JP6619963B2 - Photoacoustic imaging device - Google Patents
Photoacoustic imaging device Download PDFInfo
- Publication number
- JP6619963B2 JP6619963B2 JP2015157041A JP2015157041A JP6619963B2 JP 6619963 B2 JP6619963 B2 JP 6619963B2 JP 2015157041 A JP2015157041 A JP 2015157041A JP 2015157041 A JP2015157041 A JP 2015157041A JP 6619963 B2 JP6619963 B2 JP 6619963B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light source
- light
- source unit
- detection
- unit
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
- A61B8/13—Tomography
Description
この発明は、光音響画像化装置に関し、特に、光源部を備えた光音響画像化装置に関する。 The present invention relates to a photoacoustic imaging apparatus, and more particularly to a photoacoustic imaging apparatus including a light source unit.
従来、光源部を備えた光音響画像化装置が知られている(たとえば、特許文献1参照)。 Conventionally, a photoacoustic imaging apparatus provided with a light source unit is known (see, for example, Patent Document 1).
上記特許文献1には、光ファイバにより導光されるレーザ光源部と、被検体の検出対象物からの音響波を検出する検出部とを備えた光音響画像化装置が開示されている。光音響画像化装置は、レーザ光源部からの光を検出部の中心直下の浅い検出対象物に照射するために、レーザ光源部および検出部の検出方向側(検出対象の被検体側)に配置される導光板をさらに備える。 Patent Document 1 discloses a photoacoustic imaging apparatus including a laser light source unit guided by an optical fiber and a detection unit that detects an acoustic wave from a detection target of a subject. The photoacoustic imaging apparatus is arranged on the detection direction side (the subject side of the detection target) of the laser light source unit and the detection unit in order to irradiate the light from the laser light source unit to the shallow detection target immediately below the center of the detection unit. The light guide plate is further provided.
しかしながら、上記特許文献1の光音響画像化装置では、検出部の中心直下の浅い検出対象物に光を照射するために導光板を設ける必要があるので、装置構成が複雑化しているという問題点がある。 However, in the photoacoustic imaging apparatus of Patent Document 1, it is necessary to provide a light guide plate in order to irradiate light to a shallow detection object just below the center of the detection unit, and thus the configuration of the apparatus is complicated. There is.
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の1つの目的は、導光板を設けることなく簡易な装置構成により検出部の中心直下の浅い位置に光を照射することが可能な光音響画像化装置を提供することである。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and one object of the present invention is to provide light at a shallow position directly below the center of the detection unit with a simple device configuration without providing a light guide plate. It is to provide a photoacoustic imaging apparatus capable of irradiation.
上記目的を達成するために、この発明の一の局面による光音響画像化装置は、光源部と、光源部と並んで配置され、音響波を検出する検出部とを備え、光源部は、最大強度の50%以上の強度の光を検出部の中心直下の検出対象物の表面近傍の領域に照射するように配置されている。 In order to achieve the above object, a photoacoustic imaging apparatus according to one aspect of the present invention includes a light source unit and a detection unit that is arranged side by side with the light source unit and detects an acoustic wave. It arrange | positions so that the area | region of the surface vicinity of the detection target object right under the center of a detection part may be irradiated with the light of 50% or more of intensity | strength.
この発明の一の局面による光音響画像化装置では、上記のように、光源部を、検出部と並ぶように配置するとともに、最大強度の50%以上の強度の光を検出部の中心直下の検出対象物Qの表面近傍の領域に照射するように配置する。これにより、比較的配向角が広い発光ダイオード素子などの光半導体素子光源により光を照射した場合には、光源部と検出部と並ぶように近接して配置して、導光板を介することなく、最大強度の50%以上の強度の光を検出部の中心直下の検出対象物Qの表面近傍の領域に照射することができるようになる。その結果、導光板を設けることなく簡易な装置構成により検出部の中心直下の浅い位置に光を照射することができる。 In the photoacoustic imaging apparatus according to one aspect of the present invention, as described above, the light source unit is arranged so as to be aligned with the detection unit, and light having an intensity of 50% or more of the maximum intensity is directly below the center of the detection unit. It arrange | positions so that the area | region of the surface vicinity of the detection target object Q may be irradiated. Thereby, when irradiating light by an optical semiconductor element light source such as a light emitting diode element having a relatively wide orientation angle, the light source part and the detection part are arranged close to each other without going through the light guide plate, Light having an intensity of 50% or more of the maximum intensity can be applied to the area near the surface of the detection object Q immediately below the center of the detection unit. As a result, it is possible to irradiate light at a shallow position directly below the center of the detection unit with a simple device configuration without providing a light guide plate.
