装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a photoacoustic imaging apparatus capable of obtaining an image signal with little noise even when a semiconductor laser is applied as a pulse light source.

本発明による第1の光音響画像化装置は、
生体組織等の被検体にパルス光を照射するパルス光源として半導体レーザ、あるいは半導体レーザを種光源とする光増幅型レーザ光源が用いられた光音響画像化装置において、
パルス光源と被検体との間の位置に、該パルス光源が発するレーザ光を通過させる一方、該レーザ光とは波長が異なる自然放出光をカットするスペクトルフィルタが配設されたことを特徴とするものである。
A first photoacoustic imaging apparatus according to the present invention includes:
In a photoacoustic imaging apparatus using a semiconductor laser as a pulse light source for irradiating a subject such as a biological tissue with pulse light, or an optically amplified laser light source using a semiconductor laser as a seed light source,
A spectral filter is provided at a position between the pulse light source and the subject so as to allow the laser light emitted from the pulse light source to pass therethrough and cut off spontaneous emission light having a wavelength different from that of the laser light. Is.

なお、パルス光源がリング共振器を有するものである場合は、このリング共振器内に上記スペクトルフィルタが配設されることが望ましい。   In the case where the pulse light source has a ring resonator, it is desirable that the spectral filter is disposed in the ring resonator.

またパルス光源として、互いに波長が異なるレーザ光を発する複数のパルス光源が設けられる場合は、それらのパルス光源の各々に対応させて上記スペクトルフィルタが配設されることが望ましい。   Further, when a plurality of pulse light sources that emit laser beams having different wavelengths are provided as the pulse light sources, it is desirable that the spectral filter is disposed corresponding to each of the pulse light sources.

また、本発明による第2の光音響画像化装置は、
生体組織等の被検体にパルス光を照射するパルス光源として半導体レーザ、あるいは半導体レーザを種光源とする光増幅型レーザ光源が用いられた光音響画像化装置において、
前記パルス光源と被検体との間の位置に、前記半導体レーザ(単体で用いられるもの、あるいは光増幅型レーザ光源の種光源として用いられるもの)に発振閾値未満の電流が供給される期間は、該パルス光源からの光をカットする時間フィルタが配設されたことを特徴とするものである。
Moreover, the second photoacoustic imaging apparatus according to the present invention includes:
In a photoacoustic imaging apparatus using a semiconductor laser as a pulse light source for irradiating a subject such as a biological tissue with pulse light, or an optically amplified laser light source using a semiconductor laser as a seed light source,
The period during which the current less than the oscillation threshold is supplied to the semiconductor laser (one used alone or one used as a seed light source of an optical amplification type laser light source) at a position between the pulse light source and the subject is: A time filter for cutting light from the pulse light source is provided.

この第2の光音響画像化装置においても、パルス光源がリング共振器を有するものである場合は、このリング共振器内に上記時間フィルタが配設されることが望ましい。   Also in this second photoacoustic imaging apparatus, when the pulse light source has a ring resonator, it is desirable that the time filter is disposed in the ring resonator.

またこの第2の光音響画像化装置においても、パルス光源として互いに波長が異なるレーザ光を発する複数のパルス光源が設けられる場合は、それらのパルス光源の各々に対応させて上記時間フィルタが配設されることが望ましい。   Also in this second photoacoustic imaging apparatus, when a plurality of pulse light sources emitting laser beams having different wavelengths are provided as the pulse light source, the time filter is arranged corresponding to each of the pulse light sources. It is desirable that

また、この第2の光音響画像化装置においては、パルス光源と被検体との間の位置に、第1の光音響画像化装置が備えるものと同様のスペクトルフィルタ、すなわち、パルス光源が発するレーザ光を通過させる一方、該レーザ光とは波長が異なる自然放出光をカットするスペクトルフィルタがさらに配設されることが望ましい。   In the second photoacoustic imaging apparatus, a spectral filter similar to that provided in the first photoacoustic imaging apparatus, that is, a laser emitted from the pulsed light source, is disposed between the pulsed light source and the subject. It is desirable to further provide a spectral filter that cuts spontaneous emission light having a wavelength different from that of the laser light while allowing the light to pass therethrough.

なお本発明は、装置稼働時、半導体レーザ(単体で用いられるもの、あるいは光増幅型レーザ光源の種光源として用いられるもの)にその発振閾値未満の低電流を常時供給する構成を有する光音響画像化装置に適用されることが特に望ましい。   The present invention is a photoacoustic image having a configuration in which a low current less than the oscillation threshold is constantly supplied to a semiconductor laser (used alone or used as a seed light source of an optical amplification type laser light source) when the apparatus is in operation. It is particularly desirable to be applied to a conversion apparatus.

なお本発明の第2の光音響画像化装置における「発振閾値未満の電流」とは、装置稼働時に常時供給される「低電流」も含むが、それに限定されるものではなく、半導体レーザがパルス駆動される際に該半導体レーザに過渡的に流れる比較的低い電流も含むものである。   The “current below the oscillation threshold” in the second photoacoustic imaging apparatus of the present invention includes “low current” that is constantly supplied when the apparatus is in operation, but is not limited thereto, and the semiconductor laser is pulsed. It also includes a relatively low current that flows transiently through the semiconductor laser when it is driven.

本発明者の研究によると、従来の光音響画像化装置においてパルス光源として半導体レーザを用いたとき画像信号にノイズが発生しやすいのは、以下の理由によるものであることが分かった。   According to the inventor's research, it has been found that noise is likely to occur in an image signal when a semiconductor laser is used as a pulsed light source in a conventional photoacoustic imaging apparatus for the following reason.

周知の通り半導体レーザは、発振閾値未満の低電流が供給されると自然放出光を発するが、この自然放出光の波長範囲は、発振したレーザ光の波長範囲よりも広くなっているのが一般的である。光音響画像化装置のパルス光源を構成する半導体レーザとしては、その発振波長が、本来被検体に照射したい波長領域に有るものが選択使用されるが、この発振波長と異なる波長の自然放出光が被検体に照射されると、その自然放出光が、画像化すべき部分とは別の部分で吸収されて、そこから微弱な音響波が発せられるようになる。その微弱な音響波は、本来検出すべき音響波に重畳して検出されるので、光音響画像の空間的な分解能を低下させ、ひいては画像にノイズを発生させることになる。   As is well known, a semiconductor laser emits spontaneously emitted light when supplied with a low current less than an oscillation threshold, and the wavelength range of spontaneously emitted light is generally wider than the wavelength range of oscillated laser light. Is. As the semiconductor laser constituting the pulse light source of the photoacoustic imaging apparatus, one having an oscillation wavelength that is originally in a wavelength region to be irradiated on the subject is selected and used, but spontaneous emission light having a wavelength different from the oscillation wavelength is used. When the subject is irradiated, the spontaneously emitted light is absorbed by a part other than the part to be imaged, and a weak acoustic wave is emitted therefrom. Since the weak acoustic wave is detected by being superimposed on the acoustic wave that should be detected, the spatial resolution of the photoacoustic image is lowered, and as a result, noise is generated in the image.

上記自然放出光は、半導体レーザが供給電流ゼロの状態から立ち上がってパルス駆動する際、過渡的に半導体レーザに発振閾値未満の電流が流れたとき発生するので、こうして生じた自然放出光が生体組織等の被検体に照射されれば、それが上記ノイズの発生につながる。   The spontaneous emission light is generated when a current less than the oscillation threshold flows transiently in the semiconductor laser when the semiconductor laser rises from a state where the supply current is zero and is pulse-driven. If it is irradiated to a subject such as, it will lead to the generation of the noise.

また、特に光音響画像化装置の稼働時、半導体レーザにその発振閾値未満の低電流を常時供給するようにした場合は、上述したようにパルス駆動期間内で過渡的に発生する自然放出光に加えて、低電流の常時供給により生じた自然放出光も被検体に照射されることになるので、それらのためにより顕著なノイズが発生する。他方、光増幅型レーザ光源が用いられる場合は、上記のような自然放出光に加えて、光増幅器自体から増幅自然放出光が連続的に発せられる。そのような自然放出光も、連続波の広帯域成分として被検体を加熱するようになるので、それによる余分な加熱が、本当に知りたい被検体の熱膨張に影響を与えて、光音響信号のレベル低下、ひいてはそれによる光音響画像の画質低下を招く。   In particular, when the photoacoustic imaging apparatus is in operation, when the semiconductor laser is constantly supplied with a low current less than its oscillation threshold, as described above, the spontaneous emission light generated transiently within the pulse drive period is generated. In addition, the spontaneous emission light generated by the constant supply of a low current is also irradiated on the subject, so that more noticeable noise is generated. On the other hand, when an optical amplification type laser light source is used, amplified spontaneous emission light is continuously emitted from the optical amplifier itself in addition to the above spontaneous emission light. Such spontaneously emitted light also heats the subject as a broadband component of continuous wave, so the extra heating affects the thermal expansion of the subject you really want to know, and the level of the photoacoustic signal This leads to a reduction, and consequently, a reduction in the image quality of the photoacoustic image.

