JP2013027482A - カテーテル型の光音響プローブおよびそれを備えた光音響撮像装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】カテーテル型の光音響プローブ1において、カテーテル4と、カテーテル4に挿通された、コア径の異なる複数のコア50および51を有するマルチコア光ファイバ5と、マルチコア光ファイバ5の入射端面5a側に設けられた第1の光学系41、42および43と、第1の光学系によって導光されたレーザ光Lが、上記入射端面5aに入射する際のレーザ光Lのビーム径が複数のコアのうち所望の1つのコアのコア径と略一致する状態で、その1つのコアの上記入射端面5aに入射するように、第1の光学系の構成および/または上記入射端面5aの位置を制御するビーム径制御手段45とを備える。
【選択図】図1
Description
被検体内に測定光を照射し、この測定光の照射により被検体内で発生した光音響波を検出してこの光音響波を電気信号に変換し、この電気信号に基づいて行われる光音響測定に用いられるカテーテル型の光音響プローブにおいて、
光透過性を有する先端部を備えるカテーテルと、
先端部にまでレーザ光を導光するようにカテーテルに挿通された、コア径の異なる複数のコアを有するマルチコア光ファイバと、
マルチコア光ファイバの入射端面側に設けられた第1の光学系であって、光源側から入射したレーザ光を上記入射端面に導光する第1の光学系と、
マルチコア光ファイバの出射端面側に設けられた第2の光学系であって、上記出射端面から出射したレーザ光を偏向して上記測定光とする第2の光学系と、
第1の光学系によって導光されたレーザ光が、上記入射端面に入射する際のレーザ光のビーム径が複数のコアのうち所望の1つのコアのコア径と略一致する状態で、その1つのコアの上記入射端面に入射するように、第1の光学系の構成および/または上記入射端面の位置を制御するビーム径制御手段と、
先端部に設けられた、光音響波を検出してこの光音響波を電気信号に変換する電気音響変換手段とを備えることを特徴とするものである。
ビーム径制御手段が、測定光の照射範囲を広げる場合にはビーム径が小さくなるように、測定光の照射範囲を狭める場合にはビーム径が大きくなるように制御するものであることが好ましい。
第1の光学系を球面収差を生じるレンズを含むものとし、
ビーム径制御手段を、測定光の照射範囲を狭める場合に、所望のパターン形状が得られるデフォーカス面が上記入射端面と一致するように制御するものとすることができる。
被検体内に測定光を照射し、この測定光の照射により被検体内で発生した光音響波を検出してこの光音響波を電気信号に変換し、この電気信号に基づいて光音響画像を生成する光音響撮像装置において、
光透過性を有する先端部を備えるカテーテルと、
先端部にまでレーザ光を導光するようにカテーテルに挿通されたマルチコア光ファイバと、
マルチコア光ファイバの入射端面側に設けられた第1の光学系であって、光源側から入射したレーザ光を上記入射端面に導光する第1の光学系と、
マルチコア光ファイバの出射端面側に設けられた第2の光学系であって、上記出射端面から出射したレーザ光を偏向して測定光とする第2の光学系と、
第1の光学系によって導光されたレーザ光が、上記入射端面に入射する際のレーザ光のビーム径が複数のコアのうち所望の1つのコアのコア径と略一致する状態で、その1つのコアの上記入射端面に入射するように、第1の光学系の構成および/または上記入射端面の位置を制御するビーム径制御手段と、
先端部に設けられた、光音響波を検出してこの光音響波を電気信号に変換する電気音響変換手段と、
電気信号に基づいて光音響画像を生成する画像生成手段とを備えることを特徴とするものである。
ビーム径制御手段が、測定光の照射範囲を広げる場合にはビーム径が小さくなるように、測定光の照射範囲を狭める場合にはビーム径が大きくなるように制御するものであることが好ましい。
画像合成手段28は、画像構築手段27aおよび27bにそれぞれ構築された光音響画像および超音波画像を合成する。画像合成手段28は、合成されて得られた画像を表示画像生成手段29に出力する。なお、合成画像を表示しない場合には光音響画像および超音波画像はそれぞれ合成処理されないまま、画像合成手段28から出力されてもよい。
2 光結合部
3 挿入部
4 カテーテル
5 ダブルコア光ファイバ
6 第2の光学系
7 超音波探触子
8 音響整合液
10 光音響撮像装置
12 超音波ユニット
13 レーザ光源ユニット
14 画像表示手段
21 受信回路
22 AD変換手段
23 受信メモリ
24 データ分離手段
25a 光音響画像再構成手段
25b 超音波画像再構成手段
27a 光音響画像構築手段
27b 超音波画像構築手段
28 画像合成手段
33 送信制御回路
34 制御手段
41 、42 円錐レンズ
Claims (13)
- 被検体内に測定光を照射し、該測定光の照射により前記被検体内で発生した光音響波を検出して該光音響波を電気信号に変換し、該電気信号に基づいて行われる光音響測定に用いられるカテーテル型の光音響プローブにおいて、
光透過性を有する先端部を備えるカテーテルと、
前記先端部にまでレーザ光を導光するように前記カテーテルに挿通された、コア径の異なる複数のコアを有するマルチコア光ファイバと、
該マルチコア光ファイバの入射端面側に設けられた第1の光学系であって、光源側から入射したレーザ光を前記入射端面に導光する前記第1の光学系と、
前記マルチコア光ファイバの出射端面側に設けられた第2の光学系であって、前記出射端面から出射したレーザ光を偏向して前記測定光とする前記第2の光学系と、