上記一の局面による光音響画像化装置において、好ましくは、光源部および検出部は、それぞれ、光源部と検出部とが並ぶ横方向に延びる同一の平面上に配置され、光源部から光を出射する光出射面と上記平面とのなす角度をα、光源部から最大強度の光が出射される第1方向と、光源部から最大強度の50%の強度の光が出射される第2方向とのなす角度をβ、横方向における、検出部の中心直下から光源部の検出部側の端部までの距離をX、光源部の光出射面の幅をLとすると、光源部は、被検体への光の照射深度を示す以下の式を満たす位置に配置されている。
{X/(tan(α+β))}−L×sinα≦10.0(mm)
このように構成すれば、上式を満たすように検出部に対して光源部を配置することにより、検出部の中心直下で10.0mm以下の照射深度となる位置に光源部を容易に配置することができる。
In the photoacoustic imaging apparatus according to the above aspect, the light source unit and the detection unit are preferably arranged on the same plane extending in the lateral direction in which the light source unit and the detection unit are arranged, and emit light from the light source unit. An angle formed between the light emitting surface to be formed and the plane is α, a first direction in which light having the maximum intensity is emitted from the light source unit, and a second direction in which light having 50% of the maximum intensity is emitted from the light source unit. , X is the distance from the position immediately below the center of the detection unit to the end on the detection unit side of the light source unit in the horizontal direction, and L is the width of the light emission surface of the light source unit. It arrange | positions in the position which satisfy | fills the following formula | equation which shows the irradiation depth of the light to.
{X / (tan (α + β))} − L × sin α ≦ 10.0 (mm)
If comprised in this way, a light source part will be easily arrange | positioned in the position used as the irradiation depth of 10.0 mm or less just under the center of a detection part by arrange | positioning a light source part with respect to a detection part so that the above Formula may be satisfy | filled. be able to.
上記一の局面による光音響画像化装置において、好ましくは、光源部は、光半導体素子光源を複数含み、複数の光半導体素子光源は、平面視において、列状に配列されている。このように構成すれば、導光板により光を拡散させなければならず、光量が安定しにくい光ファイバを用いる場合と比較して、本発明によれば広い列状の配列方向に沿った範囲から安定した強度の光を検出部の中心直下に照射することができる。 In the photoacoustic imaging apparatus according to the above aspect, the light source unit preferably includes a plurality of optical semiconductor element light sources, and the plurality of optical semiconductor element light sources are arranged in a row in a plan view. If comprised in this way, light must be diffused with a light-guide plate, and compared with the case where the optical fiber which is hard to stabilize light quantity is used, according to this invention, from the range along the array direction of a wide row | line | column form It is possible to irradiate light having a stable intensity directly below the center of the detection unit.
上記一の局面による光音響画像化装置において、好ましくは、検出部は、音響波を検出部に収束可能な音響レンズを含み、音響レンズは、光源部からの光を反射し、音響波を透過する反射部を含んでいる。このように構成すれば、光源部からの光を反射部により反射することができるので、音響レンズに光が吸収されて、音響レンズから光音響波が発生することに起因するアーチファクトを抑制することができる。特に、光源部を検出部に近接させた場合には、音響レンズに照射される光の量が多くなるため、音響レンズから光音響波が発生することに起因するアーチファクトを効果的に抑制することができる。 In the photoacoustic imaging apparatus according to the above aspect, preferably, the detection unit includes an acoustic lens capable of converging the acoustic wave on the detection unit, and the acoustic lens reflects light from the light source unit and transmits the acoustic wave. It includes a reflective part. If comprised in this way, since the light from a light source part can be reflected by a reflection part, light will be absorbed by an acoustic lens and the artifact resulting from a photoacoustic wave being generated from an acoustic lens will be suppressed. Can do. In particular, when the light source unit is brought close to the detection unit, the amount of light applied to the acoustic lens increases, so that artifacts caused by the generation of photoacoustic waves from the acoustic lens are effectively suppressed. Can do.
上記一の局面による光音響画像化装置において、好ましくは、検出部が設けられるプローブ本体と、光源部が設けられる光源ユニットとをさらに備え、光源ユニットは、プローブ本体の外側面に脱着可能に取り付けられている。このように構成すれば、光半導体素子光源を含む光源ユニットがプローブ本体に脱着可能に取り付けられるので、検出部に対する光源部の位置調整を容易に行うことができる。 The photoacoustic imaging apparatus according to the above aspect preferably further includes a probe main body provided with a detection unit and a light source unit provided with a light source unit, and the light source unit is detachably attached to the outer surface of the probe main body. It has been. If comprised in this way, since the light source unit containing an optical semiconductor element light source is attached to a probe main body so that attachment or detachment is possible, position adjustment of the light source part with respect to a detection part can be performed easily.
上記一の局面による光音響画像化装置において、好ましくは、光源部は、発光ダイオード素子(LED素子)、半導体レーザ素子および有機発光ダイオード素子のうちのいずれかの光半導体素子光源を含む。このように構成すれば、発光ダイオード素子、半導体レーザ素子および有機発光ダイオード素子は、比較的簡易な駆動機構によりパルス発光させることが可能な光源であるため、光源部が大型化するのを抑制することができる。その結果、装置が大型化するのを抑制することができる。 In the photoacoustic imaging apparatus according to the above aspect, the light source section preferably includes a light semiconductor element light source of any one of a light emitting diode element (LED element), a semiconductor laser element, and an organic light emitting diode element. If comprised in this way, since a light emitting diode element, a semiconductor laser element, and an organic light emitting diode element are light sources which can carry out pulse light emission with a comparatively simple drive mechanism, it suppresses that a light source part enlarges. be able to. As a result, it is possible to suppress the apparatus from becoming large.