上記の知見に基づいて本発明による第1の光音響画像化装置では、パルス光源と被検体との間の位置に、該パルス光源が発するレーザ光を通過させる一方、該レーザ光とは波長が異なる自然放出光をカットするスペクトルフィルタが配設されているので、本来照射すべき波長と異なる波長の自然放出光が被検体に照射されることを無くして、画像信号にノイズが生じることを防止可能となる。   Based on the above knowledge, in the first photoacoustic imaging apparatus according to the present invention, the laser light emitted from the pulsed light source passes through the position between the pulsed light source and the subject, and the wavelength of the laser light is A spectral filter that cuts different spontaneous emission light is installed, so that the subject is not irradiated with spontaneous emission light having a wavelength different from the wavelength that should be irradiated, and noise is prevented from occurring in the image signal. It becomes possible.

また、上記の知見に基づいて本発明による第2の光音響画像化装置では、パルス光源と被検体との間の位置に、半導体レーザにその発振閾値未満の電流が供給される期間は、該パルス光源からの光をカットする時間フィルタが配設されているので、この場合も、所定の光照射期間外に半導体レーザやあるいは光増幅器から発せられる自然放出光が被検体に照射されることを無くして、画像信号にノイズが生じることを防止可能となる。   Moreover, in the second photoacoustic imaging apparatus according to the present invention based on the above knowledge, a period during which a current less than the oscillation threshold is supplied to the semiconductor laser at a position between the pulse light source and the subject is Since a time filter that cuts off the light from the pulsed light source is provided, in this case as well, the subject is irradiated with spontaneously emitted light emitted from the semiconductor laser or the optical amplifier outside the predetermined light irradiation period. This eliminates the occurrence of noise in the image signal.

なお本発明が、装置稼働時、半導体レーザにその発振閾値未満の低電流を常時供給する構成を有する光音響画像化装置に適用された場合は、前述のように半導体レーザが立ち上がる際に過渡的に生じる自然放出光に加えて、半導体レーザに上記低電流が供給されることにより生じる自然放出光もカットすることができる。   When the present invention is applied to a photoacoustic imaging apparatus having a configuration in which a low current below the oscillation threshold is constantly supplied to the semiconductor laser when the apparatus is in operation, as described above, when the semiconductor laser is started up, In addition to the spontaneous emission light generated in step 1, the spontaneous emission light generated by supplying the low current to the semiconductor laser can also be cut off.

本発明の第1実施形態による光音響画像化装置の概略構成を示すブロック図The block diagram which shows schematic structure of the photoacoustic imaging device by 1st Embodiment of this invention. 超音波探触子の構成例を示す斜視図The perspective view which shows the structural example of an ultrasound probe 超音波探触子と信号取込み部との接続例を示すブロック図Block diagram showing an example of connection between an ultrasound probe and a signal acquisition unit 図1の装置における半導体レーザの光照射期間を示すグラフ1 is a graph showing a light irradiation period of a semiconductor laser in the apparatus of FIG. 本発明の第2実施形態による光音響画像化装置の概略構成を示すブロック図The block diagram which shows schematic structure of the photoacoustic imaging device by 2nd Embodiment of this invention. 図5の装置における半導体レーザの発光期間と、時間フィルタによる光通過/遮断期間とを示すグラフThe graph which shows the light emission period of the semiconductor laser in the apparatus of FIG. 5, and the light passage / blocking period by a time filter 本発明の第3実施形態による光音響画像化装置の概略構成を示すブロック図The block diagram which shows schematic structure of the photoacoustic imaging device by 3rd Embodiment of this invention. 図7の装置に用いられた光増幅型レーザ光源を示す概略側面図Schematic side view showing an optical amplification type laser light source used in the apparatus of FIG. 図8の光増幅型レーザ光源における光増幅器の前、後の光の波形を概略的に示すグラフFIG. 8 is a graph schematically showing light waveforms before and after the optical amplifier in the optical amplification laser light source of FIG. 本発明の第4実施形態による光音響画像化装置の概略構成を示すブロック図The block diagram which shows schematic structure of the photoacoustic imaging device by 4th Embodiment of this invention. 本発明の光音響画像化装置に用いられ得る半導体レーザ光源の例を示す概略図Schematic which shows the example of the semiconductor laser light source which can be used for the photoacoustic imaging device of this invention. 図11の半導体レーザ装置の駆動状態を説明する図The figure explaining the drive state of the semiconductor laser apparatus of FIG. 本発明の光音響画像化装置に用いられ得る半導体レーザ光源の別の例を示す概略図Schematic which shows another example of the semiconductor laser light source which can be used for the photoacoustic imaging device of this invention.

以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。図1は、本発明の第1実施形態による光音響画像化装置の基本構成を示すブロック図である。この光音響画像化装置100は、レーザドライバ101、レーザ光源102、超音波探触子103、領域選択部104、光照射検出部105、同期補正処理部106、信号取込み部107、素子データメモリ108、画像構築部109、画像メモリ110、画像表示部111およびスペクトルフィルタ150を有している。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a basic configuration of the photoacoustic imaging apparatus according to the first embodiment of the present invention. The photoacoustic imaging apparatus 100 includes a laser driver 101, a laser light source 102, an ultrasonic probe 103, a region selection unit 104, a light irradiation detection unit 105, a synchronization correction processing unit 106, a signal capturing unit 107, and an element data memory 108. An image construction unit 109, an image memory 110, an image display unit 111, and a spectrum filter 150.

レーザ光源102は、被検体である生体組織に照射するパルスレーザ光を射出するもので、本実施形態においては半導体レーザが用いられる。レーザドライバ101は、上記レーザ光源(以下、半導体レーザと称する)102を駆動するものであり、トリガー信号が入力されるとそれに応答して半導体レーザ102をパルス駆動させる。   The laser light source 102 emits pulsed laser light that irradiates a living tissue that is a subject, and a semiconductor laser is used in this embodiment. The laser driver 101 drives the laser light source (hereinafter referred to as a semiconductor laser) 102. When a trigger signal is input, the semiconductor laser 102 is pulse-driven in response thereto.

超音波探触子103は、複数チャネルの超音波探触子素子(プローブ素子)を有する。それらのプローブ素子は、生体組織の画像化する範囲に対応させて、例えば192個設けられている。この超音波探触子103は、半導体レーザ102から生体組織にパルスレーザ光が照射されたとき該生体組織内から生じる音響信号(超音波)を検出し、その音響信号を電気信号に変換して出力する。   The ultrasonic probe 103 includes a plurality of channels of ultrasonic probe elements (probe elements). For example, 192 probe elements are provided so as to correspond to the range in which the biological tissue is imaged. The ultrasonic probe 103 detects an acoustic signal (ultrasound) generated from the living tissue when the semiconductor laser 102 irradiates the living tissue with pulsed laser light, and converts the acoustic signal into an electrical signal. Output.

超音波探触子103の複数のプローブ素子に対応する範囲、つまり生体組織の画像化される範囲は、互いに重ならない複数の部分領域に分けられている。本実施形態においてこの部分領域は、後に詳述するように例えば領域A、領域Bおよび領域Cの3つとされている。各部分領域の幅は、信号取込み部107が並列にサンプリング可能な信号数と同数のプローブ素子に対応する幅となっている。本例において、信号取込み部107は64ch分のデータを並列にサンプリング可能とされている。そこで、領域A、領域B、および領域Cの各領域は、64個のプローブ素子に対応した幅となる。   A range corresponding to a plurality of probe elements of the ultrasound probe 103, that is, a range in which a biological tissue is imaged is divided into a plurality of partial regions that do not overlap each other. In this embodiment, there are three partial regions, for example, region A, region B, and region C, as will be described in detail later. The width of each partial region corresponds to the same number of probe elements as the number of signals that can be sampled in parallel by the signal capturing unit 107. In this example, the signal capturing unit 107 can sample data for 64 channels in parallel. Therefore, each of the regions A, B, and C has a width corresponding to 64 probe elements.

領域選択部104は、上記3つの部分領域のうちの1つを選択するものであり、その選択情報をレーザドライバ101および超音波探触子103に通知する。レーザドライバ101は、少なくとも選択された部分領域を含む範囲にパルスレーザ光を照射するように半導体レーザ102を駆動する。一方、超音波探触子103は、図示しないマルチプレクサなどを用いて、選択された部分領域に対応するプローブ素子を信号取込み部107に接続させる。信号取込み部107は、部分領域に光が照射された後、接続されたプローブ素子が出力する電気信号(音響信号データ)を所定の計測期間にわたって複数回サンプリングし、サンプリングしたデータを素子データメモリ108に格納する。   The area selection unit 104 selects one of the three partial areas, and notifies the laser driver 101 and the ultrasound probe 103 of the selection information. The laser driver 101 drives the semiconductor laser 102 so as to irradiate a pulse laser beam in a range including at least a selected partial region. On the other hand, the ultrasound probe 103 connects the probe element corresponding to the selected partial region to the signal capturing unit 107 using a multiplexer (not shown) or the like. The signal capturing unit 107 samples the electrical signal (acoustic signal data) output from the connected probe element a plurality of times over a predetermined measurement period after the partial region is irradiated with light, and the sampled data is transmitted to the element data memory 108. To store.

