JP2012135368A - 光音響イメージング装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】被検体および光吸収体に光を照射することによって発生する音響波を検出する音響波検出器と、被検体および光吸収体に光を照射することによって発生する試料光を検出する光検出器と、音響波から第1のデータを生成するとともに、試料光から第2のデータを生成する信号処理部と、第1のデータから生成した光音響像および第2のデータから生成した可視光像を光吸収体の像に基づいて位置合わせして表示させる表示制御部を有する光音響イメージング装置を用いる。
【選択図】図1
Description
らの光音響信号を取得するためには組織浸透性の高い近赤外領域の波長光(以下、近赤外光)を用いる必要がある。しかし、近赤外領域の波長の反射光は人の網膜で視認することが極めて困難である。そのため、取得した光音響像の位置的な情報を得るためには人の網膜で視認することが出来る可視光領域の波長光の反射光(以下、可視光像)を取得する必要がある。そして、そのためには光音響像取得のための近赤外光と空間的な位置情報取得のための可視光像とに光源波長を切り替えてそれぞれの像を取得しなければならず、両者の画像取得に時間的なズレが生じるという課題が発生する。
図1は、本発明の生体情報イメージングの実施形態について示したものである。ここでは、図1に基づいて、本発明の実施形態について説明する。
本実施形態における光音響イメージング装置は、光音響測定用の第1の光102を被検体100に照射する第1の光源103と、第1の光源103から照射された第1の光102を被検体100に導くレンズなどの光学装置104を有する。被検体とは測定対象物のことを指す。
なお、第1の光源103と第2の光源109とは、図1では、別々に図示されているが、これらは互いに兼用でき、1つの光源であってもよい。
音響波検出器により取得された音響波から生成されたデジタルデータは第1のデータに、光検出器により取得された試料光から生成されたデジタルデータは第2のデータに相当する。
図1において、第1の光源103としては数ナノから数百ナノ秒オーダーのパルス光を
発生可能なパルス光源を使用することができる。光源103としてはレーザが好ましいが、レーザの代わりに発光ダイオードなどを用いることも可能である。
使用する光源の波長に関しては、生体内において吸収が少ない700nm〜1100nmの領域が好ましい。ただし、比較的生体表面の付近の生体組織の光学特性値分布を求める場合は、上記の波長領域よりも範囲の広い、例えば400nmから1600nmの波長領域を使用することも可能である。
実施形態の信号検出器は、光放射点から生体に照射された光が生体組織と作用し、変調された信号を取得できるものであれば該信号より生体内における光学物性値分布を求めることが可能であるので、いずれの種類のものを用いることも可能である。
本実施例における光音響波検出の装置構成の概略図を図2(a)に示す。図には説明のために最低限必要な装置の構成のみを示している。
本実施例では、被検体からの光音響信号を取得するために次のような装置構成を一例として示している。1個の超音波トランスデューサ218を固定し、駆動装置を含む走査ステージ219上に被検体200を置く。続いて走査ステージ219の一部であり、駆動手
段として働くステッピングモータ223で2次元に走査することで、被検体200の観察対象領域の全体の光音響像を取得するという装置構成である。
光音響ミラーを構成する具体的な材料としては、可視光から近赤外光付近まで光学的に透明で、かつインピーダンスマッチング材である水と比べて音響インピーダンスが大きい材料としてガラス類やアクリルなどが一例として挙げられる。
図1において光検出器112は、被検体100に照射された第2の光108の試料光110を検知し、第2の電気信号に変換するものである。光検出器112はCCDカメラなど光を検知できるものの中から適宜選択することができる。
(1)光音響イメージング前に両者の画像の相対位置を確定する方法
(2)測定範囲内に目印を置き、両者の画像で比較から相対位置を決定する方法
行う必要は無い。
本発明の実施例を説明する。装置の概略図を図5に示す。図には説明のために最低限必要な装置の構成を特に強調して示している。光路も説明のために位置をずらして図示している。
被検体はステッピングモータ523を備えた走査ステージ519に設置し、ステッピングモータ走査により光音響像および可視光像の取得を行った。被検体の測定を行う前に、観察対象部である腫瘍部上に目印として光吸収体を置き、その状態で光音響像および可視光像を取得した。この目印を基準に両者の画像の相対位置を決定した。
被検体としてはマウスを用いて測定をおこなった。マウスはステッピングモータ上のステージに置き、観察対象範囲に合わせてステッピングモータを2次元走査することで光音響信号の取得を行った。被検体であるマウスは走査ステージと水槽とで挟むように設置し、マウスと超音波トランスデューサとの音響インピーダンスマッチングには水および超音波ゲルを用いた。
域のダイクロイックフィルタ(シグマ光機)により光音響用レーザと分離してからCCDカメラへ取り込んだ。取り込んだ可視光のデータは重複している領域を重ね合わせることで1枚の画像とした。
05:光吸収体,107:音響波検出器,109、509:第2の光源,112:光検出器,113:信号処理装置,218、518:超音波トランスデューサ,221、521:CCDカメラ
Claims (5)
- 被検体と、前記被検体との位置関係が決定された位置にある光吸収体とに光を照射することによって発生する音響波を検出する音響波検出器と、
前記被検体および前記光吸収体に光を照射することによって発生する試料光を検出する光検出器と、
前記音響波検出器が検出した音響波から第1のデータを生成するとともに、前記光検出器が検出した試料光から第2のデータを生成する信号処理部と、
前記第1のデータから生成した光音響像および第2のデータから生成した可視光像を、前記光音響像中の前記光吸収体の像と、前記可視光像中の前記光吸収体の像とに基づいて、位置合わせして表示させる表示制御部と、
を有する光音響イメージング装置。 - 前記表示制御部は、前記光音響像および可視光像を重ね合わせて表示させる
ことを特徴とする請求項1に記載の光音響イメージング装置。 - 前記光吸収体は、被検体の表面に配置されている
ことを特徴とする請求項1または2に記載の光音響イメージング装置。 - 前記被検体を置くステージをさらに有し、
前記光吸収体は、前記ステージに配置されている
ことを特徴とする請求項1または2に記載の光音響イメージング装置。 - 前記ステージを駆動する駆動手段をさらに有し、
前記駆動手段は、前記被検体の観察対象領域の全体から、前記第1のデータおよび前記第2のデータが取得されるように、前記ステージを駆動する
ことを特徴とする請求項4に記載の光音響イメージング装置。
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