上記一の局面による光音響画像化装置において、好ましくは、光源部は、光ファイバーを用いて導光するレーザ光源を含む。このように構成すれば、光ファイバーによって、比較的強度の強い光を導光して照射することができる。また、レーザ光源の向きを調整することにより、検出部の中心直下の浅い位置に光を容易に照射することができる。 In the photoacoustic imaging apparatus according to the above aspect, the light source unit preferably includes a laser light source that guides light using an optical fiber. If comprised in this way, light with comparatively strong intensity | strength can be light-guided and irradiated with an optical fiber. Further, by adjusting the direction of the laser light source, it is possible to easily irradiate light at a shallow position directly below the center of the detection unit.
本発明によれば、上記のように、導光板を設けることなく簡易な装置構成により検出部の中心直下の浅い位置に光を照射することが可能な光音響画像化装置を提供することができる。 According to the present invention, as described above, it is possible to provide a photoacoustic imaging apparatus capable of irradiating light at a shallow position directly below the center of the detection unit with a simple apparatus configuration without providing a light guide plate. .
以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。 DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the invention will be described with reference to the drawings.
[第1実施形態]
(光音響画像化装置の構成)
まず、図1〜図5を参照して、本発明の第1実施形態による光音響画像化装置100の構成について説明する。
[First Embodiment]
(Configuration of photoacoustic imaging device)
First, the configuration of the
本発明の第1実施形態による光音響画像化装置100は、図1および図2に示すように、一対の光源ユニット1と、プローブ2と、装置本体3とを備えている。この光音響画像化装置100は、検出対象物Qから検出された音響波AWに基づいて、検出対象物Qを画像化するように構成されている。また、装置本体3と一対の光源ユニット1とは、配線91aおよび91bを介して接続されている。また、装置本体3とプローブ2とは、配線92を介して接続されている。装置本体3は、これら配線91a、91bおよび92を介して、一対の光源ユニット1およびプローブ2に電力や制御信号などを出力可能に構成されている。また、一対の光源ユニット1は、それぞれ、光源部10を含んでいる。また、プローブ2は、検出部20を含んでいる。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
光音響画像化装置100は、光源部10(後述する光半導体素子光源10a)から人体Pに向けて光を照射するように構成されている。また、光音響画像化装置100は、光が照射されたことによって人体P内の検出対象物Qから発生された音響波AWを、プローブ2において検出するように構成されている。なお、人体Pは、特許請求の範囲の「被検体」の一例である。
The
ここで、第1実施形態では、光源部10(後述する光半導体素子光源10a)は、最大強度(出射される光の中で最も強い強度)の50%の強度の光を検出部20の中心直下の検出対象物Qの表面近傍の領域(たとえば、真皮領域)に照射するように構成されている。詳細については後述する。なお真皮とは、人間の皮膚を構成する1つの要素である。この真皮は、皮膚の最も外側に配置される表皮の内側に配置され、多くの毛細血管を含んでいる。また、光源部10は、真皮領域に照射する光により、たとえば、皮膚に形成される検出対象物Qとしてのメラノーマを検出することが可能なように構成されている。
Here, in the first embodiment, the light source unit 10 (an optical semiconductor
なお、以下の説明において、図3に示すように、プローブ2から画像化の対象となる検出対象物Q(図2参照)に向かう方向を検出方向(A1方向)とする。また、図4に示すように、プローブ2および光源ユニット1は、検出方向(A1方向)に直交する所定方向(奥行き方向(B方向)とする)に延びる細長形状を有している。また、検出部20と光源部10(後述する光半導体素子光源10a)とは、検出方向(A1方向)および奥行き方向(B方向)に直交する所定方向(横方向(C方向)とする)に並んで配置されている。なお、説明の便宜上、図3では、人体P(検出対象物Q)の図示を省略している。
In the following description, as shown in FIG. 3, the direction from the probe 2 toward the detection target Q (see FIG. 2) to be imaged is a detection direction (A1 direction). As shown in FIG. 4, the probe 2 and the light source unit 1 have an elongated shape extending in a predetermined direction (referred to as a depth direction (B direction)) orthogonal to the detection direction (A1 direction). The
一対の光源ユニット1は、それぞれ、プローブ2(後述するプローブ本体21)の外側面21aに脱着可能に取り付けられている。また、一対の光源ユニット1は、C方向にプローブ2を挟むようにプローブ2の両側に取り付けられている。