領域選択部104は、選択した部分領域に対応するプローブ素子からの音響信号データが素子データメモリ108に格納されると、次の部分領域を選択する。こうして領域選択部104は、生体組織の画像化する範囲すべてが選択されるまで、部分領域を順次選択する。領域選択部104が部分領域を順次選択することで、素子データメモリ108には、超音波探触子103の全プローブ素子からの音響信号データが素子データメモリ108に格納される。つまり、領域選択部104が領域A、領域B、領域Cを順次選択し、信号取込み部107が各領域についてN回サンプリングすれば、素子データメモリ108には計(192×N)ch分の音響信号データが格納されることになる。   When the acoustic signal data from the probe element corresponding to the selected partial area is stored in the element data memory 108, the area selection unit 104 selects the next partial area. Thus, the region selection unit 104 sequentially selects the partial regions until the entire range to be imaged of the living tissue is selected. As the region selection unit 104 sequentially selects partial regions, acoustic signal data from all probe elements of the ultrasound probe 103 is stored in the element data memory 108 in the element data memory 108. That is, if the region selection unit 104 sequentially selects the region A, the region B, and the region C, and the signal capturing unit 107 samples N times for each region, the element data memory 108 stores a total of (192 × N) ch of sounds. Signal data is stored.

信号取込み部107は、超音波探触子103からの電気信号を素子データメモリ108に格納する。信号取込み部107は、超音波探触子103が出力する上記電気信号を所定の計測期間にわたって複数回サンプリングし、それにより得られたサンプリングデータを素子データメモリ108に格納する。この信号取込み部107は、例えば微小信号を増幅するプリアンプや、アナログ信号をデジタル信号に変換するAD変換器を含んで構成されている。信号取込み部107が、並列に取り込める信号の数つまりチャンネル(ch)数は、超音波探触子103が有するプローブ素子の総数よりも少ない。例えば本実施形態では、超音波探触子103は一例として192個のプローブ素子を有するのに対して、信号取込み部107が並列に取り込み可能なch数は64とされている。   The signal capturing unit 107 stores the electrical signal from the ultrasound probe 103 in the element data memory 108. The signal acquisition unit 107 samples the electrical signal output from the ultrasound probe 103 a plurality of times over a predetermined measurement period, and stores the sampling data obtained thereby in the element data memory 108. The signal capturing unit 107 includes, for example, a preamplifier that amplifies a minute signal and an AD converter that converts an analog signal into a digital signal. The number of signals that the signal acquisition unit 107 can acquire in parallel, that is, the number of channels (ch), is smaller than the total number of probe elements that the ultrasonic probe 103 has. For example, in the present embodiment, the ultrasonic probe 103 has 192 probe elements as an example, whereas the number of channels that can be captured in parallel by the signal capturing unit 107 is 64.

次に、上記構成についてさらに詳しく説明する。図2は、超音波探触子103を詳しく示すものである。ここに131で示すのが、上記プローブ素子である。プローブ素子131は、例えば所定の方向に沿って1次元的に配列されている。光ファイバ134は、半導体レーザ102(図1参照)から発せられたパルスレーザ光を、超音波探触子103内に設けられた光照射部132まで導く。光照射部132は、上記パルスレーザ光を生体組織に照射する。本実施形態において光照射部132は、生体組織の例えば3つの領域A、領域B、および領域Cのそれぞれに対応して設けられている。すなわち、領域Aに対応する光照射部132は領域Aの選択時にパルスレーザ光を少なくとも領域Aに照射する。また、領域Bに対応する光照射部132は領域Bの選択時にパルスレーザ光を少なくとも領域Bに照射し、領域Cに対応する光照射部132は領域Cの選択時にパルスレーザ光を少なくとも領域Cに照射する。   Next, the above configuration will be described in more detail. FIG. 2 shows the ultrasonic probe 103 in detail. The probe element 131 is shown here. For example, the probe elements 131 are arranged one-dimensionally along a predetermined direction. The optical fiber 134 guides pulsed laser light emitted from the semiconductor laser 102 (see FIG. 1) to a light irradiation unit 132 provided in the ultrasonic probe 103. The light irradiation unit 132 irradiates the living tissue with the pulse laser beam. In this embodiment, the light irradiation part 132 is provided corresponding to each of the three area | region A of the biological tissue, the area | region B, and the area | region C, for example. That is, the light irradiation unit 132 corresponding to the region A irradiates at least the region A with pulsed laser light when the region A is selected. Further, the light irradiation unit 132 corresponding to the region B irradiates at least the region B with the pulse laser light when the region B is selected, and the light irradiation unit 132 corresponding to the region C applies at least the pulse laser light when the region C is selected. Irradiate.

光検出器133は、図1に示す光照射検出部105に含まれる。光検出器133は、光照射部132からのパルスレーザ光が生体組織に照射されたことを検出するもので、このパルスレーザ光を受光すると光検出信号を出力する。光検出器133は、領域A、領域B、および領域Cのそれぞれに対応して設けられている。領域Aに対応する光検出器133は、領域Aが選択されているときに、該領域Aにパルスレーザ光が照射されたことを検出する。領域Bおよび領域Cに対応する光検出器133も同様であり、それぞれの領域の選択時に、各領域にパルスレーザ光が照射されたことを検出する。   The photodetector 133 is included in the light irradiation detection unit 105 shown in FIG. The photodetector 133 detects that the living tissue has been irradiated with the pulsed laser light from the light irradiation unit 132, and outputs a light detection signal when receiving the pulsed laser light. The photodetector 133 is provided corresponding to each of the region A, the region B, and the region C. The photodetector 133 corresponding to the region A detects that the region A is irradiated with the pulse laser beam when the region A is selected. The same applies to the photodetectors 133 corresponding to the regions B and C. When each region is selected, it is detected that each region has been irradiated with pulsed laser light.

また図3は、超音波探触子103と信号取込み部107との接続例を示している。超音波探触子103は上述の通り、192chのプローブ素子131(図2参照)を有している。192chのプローブ素子131に対応する生体組織の領域は、前述したように3つの部分領域(領域A〜C)からなるものとして考えられる。つまり、192chのプローブ素子131に対応する生体組織の幅が57.6mmであるとすると、各部分領域の幅は19.2mmとなる。光音響画像化装置100は、上記19.2mm幅の部分領域への光照射・データ収集を逐次行って、全192ch分のデータを取得する。   FIG. 3 shows an example of connection between the ultrasound probe 103 and the signal capturing unit 107. As described above, the ultrasonic probe 103 has the 192ch probe element 131 (see FIG. 2). The region of the biological tissue corresponding to the 192ch probe element 131 is considered to be composed of three partial regions (regions A to C) as described above. That is, assuming that the width of the living tissue corresponding to the 192ch probe element 131 is 57.6 mm, the width of each partial region is 19.2 mm. The photoacoustic imaging apparatus 100 sequentially performs light irradiation and data collection on the partial region having the width of 19.2 mm to acquire data for all 192 channels.

信号取込み部107は、例えば64ch分のデータを並列にサンプリング可能なAD変換器を含む。マルチプレクサ112は、超音波探触子103のプローブ素子と信号取り込み部107とを選択的に接続する。マルチプレクサ112は、例えば192chのプローブ素子と接続しており、そのうちの64ch分を信号取込み部107のAD変換器に選択的に接続する。マルチプレクサ112は、例えば領域Aが選択されているときは、領域Aに対応する部分の64chのプローブ素子を信号取込み部107のAD変換器に接続する。また、マルチプレクサ112は、領域Bが選択されているときは、領域Bに対応する部分の64chのプローブ素子を信号取込み部107のAD変換器に接続し、領域Cが選択されているときは、領域Cに対応する部分の64chのプローブ素子を信号取込み部107のAD変換器に接続する。   The signal acquisition unit 107 includes, for example, an AD converter that can sample data for 64 channels in parallel. The multiplexer 112 selectively connects the probe element of the ultrasonic probe 103 and the signal capturing unit 107. The multiplexer 112 is connected to, for example, 192 ch probe elements, and 64 ch of them are selectively connected to the AD converter of the signal capturing unit 107. For example, when the region A is selected, the multiplexer 112 connects the 64 ch probe elements corresponding to the region A to the AD converter of the signal capturing unit 107. The multiplexer 112 connects the 64 ch probe element corresponding to the region B to the AD converter of the signal capturing unit 107 when the region B is selected, and when the region C is selected, The 64 ch probe elements corresponding to the region C are connected to the AD converter of the signal capturing unit 107.