前記第1の光学系によって導光されたレーザ光が、前記入射端面に入射する際の該レーザ光のビーム径が前記複数のコアのうち所望の1つのコアのコア径と略一致する状態で、該1つのコアの前記入射端面に入射するように、前記第1の光学系の構成および/または前記入射端面の位置を制御するビーム径制御手段と、
前記先端部に設けられた、前記光音響波を検出して該光音響波を電気信号に変換する電気音響変換手段とを備えることを特徴とする光音響プローブ。 - 前記マルチコア光ファイバが、第1のコアおよび該第1のコアの周囲を順次被覆する第1から第n番目のクラッドを備え、前記第1から第n番目のクラッドのそれぞれの屈折率が、前記第1のコアの屈折率よりも小さくかつ段階的に順次小さくなり、前記第1のコアから第n−1番目のクラッドまでが第nのコアとして機能するものであり、
前記ビーム径制御手段が、前記測定光の照射範囲を広げる場合には前記ビーム径が小さくなるように、前記測定光の照射範囲を狭める場合には前記ビーム径が大きくなるように制御するものであることを特徴とする請求項1に記載の光音響プローブ。
(nは2以上の整数を表す。) - 前記ビーム径制御手段が、前記測定光の照射範囲を広げる場合に、前記第1の光学系によって導光されたレーザ光が前記第1のコアにのみ入射するように制御するものであることを特徴とする請求項2に記載の光音響プローブ。
- 前記第1の光学系が、円錐レンズを含むものであり、リング形状に成形された前記レーザ光を前記入射端面に導光するものであることを特徴とする請求項2または3に記載の光音響プローブ。
- 前記ビーム径制御手段が、前記測定光の照射範囲を狭める場合に、前記リング形状に成形されたレーザ光が第1から第n−1番目のクラッドのうち1以上のクラッドの前記入射端面にのみ入射するように制御するものであることを特徴とする請求項4に記載の光音響プローブ。
- 前記ビーム径制御手段が、前記測定光の照射範囲を狭める場合に、前記リング形状に成形されたレーザ光が前記第1から第n−1番目のクラッドのうち1のクラッドの前記入射端面にのみ入射するように制御するものであることを特徴とする請求項5に記載の光音響プローブ。
- 前記ビーム径制御手段が、前記測定光の照射範囲を狭める場合に、前記リング形状に成形されたレーザ光が第n−1番目のクラッドの前記入射端面にのみ入射するように制御するものであることを特徴とする請求項6に記載の光音響プローブ。
- 前記マルチコア光ファイバが、前記nが2であるダブルコア光ファイバであることを特徴とする請求項7に記載の光音響プローブ。
- 前記第1の光学系が、球面収差を生じるレンズを含むものであり、
前記ビーム径制御手段が、前記測定光の照射範囲を狭める場合に、所望のパターン形状が得られるデフォーカス面が前記入射端面と一致するように制御するものであることを特徴とする請求項2または3に記載の光音響プローブ。 - 前記複数のコアが、それぞれ異なる光軸を有するものであり、
前記ビーム径制御手段が、前記測定光の照射範囲を広げる場合には前記複数のコアのうちコア径の小さいものに入射するように、前記測定光の照射範囲を狭める場合には前記複数のコアのうちコア径の大きいものに入射するように制御するものであることを特徴とする請求項1に記載の光音響プローブ。 - 被検体内に測定光を照射し、該測定光の照射により前記被検体内で発生した光音響波を検出して該光音響波を電気信号に変換し、該電気信号に基づいて光音響画像を生成する光音響撮像装置において、
光透過性を有する先端部を備えるカテーテルと、
前記先端部にまでレーザ光を導光するように前記カテーテルに挿通されたマルチコア光ファイバと、
該マルチコア光ファイバの入射端面側に設けられた第1の光学系であって、光源側から入射したレーザ光を前記入射端面に導光する前記第1の光学系と、
前記マルチコア光ファイバの出射端面側に設けられた第2の光学系であって、前記出射端面から出射したレーザ光を偏向して前記測定光とする前記第2の光学系と、
前記第1の光学系によって導光されたレーザ光が、前記入射端面に入射する際の該レーザ光のビーム径が前記複数のコアのうち所望の1つのコアのコア径と略一致する状態で、該1つのコアの前記入射端面に入射するように、前記第1の光学系の構成および/または前記入射端面の位置を制御するビーム径制御手段と、
前記先端部に設けられた、前記光音響波を検出して該光音響波を電気信号に変換する電気音響変換手段と、
前記電気信号に基づいて光音響画像を生成する画像生成手段とを備えることを特徴とする光音響撮像装置。 - 前記マルチコア光ファイバが、第1のコアおよび該第1のコアの周囲を順次被覆する第1から第n番目のクラッドを備え、前記第1から第n番目のクラッドのそれぞれの屈折率が、前記第1のコアの屈折率よりも小さくかつ段階的に順次小さくなるものであり、前記第1のコアから第n−1番目のクラッドまでが第n番目のコアとして機能するものであり、
前記ビーム径制御手段が、前記測定光の照射範囲を広げる場合には前記ビーム径が小さくなるように、前記測定光の照射範囲を狭める場合には前記ビーム径が大きくなるように制御するものであることを特徴とする請求項11に記載の光音響撮像装置。
(nは2以上の整数を表す。) - 前記複数のコアが、それぞれ異なる光軸を有するものであり、
前記ビーム径制御手段が、前記測定光の照射範囲を広げる場合には前記複数のコアのうちコア径の小さいものに入射するように、前記測定光の照射範囲を狭める場合には前記複数のコアのうちコア径の大きいものに入射するように制御するものであることを特徴とする請求項11に記載の光音響撮像装置。
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