Each of the pair of light source units 1 is detachably attached to an
光源ユニット1は、光源部10と、光源本体11とを含んでいる。
The light source unit 1 includes a
光源本体11は、アタッチメント部材(図示せず)を介してプローブ2に固定的に取り付け可能なように構成されている。また、光源本体11の検出方向(A1方向)の端部近傍には、光源部10の後述する光源基板10bが設置されている。また、光源本体11の内部には、光源部10を駆動させる駆動回路(図示せず)などが収納されている。
The
光源部10は、人体Pに向けて画像化のための光を照射するように構成されている。また、光源部10は、光半導体素子光源10aと、光源基板10bと有している。この光半導体素子光源10aは、封止樹脂により封止されている。また、封止樹脂の検出方向側(A1方向側)の端面は、光出射面10cを構成している。
The
光半導体素子光源10aは、人体Pの画像化に適した赤外領域の所定波長の光(たとえば、約700nm〜約1000nmに中心波長を有する光)を発生するように構成されている。このような光半導体素子光源10aとしては、たとえば、発光ダイオード素子(LED素子)、半導体レーザ素子、または、有機発光ダイオード素子を用いることが可能である。なお、発光ダイオード(LED)の配向特性を図5に示す。発光ダイオードは、配向角が0度(光の出射方向前方)の位置で最も相対強度が大きくなり、配向角が大きく(小さく)なるにつれて、徐々に相対強度が小さくなるように構成されている。
The optical semiconductor element
光半導体素子光源10aは、一例として、120度の配向角を有している。配向角とは、最大強度の50%以上の光を出射可能な角度範囲のことである。要するに、配向角とは、いわゆる1/2ビーム角のことである。
For example, the optical semiconductor element
最大強度(100%)の光が出射されるのは、光半導体素子光源10aの中心直下の方向である。以下では、最大強度(100%)の光が出射される方向を第1方向とする。また、最大強度の50%の光が出射される方向を第2方向とする。また、配向角は、120度(一例)であるため、第1方向と第2方向とがなす角度は、配向角の半分の60度となる。
The light having the maximum intensity (100%) is emitted in the direction immediately below the center of the optical semiconductor element
光半導体素子光源10aは、図4に示すように、複数設けられている。また、光半導体素子光源10aは、平面視において(A1方向側から見て)、光源基板10b上に、列状に配列されている。具体的は、光半導体素子光源10aは、平面視において、検出部20と光源部10とが並ぶ横方向(C方向)に3列、奥行き方向(B方向)に14列となるように光源基板10b上に配列(実装)されている。
As shown in FIG. 4, a plurality of optical semiconductor element
プローブ2は、図2に示すように、検出部20と、プローブ本体21とを含んでいる。
As shown in FIG. 2, the probe 2 includes a
プローブ本体21は、使用時にユーザに把持される筺体部分であり、アタッチメント部材(図示せず)を介して光源ユニット1(光源部10)が固定的に取り付けられるように構成されている。また、プローブ本体21の検出方向(A1方向)の端部には、検出部20が設置されている。
The probe
検出部20は、検出対象物Qから発生する音響波AWを検出するように構成されている。また、検出部20は、検出した音響波AWの検出信号を、配線92を介して装置本体3(後述する制御部30)に出力するように構成されている。また、検出部20は、超音波振動子20aと、音響レンズ20bとを有している。
The
超音波振動子20aは、音響レンズ20bに対して検出方向(A1方向)の逆方向側に配置されている。また、超音波振動子20aは、図4に示すように、複数設けられている。また、超音波振動子20aは、音響レンズ20bに当接した状態で奥行き方向(B方向)に並ぶ列状に配列されている。また、超音波振動子20aは、検出対象物Qから発生した音響波AWを受信して、振動することにより、音響波AWを検出するように構成されている。
The
音響レンズ20bは、図3に示すように、検出方向(A1方向)に突出するように湾曲した弓なり形状を有している。この形状により、音響レンズ20bは、検出対象物Qからの音響波AWを、超音波振動子20aに集束可能なように構成されている。また、音響レンズ20bは、光半導体素子光源10aからの光を反射し、音響波AWを透過する反射層20cを含んでいる。反射層20cは、音響レンズ20bの検出方向(A1方向)側表面に設けられ、検出方向(A1方向)側から超音波振動子20aを覆っている。この反射層20cは、アルミニウム、金、または、銀などの金属がコーティングされることにより形成されている。また、音響レンズ20bの反射層20cの内側の部分は、シリコン樹脂などを含有する材料から形成されている。なお、反射層20cは、特許請求の範囲の「反射部」の一例である。
As shown in FIG. 3, the
図3に示すように、検出部20および光源部10の光半導体素子光源10aから光を照射する側(A1方向側)の端部は、それぞれ、検出部20と光半導体素子光源10aとが並ぶ横方向(C方向)に延びる同一の平面F上に配置されている。要するに、検出部20の頂点N1、および、光源部10の光出射面10cは、それぞれ、平面F上に配置されている。
As shown in FIG. 3, the
装置本体3は、図2に示すように、制御部30と、表示部31とを含んでいる。
The apparatus body 3 includes a
制御部30は、光半導体素子光源10aからの光の出射を制御するように構成されている。また、制御部30は、検出部20から出力された検出信号に基づいて、検出対象物Qの光音響波画像を生成するように構成されている。
The
表示部31は、一般的な液晶方式などの画面により構成されている。また、表示部31は、この画面に、制御部30により生成された光音響波画像を表示するように構成されている。
The
(検出部に対する光源部の配置)
次に、図3を参照して、検出部20に対する光源部10の配置について説明する。
(Arrangement of light source part with respect to detection part)
Next, the arrangement of the