領域Aが選択され、光照射部132(図2参照)が生体組織の領域Aにパルスレーザ光を照射すると、このパルスレーザ光は生体組織内の散乱により、ある程度の広がりを持って進行する。生体組織内に存在する血液等の吸収体はパルスレーザ光のエネルギーを吸収し、音響信号を発生する。この音響信号が各プローブ素子で検出されるまでに要する時間は、音響信号発生地点と各プローブ素子とのX方向の位置関係と、音響信号発生地点のZ方向の位置とに応じて決まる。   When the region A is selected and the light irradiation unit 132 (see FIG. 2) irradiates the region A of the living tissue with the pulsed laser light, the pulsed laser light travels with a certain extent due to scattering in the living tissue. An absorber such as blood existing in the living tissue absorbs the energy of the pulsed laser beam and generates an acoustic signal. The time required for this acoustic signal to be detected by each probe element depends on the positional relationship between the acoustic signal generation point and each probe element in the X direction and the position of the acoustic signal generation point in the Z direction.

上記音響信号を検出するために、マルチプレクサ112が選択したプローブ素子131が出力する電気信号は、AD変換器にて所定の計測期間にわたって複数回サンプリングされる。これは他の領域Bおよび領域Cについても同様であり、各領域に対してパルスレーザ光が照射され、各領域に対応するプローブ素子が出力する電気信号が所定の計測期間にわたって複数回サンプリングされ、音響信号が検出される。   In order to detect the acoustic signal, the electrical signal output from the probe element 131 selected by the multiplexer 112 is sampled a plurality of times over a predetermined measurement period by the AD converter. This is the same for the other regions B and C, where each region is irradiated with pulsed laser light, and the electrical signal output by the probe element corresponding to each region is sampled multiple times over a predetermined measurement period, An acoustic signal is detected.

ここで、各部分領域に関する処理の流れを考えると、部分領域の選択、トリガー信号発生、レーザ光源駆動、生体組織へのパルスレーザ光照射、生体組織からの音響信号検出、素子データメモリへのデータ格納という流れになる。信号取込み部107における電気信号の取込み開始タイミングつまりサンプリング開始タイミングは、生体組織へパルスレーザ光が照射されるタイミングに合わせて事前に設定されている。   Here, considering the flow of processing related to each partial area, selection of the partial area, generation of a trigger signal, driving of the laser light source, irradiation of pulsed laser light to the living tissue, detection of acoustic signals from the living tissue, data to the element data memory The flow is storage. The electric signal acquisition start timing, that is, the sampling start timing in the signal acquisition unit 107 is set in advance in accordance with the timing at which the living tissue is irradiated with the pulsed laser light.

上記のトリガー信号発生から実際に生体組織へパルスレーザ光が照射されるまでの時間が、各部分領域毎に異なっていると、各部分領域毎に得られた音響信号データを合成して生成される画像の画質が低下する問題が起きる。光照射検出部105および同期補正処理部106は、この問題を防止するために設けられている。すなわち、光照射検出部105は半導体レーザ102から生体組織に光が照射されたことを検出し、また同期補正処理部106は、光照射検出部105が検出した光照射タイミングの差を部分領域間で求め、そのタイミング差に基づいて、素子データメモリ108におけるサンプリングデータの時間軸を部分領域間で補正する。   If the time from the generation of the trigger signal to the actual irradiation of the pulsed laser light on the living tissue is different for each partial area, it is generated by synthesizing the acoustic signal data obtained for each partial area. This causes a problem that the quality of the image is degraded. The light irradiation detection unit 105 and the synchronization correction processing unit 106 are provided to prevent this problem. That is, the light irradiation detection unit 105 detects that the living tissue is irradiated with light from the semiconductor laser 102, and the synchronization correction processing unit 106 calculates the difference in light irradiation timing detected by the light irradiation detection unit 105 between the partial regions. Based on the timing difference, the time axis of the sampling data in the element data memory 108 is corrected between the partial areas.

領域選択部104が全ての部分領域を選択し、超音波探触子103が有する192chのプローブ素子それぞれが出力する複数回のサンプリングデータが素子データメモリ108に格納されると、画像構築部109はこの素子データメモリ108からサンプリングデータを読み出し、読み出したデータに基づいて生体組織の断層画像を構築する。画像構築部109は典型的には、信号処理部、位相整合加算部および画像処理部を含んで構成される。画像構築部109における詳細な画像構築手順について詳しい説明は省略するが、その機能は、例えばコンピュータが所定のプログラムに従って動作することで実現可能である。あるいは画像構築部109の機能を、DSP(digital Signal Processor)やFPGA(Field Programmable Gate Array)などで実現してもよい。   When the region selection unit 104 selects all the partial regions and the sampling data of a plurality of times output from each of the 192ch probe elements included in the ultrasound probe 103 is stored in the element data memory 108, the image construction unit 109 Sampling data is read from the element data memory 108, and a tomographic image of the living tissue is constructed based on the read data. The image construction unit 109 typically includes a signal processing unit, a phase matching addition unit, and an image processing unit. Although a detailed description of a detailed image construction procedure in the image construction unit 109 is omitted, the function can be realized by, for example, a computer operating according to a predetermined program. Alternatively, the function of the image construction unit 109 may be realized by a digital signal processor (DSP), a field programmable gate array (FPGA), or the like.

画像構築部109は、構築した断層画像を示す画像データを画像メモリ110に格納する。画像表示部111は、画像メモリ110に格納された画像データに基づいて、上記断層画像を表示モニタなどに表示する。   The image construction unit 109 stores image data indicating the constructed tomographic image in the image memory 110. The image display unit 111 displays the tomographic image on a display monitor or the like based on the image data stored in the image memory 110.

次に、図1に示したスペクトルフィルタ150およびその作用について説明する。本実施形態においてパルス光源として適用された半導体レーザ102は、その発振閾値未満の値の電流が供給されたときは、自然放出光を発する。図4はこのことを示すものである。図中Psが半導体レーザ102に求められる所定の光出力であり、図1に示すレーザドライバ101は、この光出力Psで発光するように半導体レーザ102をパルス駆動する。本実施形態では、光音響画像化装置100の稼働中、半導体レーザ102を駆動しない期間では該半導体レーザ102に電流供給はなされない。したがって、半導体レーザ102に駆動電流が供給される光照射期間において、該半導体レーザ102の光出力はゼロの状態から立ち上がるが、駆動電流が発振閾値未満のときは自然放出光が発せられ、駆動電流が発振閾値以上になると発振したレーザ光が発せられる。図4では、自然放出領域をP1として、またレーザ発振領域をP2として示している。   Next, the spectral filter 150 shown in FIG. 1 and its operation will be described. The semiconductor laser 102 applied as a pulse light source in the present embodiment emits spontaneous emission light when a current having a value less than the oscillation threshold value is supplied. FIG. 4 shows this. In the figure, Ps is a predetermined optical output required for the semiconductor laser 102, and the laser driver 101 shown in FIG. In the present embodiment, during the operation of the photoacoustic imaging apparatus 100, no current is supplied to the semiconductor laser 102 during a period in which the semiconductor laser 102 is not driven. Therefore, in the light irradiation period in which the driving current is supplied to the semiconductor laser 102, the optical output of the semiconductor laser 102 rises from a zero state, but when the driving current is less than the oscillation threshold, spontaneous emission light is emitted and the driving current is emitted. When is equal to or greater than the oscillation threshold, oscillated laser light is emitted. In FIG. 4, the spontaneous emission region is indicated as P1, and the laser oscillation region is indicated as P2.

周知の通り自然放出光は、発振したレーザ光と比べると波長範囲が広くなっている。このような自然放出光が生体組織に照射されると、本来生体組織に照射すべき光の波長とは異なる波長の光が照射されることになって、先に述べたように、構築される画像の画質劣化を招く。スペクトルフィルタ150はこの問題を防止するためのものであり、半導体レーザ102と生体組織との間に位置するように配されている。このスペクトルフィルタ150は、半導体レーザ102(一例として発振中心波長800nm、スペクトル幅1nm)が発する波長799.5nm〜800.5nmのレーザ光は良好に通過させる一方、それとは異なる波長域、例えば750nm以上799.5nm未満、および800.5nmを越えて850nm以下の範囲に含まれる自然放出光はカットする特性を有するものである。つまりこのスペクトルフィルタ150は、帯域幅1nmの帯域通過フィルタとして機能する。   As is well known, spontaneous emission light has a wider wavelength range than oscillated laser light. When such a spontaneous emission light is irradiated onto a living tissue, light having a wavelength different from the wavelength of the light that should originally be irradiated onto the living tissue is irradiated, and as described above, it is constructed. It causes image quality degradation. The spectral filter 150 is for preventing this problem, and is disposed so as to be positioned between the semiconductor laser 102 and the living tissue. The spectral filter 150 allows a laser beam having a wavelength of 799.5 nm to 800.5 nm emitted from the semiconductor laser 102 (for example, an oscillation center wavelength of 800 nm and a spectral width of 1 nm) to pass well, but has a different wavelength range, for example, 750 nm or more. Spontaneous emission light included in a range of less than 799.5 nm and more than 800.5 nm and 850 nm or less has a characteristic of cutting. That is, the spectral filter 150 functions as a bandpass filter having a bandwidth of 1 nm.