まず、平面Fと、光半導体素子光源10aから光を出射する光出射面10cとのなす角度をαとする。なお、第1実施形態では、平面Fと光出射面10cとは、同一平面上にあるため、αは0度である。このため、図3には、αを図示していない(αについては、第2実施形態の図6を参照)。また、第1方向と、第2方向とのなす角度をβ(配向角の半分の60度)とする。また、横方向(C方向)における、検出部20の中心(検出部20を通る一点鎖線で示す)直下から光源部10(光出射面10c)の検出部20側の端部(点N2)までの距離をXとする。また、光源部10の光出射面10cの幅をLとする。
First, an angle formed by the plane F and the
光源部10は、人体Pへの光の照射深度を示す以下の式(1)を満たす位置に配置されている。
The
{X/(tan(α+β))}−L×sinα≦10.0(mm)・・・(1) {X / (tan (α + β))} − L × sin α ≦ 10.0 (mm) (1)
上式(1)の{X/(tan(α+β))}は、光源部10(光出射面10c)の検出部20側の端部(点N2)と、最大強度の50%の強度の光が照射される検出部20の中心直下の最も浅い位置(点N3)との検出方向(A1方向)における距離(Y)を示している。また、L×sinαは、光源部10(光出射面10c)の検出部20側の端部(点N2)と、平面Fとの検出方向(A1方向)における距離(第1実施形態では、L×sinα=0になる)を示している。
{X / (tan (α + β))} in the above expression (1) is the light source 10 (
したがって、光源部10は、X≒6.93以下となる位置に配置されている。これにより、光音響画像化装置100は、検出部20の中心直下10.0(mm)よりも浅い深度(Yにより示す)の検出対象物Qの表面近傍の領域にある検出対象物Qに光を照射することが可能なように構成されている。なお、より好ましくは、光音響画像化装置100は、検出部20の中心直下4.0(mm)よりも浅い深度(Yにより示す)の検出対象物Qの表面近傍の領域にある検出対象物Qに光を照射することが可能なように構成されるのが好ましい。
Therefore, the
(第1実施形態の効果)
第1実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
(Effect of 1st Embodiment)
In the first embodiment, the following effects can be obtained.
第1実施形態では、上記のように、光源部10(光半導体素子光源10a)を、検出部20と並ぶように配置するとともに、最大強度の50%以上の強度の光を検出部20の中心直下の検出対象物の表面近傍の領域に照射するように配置する。これにより、比較的配向角が広い発光ダイオード素子などの光半導体素子光源10aにより光が照射されるので、光半導体素子光源10aを検出部20と並ぶように近接して配置した場合に、導光板を介することなく、最大強度の50%以上の強度の光を検出部20の中心直下の検出対象物の表面近傍の領域に照射することができるようになる。その結果、導光板を設けることなく簡易な装置構成により検出部20の中心直下の浅い位置に光を照射することができる。
In the first embodiment, as described above, the light source unit 10 (optical semiconductor element
また、第1実施形態では、上記のように、光源部10および検出部20を、それぞれ光半導体素子光源10a(光源部10)と検出部20とが並ぶ横方向に延びる同一の平面上に配置し、光半導体素子光源10a(光源部10)から光を出射する光出射面10cと平面とのなす角度をα、光半導体素子光源10a(光源部10)から最大強度の光が出射される第1方向と、光半導体素子光源10a(光源部10)から最大強度の50%の強度の光が出射される第2方向とのなす角度をβ、横方向における、検出部20の中心直下から光源部10の検出部20側の端部までの距離をX、光源部10の光出射面10cの幅をLとし、光源部10を、人体Pへの光の照射深度を示す以下の式を満たす位置に配置する。
{X/(tan(α+β))}−L×sinα≦10.0(mm)
これにより、上式を満たすように検出部20に対して光源部10を配置することにより、検出部の中心直下で10.0mm以下の照射深度となる位置に光源部10を容易に配置することができる。
In the first embodiment, as described above, the
{X / (tan (α + β))} − L × sin α ≦ 10.0 (mm)
Thereby, by arranging the
また、第1実施形態では、上記のように、光源部10に、光半導体素子光源10aを複数設け、複数の光半導体素子光源10aを、平面視において、列状に配列する。これにより、導光板により光を拡散させなければならず、光量が安定しにくい光ファイバを用いる場合と比較して、本発明によれば列状の配列方向に沿った広い範囲から安定した強度の光を検出部20の中心直下に照射することができる。
In the first embodiment, as described above, the
また、第1実施形態では、上記のように、検出部20に、音響波を検出部20に収束可能な音響レンズ20bを設け、音響レンズ20bに、光半導体素子光源10a(光源部10)からの光を反射し、音響波を透過する反射部を設ける。これにより、光半導体素子光源10aからの光を反射部により反射することができるので、音響レンズ20bに光が吸収されて、音響レンズ20bから光音響波が発生することに起因するアーチファクトを抑制することができる。特に、光半導体素子光源10aを検出部20に近接させた場合には、音響レンズ20bに照射される光の量が多くなるため、音響レンズ20bから光音響波が発生することに起因するアーチファクトを効果的に抑制することができる。
Moreover, in 1st Embodiment, as mentioned above, the
また、第1実施形態では、上記のように、検出部20が設けられるプローブ本体21と、光源部10が設けられる光源ユニット1とをさらに設け、光源ユニット1を、プローブ本体21の外側面21aに脱着可能に取り付ける。これにより、光半導体素子光源10aを含む光源ユニット1がプローブ本体21に脱着可能に取り付けられるので、検出部20に対する光源部10の位置調整を容易に行うことができる。
In the first embodiment, as described above, the probe
また、第1実施形態では、上記のように、光源部10の光半導体素子光源10aを、発光ダイオード素子、半導体レーザ素子および有機発光ダイオード素子のうちのいずれかの素子とする。これにより、発光ダイオード素子、半導体レーザ素子および有機発光ダイオード素子は、比較的簡易な駆動機構によりパルス発光させることが可能な光源であるため、光源部10が大型化するのを抑制することができる。その結果、装置が大型化するのを抑制することができる。
In the first embodiment, as described above, the optical semiconductor element
(第2実施形態)
次に、図1および図6を参照して、第2実施形態について説明する。この第2実施形態では、光出射面10c(光源部10)を平面Fと同一平面上に配置した上記第1実施形態と異なり、光出射面210c(光源部210)を平面Fに対して傾斜させた例をについて説明する。なお、上記第1実施形態と同様の構成は、第1実施形態と同じ符号を付して図示するとともに説明を省略する。また、説明の便宜上、図6では、人体P(検出対象物Q)の図示を省略している。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 6. In the second embodiment, unlike the first embodiment in which the
図6に示すように、第2実施形態による光音響画像化装置200(図1参照)の光源ユニット201では、光源部210の光出射面210cは、光源部210からの光が検出部20側に向かうように、平面Fに対して角度αだけ傾斜している。
As shown in FIG. 6, in the
光源部210の光半導体素子光源10aから光を照射する側(A1方向側)の端部は、平面F上に配置されている。要するに、光出射面210cの検出部20から離間した側の端部(点O)は、平面F上に配置されている。
The end of the
光源部210は、人体Pへの光の照射深度を示す上式(1)を満たす位置に配置されている。
The
なお、上式(1)における、{X/(tan(α+β))}は、線分N2−N4を示している。また、上式(1)における、L×sinαは、線分N2−N5を示している。 In the above formula (1), {X / (tan (α + β))} indicates a line segment N2-N4. Further, L × sin α in the above formula (1) indicates a line segment N2-N5.
一例として、α=5.0度、L=10mmである場合について説明する。この場合、光源部210は、X=(4−sin(5°))×tan(65°)≒8.39以下となる位置に配置されている。
As an example, a case where α = 5.0 degrees and L = 10 mm will be described. In this case, the
(第2実施形態の効果)
第2実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
(Effect of 2nd Embodiment)
In the second embodiment, the following effects can be obtained.
第2実施形態では、上記のように、光源部210を、検出部20と並ぶように配置するとともに、最大強度の50%以上の強度の光を検出部20の中心直下の検出対象物の表面近傍の領域に照射するように配置する。これにより、導光板を設けることなく簡易な装置構成により検出部20の中心直下の浅い位置に光を照射することができる。
In the second embodiment, as described above, the
(第3実施形態)
次に、図1および図7を参照して、第3実施形態について説明する。この第3実施形態では、光源部10の先端近傍に設けられた光半導体素子光源10aを発光させて光を照射した上記第1実施形態と異なり、光ファイバー310bにより導光された光を照射する例をについて説明する。なお、上記第1実施形態と同様の構成は、第1実施形態と同じ符号を付して図示するとともに説明を省略する。また、説明の便宜上、図7では、人体P(検出対象物Q)の図示を省略している。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 7. In the third embodiment, unlike the first embodiment in which the optical semiconductor element
図7に示すように、第3実施形態による光音響画像化装置300(図1参照)の光源ユニット301では、光源部310は、光ファイバー310bにより導光するレーザ光源310aを含んでいる。
As shown in FIG. 7, in the
レーザ光源310aは、複数設けられている。また、複数のレーザ光源310aは、全体として、所定の配向角により光が出射されるように、光出射側の端部が放射状に向けられている。
A plurality of
(第3実施形態の効果)
第3実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
(Effect of the third embodiment)
In the third embodiment, the following effects can be obtained.
第3実施形態では、上記第1実施形態と同様に、光源部310を、検出部20と並ぶように配置するとともに、最大強度の50%以上の強度の光を検出部20の中心直下の検出対象物の表面近傍の領域に照射するように配置する。これにより、導光板を設けることなく簡易な装置構成により検出部20の中心直下の浅い位置に光を照射することができる。
In the third embodiment, as in the first embodiment, the
また、第3実施形態では、上記のように、光源部310に光ファイバー310bを用いて導光するレーザ光源310aを設ける。これにより、光ファイバー310bによって、比較的強度の強い光を導光して照射することができる。また、レーザ光源の向きを調整することにより、検出部20の中心直下の浅い位置に光を容易に照射することができる。
Further, in the third embodiment, as described above, the
[変形例]
なお、今回開示された実施形態は、全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更(変形例)が含まれる。
[Modification]
The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is shown not by the above description of the embodiment but by the scope of claims for patent, and further includes all modifications (modifications) within the meaning and scope equivalent to the scope of claims for patent.