上述の通りのスペクトルフィルタ150が設けられていることにより、本来照射すべき光の波長とは異なる波長の自然放出光が生体組織に照射されることがなくなるので、構築される光音響画像のノイズ増大、画質劣化を防止可能となる。   Since the spectral filter 150 as described above is provided, the spontaneous emission light having a wavelength different from the wavelength of the light to be originally irradiated is not irradiated on the living tissue. Increase and image quality degradation can be prevented.

次に図5を参照して、本発明の第2の実施形態による光音響画像化装置200について説明する。なおこの図5において、図1中の要素と同等の要素には同番号を付してあり、それらについての説明は特に必要の無い限り省略する(以下、同様)。   Next, a photoacoustic imaging apparatus 200 according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In FIG. 5, the same elements as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted unless necessary (the same applies hereinafter).

この第2実施形態の光音響画像化装置200は、図1に示した第1実施形態の光音響画像化装置100と比べると、光音響画像化装置200の稼働時半導体レーザ102には、レーザドライバ101から発振閾値未満の低電流が常時供給される点、およびスペクトルフィルタ150に代えて時間フィルタ250が設けられた点が異なるものである。この時間フィルタ250も、半導体レーザ102と生体組織との間に位置する状態に配されている。装置稼働時、半導体レーザ102に上記低電流が常時供給されることにより、半導体レーザ102がパルス駆動される際の立ち上がり特性が良好になる。なお、上記低電流が常時供給されている間、つまり光照射期間の前後において、半導体レーザ102は低出力Pの自然放出光を発し続ける。 The photoacoustic imaging apparatus 200 according to the second embodiment is different from the photoacoustic imaging apparatus 100 according to the first embodiment shown in FIG. The difference is that a low current less than the oscillation threshold is always supplied from the driver 101 and a time filter 250 is provided in place of the spectrum filter 150. This time filter 250 is also arranged in a state located between the semiconductor laser 102 and the living tissue. When the apparatus is in operation, the low current is constantly supplied to the semiconductor laser 102, so that the rising characteristic when the semiconductor laser 102 is pulse-driven becomes good. Incidentally, while the low current is always supplied, i.e. before and after the irradiation period, the semiconductor laser 102 continues emit spontaneous emission light of a low output P L.

時間フィルタ250は電気光学素子と偏光子とを組み合わせて構成されたもので、設定された期間だけ開状態となって、半導体レーザ102から発せられた光を通過させる。時間フィルタ250はより詳しくは、閉状態とするときは、通過光に半波長の位相差を与える駆動電圧を電気光学素子に加えてレーザ光の偏光の向きを90度回転させ、それを偏光子にてカットする一方、開状態とするときは上記駆動電圧を切ることにより、レーザ光を通過させるものである。この時間フィルタ250における光の通過期間は、レーザドライバ101が半導体レーザ102に供給するパルス波駆動電流の出力タイミングに基づいて、例えば図6に示すように設定されている。すなわち、上記低電流が供給されている間、およびパルス駆動される半導体レーザ102の立ち上がり並びに立ち下がり時に過渡的に発振閾値未満の電流が流れる間が、時間フィルタ250による遮断期間とされ、半導体レーザ102に発振閾値以上の電流が供給される期間がフィルタ通過期間とされている。   The time filter 250 is configured by combining an electro-optic element and a polarizer. The time filter 250 is opened only for a set period and allows light emitted from the semiconductor laser 102 to pass therethrough. More specifically, when the time filter 250 is in a closed state, a driving voltage that gives a half-wave phase difference to the passing light is applied to the electro-optic element to rotate the polarization direction of the laser light by 90 degrees, and this is applied to the polarizer. On the other hand, when the open state is set, the laser light is allowed to pass by cutting the drive voltage. The light passing period in the time filter 250 is set as shown in FIG. 6, for example, based on the output timing of the pulse wave driving current supplied from the laser driver 101 to the semiconductor laser 102. That is, a period during which the current less than the oscillation threshold flows while the low current is supplied and when the pulse-driven semiconductor laser 102 rises and falls transiently is defined as a cutoff period by the time filter 250. A period during which a current equal to or greater than the oscillation threshold is supplied to 102 is a filter passing period.

このように動作する時間フィルタ250が設けられていることにより、本実施形態においても、本来照射すべき光の波長とは異なる波長の自然放出光が生体組織に照射されることがなくなるので、構築される画像の画質劣化を防止可能となる。   By providing the time filter 250 that operates in this manner, in this embodiment, the spontaneous emission light having a wavelength different from the wavelength of the light that should be irradiated is not irradiated on the living tissue. It is possible to prevent image quality degradation of the image to be displayed.

なお上記のように、装置稼働時、半導体レーザに前述の低電流が常時供給される構成を有する光音響画像化装置において、第1実施形態で用いられたスペクトルフィルタ150が設けられてもよい。そうした場合も、第1実施形態におけるのと同様の効果を得ることができる。その場合、時間フィルタ250は基本的に不要であるが、画像の画質劣化をより確実に防止するために、併せて時間フィルタ250を設けても構わない。   As described above, the spectral filter 150 used in the first embodiment may be provided in the photoacoustic imaging apparatus having a configuration in which the above-described low current is constantly supplied to the semiconductor laser when the apparatus is in operation. Even in such a case, the same effect as in the first embodiment can be obtained. In that case, the time filter 250 is basically unnecessary, but the time filter 250 may be provided together in order to more reliably prevent image quality deterioration.

また上記とは逆に、装置稼働時、半導体レーザに前述の低電流が常時供給されることがない光音響画像化装置において時間フィルタを設け、それにより第2実施形態におけるのと同様の効果を得ることもできる。すなわちその場合は、パルス駆動される半導体レーザの立ち上がり並びに立ち下がり時に過渡的に発振閾値未満の電流が流れる間が、時間フィルタによる遮断期間とされ、半導体レーザに発振閾値以上の電流が供給される期間がフィルタ通過期間とされる。その場合、半導体レーザにパルス波駆動電流が供給される期間の前後では半導体レーザは当然発光しないので、その発光しない期間は基本的に時間フィルタで光を遮断する必要はない。   Contrary to the above, a time filter is provided in the photoacoustic imaging apparatus in which the aforementioned low current is not constantly supplied to the semiconductor laser when the apparatus is in operation, thereby achieving the same effect as in the second embodiment. It can also be obtained. In other words, in this case, the time during which the current less than the oscillation threshold flows transiently at the rise and fall of the pulse-driven semiconductor laser is set as the cutoff period by the time filter, and current exceeding the oscillation threshold is supplied to the semiconductor laser. The period is set as a filter passing period. In that case, the semiconductor laser naturally does not emit light before and after the period during which the pulse wave drive current is supplied to the semiconductor laser, and therefore it is basically unnecessary to block the light with a time filter during the non-emission period.

次に図7を参照して、本発明の第3の実施形態による光音響画像化装置300について説明する。この第3実施形態の光音響画像化装置300は、図1に示した第1実施形態の光音響画像化装置100と比べると基本的に、半導体レーザからなるレーザ光源102に代えて光増幅型レーザ光源302が用いられている点、およびスペクトルフィルタ150とは通過帯域が異なるスペクトルフィルタ350が適用されている点が異なるものである。   Next, with reference to FIG. 7, a photoacoustic imaging apparatus 300 according to a third embodiment of the present invention will be described. The photoacoustic imaging apparatus 300 of the third embodiment is basically an optical amplification type instead of the laser light source 102 made of a semiconductor laser, as compared with the photoacoustic imaging apparatus 100 of the first embodiment shown in FIG. The difference is that a laser light source 302 is used and a spectral filter 350 having a different pass band from the spectral filter 150 is applied.

上記光増幅型レーザ光源302は図8にブロック図で構成を示すように、種光としてのパルスレーザ光360を発する半導体レーザ351と、励起用レーザ光352を発する励起用半導体レーザ353と、パルスレーザ光360および励起用レーザ光352を合波する合波器354と、例えばEr(エルビウム)がドープされたコアを有し、上記合波器354に接続されたファイバ光増幅器355と、このファイバ光増幅器355に接続された発振防止のための光アイソレータ356と、この光アイソレータ356から出力されたパルスレーザ光370を波長が1/2の第2高調波に変換する光波長変換素子358とから構成されている。   As shown in the block diagram of FIG. 8, the optical amplification type laser light source 302 has a semiconductor laser 351 that emits a pulse laser beam 360 as seed light, an excitation semiconductor laser 353 that emits an excitation laser beam 352, a pulse A multiplexer 354 for multiplexing the laser beam 360 and the pumping laser beam 352, a fiber optical amplifier 355 having a core doped with, for example, Er (erbium), connected to the multiplexer 354, and the fiber An optical isolator 356 for preventing oscillation connected to the optical amplifier 355, and an optical wavelength conversion element 358 for converting the pulse laser light 370 output from the optical isolator 356 into a second harmonic having a wavelength of ½. It is configured.

光音響画像の取得時、上記光増幅型レーザ光源302においては、種光源である半導体レーザ351が図7に示すトリガー信号に基づいてパルス駆動され、そこから発せられた例えば波長1560nmのパルスレーザ光360がファイバ光増幅器355に入力される。このパルスレーザ光360はファイバ光増幅器355のコアを伝搬し、その際、例えば波長980nmの励起用レーザ光352により励起されたエルビウムイオンからエネルギーを受けて増幅される。この増幅されたパルスレーザ光370は、ファイバ光増幅器355から出射した後、光波長変換素子358により波長780nmの第2高調波であるパルスレーザ光380に変換され、最終的にこのパルスレーザ光380が、図2に示したような超音波探触子103から生体組織に照射される。   At the time of acquiring a photoacoustic image, in the light amplification type laser light source 302, the semiconductor laser 351 which is a seed light source is pulse-driven based on the trigger signal shown in FIG. 7, and pulse laser light having a wavelength of 1560 nm, for example, is emitted therefrom. 360 is input to the fiber optical amplifier 355. This pulse laser beam 360 propagates through the core of the fiber optical amplifier 355, and at that time, for example, the pulse laser beam 360 is amplified by receiving energy from erbium ions excited by the excitation laser beam 352 having a wavelength of 980 nm. The amplified pulsed laser beam 370 is emitted from the fiber optical amplifier 355, and then converted into a pulsed laser beam 380 that is a second harmonic of a wavelength of 780 nm by the optical wavelength conversion element 358. Finally, the pulsed laser beam 380 Is irradiated to the living tissue from the ultrasonic probe 103 as shown in FIG.

図9は、ファイバ光増幅器355に入力される前と後の光の波形を概略的に示すものであり、同図(1)に示す入力前のパルスレーザ光360に対して、ファイバ光増幅器355で増幅された後のパルスレーザ光370は、同図(2)に示す通りより高出力のものとなる。しかしここでファイバ光増幅器355においては、エルビウムイオンが発する自然放出光が光増幅器自身を通過する際に増幅され、この増幅された自然放出光が、同図(2)に390として示すようにパルスレーザ光370に重畳して出力される。この自然放出光390は1560nmを中心に広い波長範囲に亘るもので、時間的には連続して、つまりパルスレーザ光360が入力されていない期間も通して放出される。このような波長範囲に亘る自然放出光390が光波長変換素子358を通過した後、光音響画像化の過程で生体組織に照射されると、先に説明した通り光音響画像のノイズ増大、画質低下を招く。   FIG. 9 schematically shows the waveforms of light before and after being input to the fiber optical amplifier 355. The fiber optical amplifier 355 is compared with the pulse laser light 360 before input shown in FIG. The pulsed laser beam 370 after being amplified in (1) has a higher output as shown in FIG. However, here, in the fiber optical amplifier 355, the spontaneous emission light emitted by the erbium ions is amplified when passing through the optical amplifier itself, and this amplified spontaneous emission light is pulsed as indicated by 390 in FIG. The laser beam 370 is superimposed and output. The spontaneous emission light 390 extends over a wide wavelength range centering on 1560 nm, and is emitted continuously in time, that is, through a period in which the pulse laser beam 360 is not input. When the spontaneous emission light 390 over such a wavelength range passes through the light wavelength conversion element 358 and is irradiated to the living tissue in the process of photoacoustic imaging, the noise increase in the photoacoustic image and the image quality as described above. Incurs a decline.

この問題を防止するために、光波長変換素子358から出力されたパルスレーザ光380は、図7に示すスペクトルフィルタ350を通して生体組織に照射されるようになっている。このスペクトルフィルタ350は、一例として波長779.5nm〜780.5nmのパルスレーザ光380は良好に通過させる一方、それとは異なる波長域、すなわち1450nm以上1650nm以下の自然放出光はカットする特性を有するものである。つまりこのスペクトルフィルタ350は、帯域幅1nmの帯域通過フィルタとして機能する。   In order to prevent this problem, the pulsed laser light 380 output from the light wavelength conversion element 358 is irradiated to the living tissue through the spectral filter 350 shown in FIG. As an example, the spectral filter 350 has a characteristic of allowing pulsed laser light 380 having a wavelength of 779.5 nm to 780.5 nm to pass through satisfactorily while cutting spontaneous emission light having a different wavelength range, that is, 1450 nm to 1650 nm. It is. That is, the spectral filter 350 functions as a bandpass filter having a bandwidth of 1 nm.

上述の通りのスペクトルフィルタ350が設けられていることにより、本実施形態においても、本来照射すべき光の波長とは異なる波長の自然放出光が生体組織に照射されることがなくなるので、構築される光音響画像のノイズ増大、画質劣化を防止可能となる。   Since the spectral filter 350 as described above is provided, in this embodiment, the spontaneous emission light having a wavelength different from the wavelength of the light to be irradiated is not irradiated on the living tissue. Noise increase and image quality deterioration of the photoacoustic image can be prevented.

次に図10を参照して、本発明の第4の実施形態による光音響画像化装置400について説明する。この第4実施形態の光音響画像化装置400は、図5に示した第2実施形態の光音響画像化装置200と比べると基本的に、半導体レーザからなるレーザ光源102に代えて、図7および8に示したものと同様の光増幅型レーザ光源302が用いられている点が異なるものである。   Next, a photoacoustic imaging apparatus 400 according to a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Compared with the photoacoustic imaging apparatus 200 of the second embodiment shown in FIG. 5, the photoacoustic imaging apparatus 400 of the fourth embodiment is basically replaced with the laser light source 102 made of a semiconductor laser. The difference is that an optical amplification laser light source 302 similar to that shown in FIGS.

この光音響画像化装置400において用いられている時間フィルタ250は、図5の光音響画像化装置200における時間フィルタ250と基本的に同じものであって、その光通過/遮断特性は図6に示した通りである。光増幅型レーザ光源302から発せられた中心波長780nmのパルスレーザ光380は、この時間フィルタ250を通して生体組織に照射される。そのため、ファイバ光増幅器355から連続的に発せられる自然放出光390(図9参照)が、パルスレーザ光380の照射期間以外に生体組織に照射されることが防止され、それによりこの場合も、構築される光音響画像のノイズ増大、画質劣化を防止可能となる。   The time filter 250 used in the photoacoustic imager 400 is basically the same as the time filter 250 in the photoacoustic imager 200 of FIG. 5, and its light passing / blocking characteristics are shown in FIG. As shown. A pulse laser beam 380 having a center wavelength of 780 nm emitted from the optical amplification type laser light source 302 is irradiated to the living tissue through the time filter 250. Therefore, the spontaneous emission light 390 (see FIG. 9) continuously emitted from the fiber optical amplifier 355 is prevented from being applied to the living tissue outside the irradiation period of the pulsed laser light 380. It is possible to prevent noise increase and image quality deterioration of the photoacoustic image.

なお本実施形態においては、パルスレーザ光380の照射期間に、それと共に自然放出光390が生体組織に照射されることを阻止することは不可能である。したがって本実施形態のように構成する場合は、図7に示したスペクトルフィルタ350も併せて設置することがより好ましい。   In the present embodiment, it is impossible to prevent the living tissue from being irradiated with the spontaneous emission light 390 during the irradiation period of the pulsed laser light 380. Therefore, when configured as in the present embodiment, it is more preferable to install the spectral filter 350 shown in FIG.

本実施形態では、光増幅型レーザ光源302の種光源としての半導体レーザ351(図8参照)に、発振閾値未満の低電流が装置稼働時常時供給されることはないが、該半導体レーザ351の立ち上がり特性を良好にするために、上記低電流の供給を行うようにしてもよい。そのようにした場合は、半導体レーザ351のパルス駆動期間(これはパルスレーザ光380の照射期間となる)外に、半導体レーザ351から波長が1560nm近辺の自然放出光が発せられる。この自然放出光は図8に示したファイバ光増幅器355、光アイソレータ356を経て光波長変換素子358から出射するが、この自然放出光も時間フィルタ250によってカットされるので、該自然放出光が生体組織に照射されることが防止される。   In the present embodiment, the semiconductor laser 351 (see FIG. 8) as a seed light source of the optical amplification type laser light source 302 is not always supplied with a low current less than the oscillation threshold when the apparatus is in operation. In order to improve the rising characteristics, the low current may be supplied. In such a case, the spontaneous emission light having a wavelength of around 1560 nm is emitted from the semiconductor laser 351 outside the pulse driving period of the semiconductor laser 351 (this is the irradiation period of the pulsed laser light 380). This spontaneously emitted light is emitted from the optical wavelength conversion element 358 via the fiber optical amplifier 355 and the optical isolator 356 shown in FIG. 8, and since this spontaneously emitted light is also cut by the time filter 250, the spontaneously emitted light is The tissue is prevented from being irradiated.

ここで、本発明の光音響画像化装置に用いられ得るレーザ光源の別の例について説明する。光音響画像化装置は、人体の血管画像(静脈画像および動脈画像)を取得するために用いられることが多く、その場合は、静脈に良く吸収される例えば波長750nmのパルスレーザ光と、動脈に良く吸収される例えば波長800nmのパルスレーザ光とを、短い時間間隔を置いて交互に人体の血管部分に照射することが必要となる。図11および図13に示すレーザ光源は、そのような要求に応える構成を有するものである。   Here, another example of a laser light source that can be used in the photoacoustic imaging apparatus of the present invention will be described. The photoacoustic imaging apparatus is often used for acquiring blood vessel images (venous images and arterial images) of the human body. In this case, for example, pulse laser light having a wavelength of 750 nm that is well absorbed by the veins and arterial images For example, it is necessary to irradiate the blood vessel portion of the human body alternately with a pulsed laser beam having a wavelength of 800 nm that is well absorbed at short time intervals. The laser light source shown in FIGS. 11 and 13 has a configuration that meets such a requirement.

まず、図11に示すレーザ光源500について説明する。このレーザ光源500は、1つの発光部を有する光増幅型レーザ光源であり、1つの半導体光増幅器(SOA)501と、光の進行方向を一方向のみに設定するアイソレータ502と、タップカプラ503と、波長可変素子504と、上記アイソレータ502と同様のアイソレータ505と、時間フィルタ507と、以上の要素を光が循環するように結合してリング共振器を構成する光ファイバ等の導波手段506とから構成されている。   First, the laser light source 500 shown in FIG. 11 will be described. This laser light source 500 is an optical amplification type laser light source having one light emitting unit, and includes one semiconductor optical amplifier (SOA) 501, an isolator 502 that sets the traveling direction of light to only one direction, a tap coupler 503, A wavelength tunable element 504, an isolator 505 similar to the isolator 502, a time filter 507, and a waveguide means 506 such as an optical fiber that forms a ring resonator by coupling the above elements so that light circulates. It is composed of

半導体光増幅器501は、半導体レーザと殆ど同じ構造を有するが単独では共振器を備えないものであり、そこから出射した光は上記リング共振器により発振する。この半導体光増幅器501の波長帯域は750〜800nmである。そして該半導体光増幅器501には図12の(1)に示すようにパルス状に駆動電流が供給され、したがって、上述のようにして発振するレーザ光はパルスレーザ光となる。   The semiconductor optical amplifier 501 has almost the same structure as that of the semiconductor laser, but is not provided with a resonator alone, and light emitted therefrom is oscillated by the ring resonator. The wavelength band of this semiconductor optical amplifier 501 is 750 to 800 nm. The semiconductor optical amplifier 501 is supplied with a drive current in a pulse form as shown in (1) of FIG. 12. Therefore, the laser light oscillated as described above becomes a pulsed laser light.

一方、上記タップカプラ503は、入射した光を所定比率(例えば20%等)でリング共振器に戻し、残余は共振器から出力させるものである。   On the other hand, the tap coupler 503 returns incident light to the ring resonator at a predetermined ratio (for example, 20%), and outputs the remainder from the resonator.

また波長可変素子504は、一例として回折格子やファブリペロー可変フィルタ等からなるものであり、該素子504には図12の(2)に示すような波形の駆動電圧が印加される。波長可変素子504は、印加された駆動電圧の値に応じた波長の光を選択して通過させるもので、その駆動電圧と選択波長の関係はリニアなものとなっている。そこで、この波長可変素子504の選択波長が750nmとなる時点、および800nmとなる時点で半導体光増幅器501に駆動電流を供給すれば、タップカプラ503から波長750nmのパルスレーザ光、および波長800nmのパルスレーザ光が、互いに一定の時間間隔を置いて交互に出力されるようになる。   The wavelength tunable element 504 includes, for example, a diffraction grating, a Fabry-Perot tunable filter, and the like, and a drive voltage having a waveform as shown in FIG. The wavelength variable element 504 selectively transmits light having a wavelength corresponding to the value of the applied drive voltage, and the relationship between the drive voltage and the selected wavelength is linear. Therefore, if a drive current is supplied to the semiconductor optical amplifier 501 when the selected wavelength of the wavelength tunable element 504 reaches 750 nm and 800 nm, a pulse laser beam with a wavelength of 750 nm and a pulse with a wavelength of 800 nm are supplied from the tap coupler 503. Laser beams are alternately output at regular time intervals.

時間フィルタ507は、図5に示した時間フィルタ250と同様に、半導体光増幅器501に供給される駆動電流が発振閾値未満の値にある過渡期間は、そこを通過する光をカットする。このように動作する時間フィルタ507が設けられていることにより、本実施形態においても、本来照射すべき光の波長とは異なる波長の自然放出光が生体組織に照射されることがなくなるので、構築される画像の画質劣化を防止可能となる。   Similar to the time filter 250 shown in FIG. 5, the time filter 507 cuts light passing therethrough during a transient period in which the drive current supplied to the semiconductor optical amplifier 501 is less than the oscillation threshold. By providing the time filter 507 that operates in this way, in this embodiment as well, the spontaneous emission light having a wavelength different from the wavelength of the light that should be irradiated is not irradiated on the living tissue. It is possible to prevent image quality degradation of the image to be displayed.

この図5に示した構成においても、波長可変素子504の動作と連動して波長750nmのパルスレーザ光、および波長800nmのパルスレーザ光とは異なる波長の光をカットするスペクトルフィルタを導波手段506に介設すれば、本来照射すべき光の波長とは異なる波長の自然放出光が生体組織に照射されることを防止できる。   Also in the configuration shown in FIG. 5, the waveguide unit 506 includes a spectral filter that cuts light having a wavelength different from the pulse laser light having a wavelength of 750 nm and the pulse laser light having a wavelength of 800 nm in conjunction with the operation of the wavelength variable element 504. If it is interposed, it is possible to prevent the body tissue from being irradiated with spontaneously emitted light having a wavelength different from the wavelength of the light to be irradiated.

次に、本発明の光音響画像化装置に適用され得るレーザ光源の別の例を、図13を参照して説明する。この図13のレーザ光源600は、パルス駆動回路601と、このパルス駆動回路601によって駆動される2つの半導体レーザ602および603と、これらの半導体レーザ602および603から各々射出されたパルスレーザ光を合波する光カプラ604とを有している。なお、半導体レーザ602と光カプラ604とは例えば光ファイバ等の導波手段605によって接続され、半導体レーザ603と光カプラ604とは同様の導波手段606によって接続され、光カプラ604からは同じく光ファイバ等の導波手段607を介してパルスレーザ光が出力される。   Next, another example of a laser light source that can be applied to the photoacoustic imaging apparatus of the present invention will be described with reference to FIG. The laser light source 600 of FIG. 13 combines a pulse driving circuit 601, two semiconductor lasers 602 and 603 driven by the pulse driving circuit 601, and pulse laser beams emitted from these semiconductor lasers 602 and 603, respectively. And an optical coupler 604 for wave generation. The semiconductor laser 602 and the optical coupler 604 are connected by a waveguide unit 605 such as an optical fiber. The semiconductor laser 603 and the optical coupler 604 are connected by a similar waveguide unit 606. A pulsed laser beam is output through a waveguide means 607 such as a fiber.

そして半導体レーザ602と光カプラ604との間において導波手段605にはスペクトルフィルタ608が介設され、半導体レーザ603と光カプラ604との間において導波手段606にはスペクトルフィルタ609が介設されている。   A spectral filter 608 is interposed in the waveguide unit 605 between the semiconductor laser 602 and the optical coupler 604, and a spectral filter 609 is interposed in the waveguide unit 606 between the semiconductor laser 603 and the optical coupler 604. ing.

一方の半導体レーザ602の発振波長は一例として750nm、他方の半導体レーザ603の発振波長は一例として800nmである。そしてパルス駆動回路601はこれらの半導体レーザ602、603を、所定の時間間隔ΔTを置いて交互に駆動させる。そこで光カプラ604からは、波長750nmのパルスレーザ光と波長800nmのパルスレーザ光が時間間隔ΔTを置いて交互に出力されるようになる。   For example, the oscillation wavelength of one semiconductor laser 602 is 750 nm, and the oscillation wavelength of the other semiconductor laser 603 is 800 nm. The pulse driving circuit 601 alternately drives these semiconductor lasers 602 and 603 at a predetermined time interval ΔT. Therefore, the optical coupler 604 alternately outputs a pulse laser beam having a wavelength of 750 nm and a pulse laser beam having a wavelength of 800 nm with a time interval ΔT.

上記スペクトルフィルタ608は、波長750nmのパルスレーザ光は通過させる一方、それとは波長が異なる自然放出光はカットするものである。またスペクトルフィルタ609は、波長800nmのパルスレーザ光は通過させる一方、それとは波長が異なる自然放出光はカットするものである。このようなスペクトルフィルタ608、609が設けられていることにより、本実施形態においても、本来照射すべき光の波長とは異なる波長の自然放出光が生体組織に照射されることがなくなるので、構築される画像の画質劣化を防止可能となる。   The spectral filter 608 allows pulsed laser light having a wavelength of 750 nm to pass therethrough, while cutting spontaneously emitted light having a wavelength different from that. The spectral filter 609 allows pulsed laser light having a wavelength of 800 nm to pass through, but cuts spontaneously emitted light having a wavelength different from that. Since such spectral filters 608 and 609 are provided, in this embodiment, the spontaneous emission light having a wavelength different from the wavelength of the light to be originally irradiated is not irradiated on the living tissue. It is possible to prevent image quality degradation of the image to be displayed.

なお、スペクトルフィルタ608、609の代わりに、それぞれ時間フィルタを設けてもよい。また、そのような時間フィルタとスペクトルフィルタ608とを直列に配置し、あるいはそのような時間フィルタとスペクトルフィルタ609とを直列に配置して、自然放出光をより確実にカットするようにしてもよい。さらには、光カプラ604の後段に時間フィルタおよび/またはスペクトルフィルタを配置してもよい。   In place of the spectral filters 608 and 609, time filters may be provided. Further, such a time filter and the spectral filter 608 may be arranged in series, or such a time filter and the spectral filter 609 may be arranged in series so as to cut the spontaneous emission light more reliably. . Further, a time filter and / or a spectral filter may be arranged after the optical coupler 604.

100、200、300、400 光音響画像化装置
101 レーザドライバ
102 レーザ光源(半導体レーザ)
103 超音波探触子
104 領域選択部
105 光照射検出部
106 同期補正処理部
107 信号取込み部
108 素子データメモリ
109 画像構築部
110 画像メモリ
111 画像表示部
112 マルチプレクサ
131 プローブ素子
132 光照射部
133 光検出器
134 光ファイバ
150、608、609 スペクトルフィルタ
250、507 時間フィルタ
302 レーザ光源(光増幅型レーザ光源)
500 レーザ光源(光増幅型レーザ光源)
600 レーザ光源(半導体レーザ)
100, 200, 300, 400 Photoacoustic imaging apparatus 101 Laser driver 102 Laser light source (semiconductor laser)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 103 Ultrasonic probe 104 Area | region selection part 105 Light irradiation detection part 106 Synchronization correction process part 107 Signal acquisition part 108 Element data memory 109 Image construction part 110 Image memory 111 Image display part 112 Multiplexer 131 Probe element 132 Light irradiation part 133 Light Detector 134 Optical fiber 150, 608, 609 Spectral filter 250, 507 Time filter 302 Laser light source (light amplification type laser light source)
500 Laser light source (optical amplification type laser light source)
600 Laser light source (semiconductor laser)

Claims (8)

被検体にパルス光を照射するパルス光源として半導体レーザまたは、半導体レーザを種光源とする光増幅型レーザ光源が用いられた光音響画像化装置において、
前記パルス光源と被検体との間の位置に、該パルス光源が発するレーザ光を通過させる一方、該レーザ光とは波長が異なる自然放出光をカットするスペクトルフィルタが配設されたことを特徴とする光音響画像化装置。
In a photoacoustic imaging apparatus in which a semiconductor laser or a light amplification type laser light source using a semiconductor laser as a seed light source is used as a pulse light source for irradiating a subject with pulsed light,
A spectral filter is provided at a position between the pulsed light source and the subject to cut the spontaneously emitted light having a wavelength different from that of the laser light while passing the laser light emitted from the pulsed light source. A photoacoustic imaging device.
前記パルス光源がリング共振器を有するものであり、このリング共振器内に前記スペクトルフィルタが配設されたことを特徴とする請求項1記載の光音響画像化装置。   2. The photoacoustic imaging apparatus according to claim 1, wherein the pulse light source has a ring resonator, and the spectral filter is disposed in the ring resonator. 前記パルス光源として、互いに波長が異なるレーザ光を発する複数のパルス光源が設けられ、それらのパルス光源の各々に対応させて前記スペクトルフィルタが配設されたことを特徴とする請求項1記載の光音響画像化装置。   2. The light according to claim 1, wherein a plurality of pulse light sources that emit laser beams having different wavelengths are provided as the pulse light source, and the spectral filter is disposed corresponding to each of the pulse light sources. Acoustic imaging device. 被検体にパルス光を照射するパルス光源として半導体レーザまたは、半導体レーザを種光源とする光増幅型レーザ光源が用いられた光音響画像化装置において、
前記パルス光源と被検体との間の位置に、前記半導体レーザにその発振閾値未満の電流が供給される期間は、該パルス光源からの光をカットする時間フィルタが配設されたことを特徴とする光音響画像化装置。
In a photoacoustic imaging apparatus in which a semiconductor laser or a light amplification type laser light source using a semiconductor laser as a seed light source is used as a pulse light source for irradiating a subject with pulsed light,
A time filter for cutting light from the pulsed light source is disposed at a position between the pulsed light source and a subject during a period in which a current less than an oscillation threshold is supplied to the semiconductor laser. A photoacoustic imaging device.
前記パルス光源がリング共振器を有するものであり、このリング共振器内に前記時間フィルタが配設されたことを特徴とする請求項4記載の光音響画像化装置。   5. The photoacoustic imaging apparatus according to claim 4, wherein the pulse light source has a ring resonator, and the time filter is disposed in the ring resonator. 前記パルス光源として、互いに波長が異なるレーザ光を発する複数のパルス光源が設けられ、それらのパルス光源の各々に対応させて前記時間フィルタが配設されたことを特徴とする請求項4記載の光音響画像化装置。   5. The light according to claim 4, wherein a plurality of pulse light sources that emit laser beams having different wavelengths are provided as the pulse light sources, and the time filter is disposed corresponding to each of the pulse light sources. Acoustic imaging device. 前記パルス光源と被検体との間の位置に、該パルス光源が発するレーザ光を通過させる一方、該レーザ光とは波長が異なる自然放出光をカットするスペクトルフィルタがさらに配設されたことを特徴とする請求項4から6いずれか1項記載の光音響画像化装置。   A spectral filter is further disposed at a position between the pulse light source and the subject to cut the spontaneous emission light having a wavelength different from that of the laser light while passing the laser light emitted from the pulse light source. The photoacoustic imager according to any one of claims 4 to 6. 装置稼働時、前記半導体レーザにその発振閾値未満の低電流を常時供給する構成を有することを特徴とする請求項1から7いずれか1項記載の光音響画像化装置。   8. The photoacoustic imaging apparatus according to claim 1, wherein the apparatus is configured to always supply a low current less than an oscillation threshold value to the semiconductor laser when the apparatus is in operation.
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014079485A (en) * 2012-10-18 2014-05-08 Canon Inc Subject information acquisition device and control method for subject information acquisition device
KR101620458B1 (en) 2014-07-04 2016-05-24 포항공과대학교 산학협력단 Photo-acoustic image device and oxygen saturation measurement method
CN105640494A (en) * 2014-11-28 2016-06-08 佳能株式会社 Photoacoustic apparatus, subject-information acquisition method, and program
CN105640499A (en) * 2014-11-28 2016-06-08 佳能株式会社 Photoacoustic apparatus
US9746416B2 (en) 2013-11-29 2017-08-29 Prexion Corporation Photoacoustic imaging apparatus
JP2019121729A (en) * 2018-01-10 2019-07-22 富士フイルム株式会社 Laser light source unit and photoacoustic device

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4234393B2 (en) * 2002-10-31 2009-03-04 株式会社東芝 Biological information measuring device
US20060045445A1 (en) * 2004-09-01 2006-03-02 Fujitsu Limited Optical switch and optical waveform monitoring device utilizing optical switch
EP2011204A1 (en) * 2006-04-18 2009-01-07 Pyrophotonics Lasers Inc. Method and system for tunable pulsed laser source
JP4753849B2 (en) * 2006-11-30 2011-08-24 富士通株式会社 Optical switch and optical waveform monitoring device
JP4734354B2 (en) * 2008-02-13 2011-07-27 株式会社東芝 Biological information measuring device
JP2010167433A (en) * 2009-01-21 2010-08-05 Omron Corp Laser beam applying device and laser beam machining apparatus
JP5338334B2 (en) * 2009-01-21 2013-11-13 オムロン株式会社 Laser light source device and laser processing device

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014079485A (en) * 2012-10-18 2014-05-08 Canon Inc Subject information acquisition device and control method for subject information acquisition device
US9746416B2 (en) 2013-11-29 2017-08-29 Prexion Corporation Photoacoustic imaging apparatus
KR101620458B1 (en) 2014-07-04 2016-05-24 포항공과대학교 산학협력단 Photo-acoustic image device and oxygen saturation measurement method
CN105640494A (en) * 2014-11-28 2016-06-08 佳能株式会社 Photoacoustic apparatus, subject-information acquisition method, and program
CN105640499A (en) * 2014-11-28 2016-06-08 佳能株式会社 Photoacoustic apparatus
CN105640499B (en) * 2014-11-28 2018-09-11 佳能株式会社 Photo-acoustic device
CN105640494B (en) * 2014-11-28 2019-05-10 佳能株式会社 Photo-acoustic device, subject information acquisition method and program
JP2019121729A (en) * 2018-01-10 2019-07-22 富士フイルム株式会社 Laser light source unit and photoacoustic device

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