たとえば、上記第1〜3実施形態では、本発明の反射部の一例としてコーディングにより形成された反射層により光半導体素子光源からの光を反射した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明は、反射によって音響レンズに光が吸収されるのを抑制することができるならば、反射層以外の構成により光半導体素子光源からの光を反射してもよい。たとえば、本発明の反射部として、金などの金属からなる板部材により光半導体素子光源からの光を反射してもよい。 For example, in the first to third embodiments, the example in which the light from the optical semiconductor element light source is reflected by the reflective layer formed by the coding as an example of the reflecting portion of the present invention is shown, but the present invention is not limited to this. Absent. In the present invention, the light from the optical semiconductor element light source may be reflected by a configuration other than the reflective layer, as long as it is possible to suppress light from being absorbed by the acoustic lens due to reflection. For example, the light from the optical semiconductor element light source may be reflected by a plate member made of metal such as gold as the reflecting portion of the present invention.
また、上記第1および第2実施形態では、光半導体素子光源を奥行き方向に延びる3列の列状に配列した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明は、光半導体素子光源を奥行き方向に延びる1、2または4列以上の列数により配列してもよい。 In the first and second embodiments, the example in which the optical semiconductor element light sources are arranged in three rows extending in the depth direction is shown, but the present invention is not limited to this. In the present invention, the optical semiconductor element light sources may be arranged in the number of rows of 1, 2, 4 or more extending in the depth direction.
また、上記第1〜3実施形態では、光半導体素子光源を、最大強度の50%の強度の光を検出部の中心直下の領域に照射するように配置した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明は、たとえば、光半導体素子光源を、最大強度の50%以上の最大強度の60%の強度の光を検出部の中心直下の領域に照射するように配置してもよい。また、検出部の中心直下の領域に50%以上の強度の光を照射できるのであれば、上式(1)を満たさなくてもよい。 In the first to third embodiments, the example in which the optical semiconductor element light source is arranged so as to irradiate light having an intensity of 50% of the maximum intensity to an area immediately below the center of the detection unit is shown. It is not limited to this. In the present invention, for example, the optical semiconductor element light source may be arranged so as to irradiate light having an intensity of 60% of the maximum intensity of 50% or more of the maximum intensity to an area immediately below the center of the detection unit. In addition, the above formula (1) may not be satisfied as long as light having an intensity of 50% or more can be applied to the region immediately below the center of the detection unit.
また、上記第1〜3実施形態では、光源部からの配向角を120度とした例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明は、たとえば、光半導体素子光源の配向角を120度以下の100度、または、120度よりも大きい150度としてもよい。 Moreover, in the said 1st-3rd embodiment, although the example which set the orientation angle from a light source part to 120 degree | times was shown, this invention is not limited to this. In the present invention, for example, the orientation angle of the optical semiconductor element light source may be set to 100 degrees of 120 degrees or less, or 150 degrees larger than 120 degrees.
また、上記第1〜3実施形態では、光源ユニットをプローブ本体に脱着可能に構成した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明は、光源ユニットとプローブ本体とを一体的に構成してもよい。 Moreover, in the said 1st-3rd embodiment, although the example which comprised the light source unit so that attachment or detachment was possible was shown, this invention is not limited to this. In the present invention, the light source unit and the probe main body may be configured integrally.
100、200、300 光音響画像化装置
1、201、301 光源ユニット
10、210、310 光源部
10a 光半導体素子光源
10c、210c 光出射面
20 検出部
20b 音響レンズ
20c 反射層(反射部)
21 プローブ本体
21a 外側面
310b 光ファイバー
P 人体(被検体)
Q 検出対象物
100, 200, 300
21
Q Object to be detected
Claims (3)
前記検出部から前記検出対象物に向かう検出方向と直交する横方向に並んで配置された光源部とを備え、
前記光源部は、光を出射する光出射面において前記横方向と直交する奥行き方向に列状に配列された複数の発光ダイオード素子を含み、
前記音響レンズの頂点と、前記光源部のうち前記光出射面の前記検出部から離間した側の端部とは、前記横方向および前記奥行き方向を含む同一の平面上にそれぞれ配置され、
前記光出射面と前記平面とのなす角度をα、前記光源部から最大強度の光が出射される第1方向と、前記光源部から最大強度の50%の強度の光が出射される第2方向とのなす角度をβ、前記横方向における、前記検出部の中心直下から前記光源部の前記検出部側の端部までの距離をX、前記光源部の光出射面の幅をLとすると、
前記光源部は、被検体への光の照射深度を示す以下の式
{X/(tan(α+β))}−L×sinα≦10.0(mm)
を満たす位置に配置されている、光音響画像化装置。 An ultrasonic transducer for detecting an acoustic wave generated from a detection target to be imaged in a subject, and an arcuate shape curved so as to protrude in a detection direction toward the detection target, A detection unit having an acoustic lens capable of focusing an acoustic wave on the ultrasonic transducer ;
A light source unit arranged in a horizontal direction orthogonal to a detection direction from the detection unit toward the detection target,
The light source unit includes a plurality of light emitting diode elements arranged in a row in a depth direction orthogonal to the lateral direction on a light emitting surface that emits light,
The apex of the acoustic lens and the end of the light source part on the side away from the detection part of the light emitting part are respectively disposed on the same plane including the lateral direction and the depth direction.
The angle formed by the light emitting surface and the plane is α, the first direction in which light with the maximum intensity is emitted from the light source unit, and the second direction in which light with 50% of the maximum intensity is emitted from the light source unit. Β is the angle formed with the direction, X is the distance from directly below the center of the detection unit to the end of the light source unit on the detection unit side, and L is the width of the light emitting surface of the light source unit. ,
The light source unit is the following equation indicating the irradiation depth of light on the subject.
{X / (tan (α + β))} − L × sin α ≦ 10.0 (mm)
The photoacoustic imaging device arrange | positioned in the position which satisfy | fills.
前記光源ユニットは、前記プローブ本体の外側面に脱着可能に取り付けられている、請求項1または2に記載の光音響画像化装置。 A probe main body provided with the detection unit; and a light source unit provided with the light source unit,
The photoacoustic imaging apparatus according to claim 1, wherein the light source unit is detachably attached to an outer surface of the probe main body.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015157041A JP6619963B2 (en) | 2015-08-07 | 2015-08-07 | Photoacoustic imaging device |
PCT/JP2016/073213 WO2017026427A1 (en) | 2015-08-07 | 2016-08-07 | Photoacoustic imaging device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015157041A JP6619963B2 (en) | 2015-08-07 | 2015-08-07 | Photoacoustic imaging device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2017035194A JP2017035194A (en) | 2017-02-16 |
JP6619963B2 true JP6619963B2 (en) | 2019-12-11 |
Family
ID=57983546
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2015157041A Active JP6619963B2 (en) | 2015-08-07 | 2015-08-07 | Photoacoustic imaging device |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6619963B2 (en) |
WO (1) | WO2017026427A1 (en) |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012135610A (en) * | 2010-12-10 | 2012-07-19 | Fujifilm Corp | Probe for photoacoustic inspection and photoacoustic inspection device |
JP5840070B2 (en) * | 2012-05-08 | 2016-01-06 | 富士フイルム株式会社 | Photoacoustic measuring device and probe for photoacoustic measuring device |
JP2015029550A (en) * | 2013-07-31 | 2015-02-16 | 船井電機株式会社 | Photoacoustic imaging apparatus |
-
2015
- 2015-08-07 JP JP2015157041A patent/JP6619963B2/en active Active
-
2016
- 2016-08-07 WO PCT/JP2016/073213 patent/WO2017026427A1/en active Application Filing
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2017026427A1 (en) | 2017-02-16 |
JP2017035194A (en) | 2017-02-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11026584B2 (en) | Handheld device and method for tomographic optoacoustic imaging of an object | |
JP5647941B2 (en) | Photoacoustic imaging apparatus, probe unit used therefor, and endoscope | |
US9730589B2 (en) | Examined-portion information acquisition apparatus | |
JP2010125260A (en) | Biological testing apparatus | |
WO2012147326A1 (en) | Photoacoustic measurement device and probe unit used in same | |
US20150119680A1 (en) | Subject information obtaining apparatus | |
JP2006208050A (en) | Biological imaging apparatus | |
US20170209119A1 (en) | Photoacoustic ultrasonic imaging apparatus | |
JP2012135610A (en) | Probe for photoacoustic inspection and photoacoustic inspection device | |
US20170258333A1 (en) | Photoacoustic Wave Detector and Photoacoustic Imaging Device | |
WO2013183247A1 (en) | Acoustooptic imaging device | |
US11399719B2 (en) | Probe for photoacoustic measurement and photoacoustic measurement apparatus including same | |
US10349835B2 (en) | Optical switching unit, optical probe including the same, and medical imaging apparatus including optical probe | |
US11320783B2 (en) | Flexible tip optical imaging | |
JP6619963B2 (en) | Photoacoustic imaging device | |
US20180242849A1 (en) | Ultrasound receiving apparatus | |
WO2014192488A1 (en) | Photoacoustic measurement probe, and probe unit and photoacoustic measurement device provided therewith | |
JP2017035335A (en) | Photoacoustic detection unit and photoacoustic imaging device | |
US20180146859A1 (en) | Information acquisition apparatus | |
JP6188843B2 (en) | Biopsy device | |
JP6347698B2 (en) | Photoacoustic probe and photoacoustic imaging apparatus | |
JP5885768B2 (en) | Biopsy device | |
JP2016168090A (en) | Photoacoustic imaging device | |
JP2016013288A (en) | Photoacoustic imaging device | |
JP6444462B2 (en) | Biopsy device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20180807 |
|
A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711 Effective date: 20180807 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20190604 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20190718 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20190806 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20190930 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20191023 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20191118 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6619963 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |