JP2013158427A - Ultrasonic probe - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、超音波プローブに関し、更に詳しくは光音響イメージングに用いられる超音波プローブに関する。 The present invention relates to an ultrasonic probe, and more particularly to an ultrasonic probe used for photoacoustic imaging.
生体内部の状態を非侵襲で検査できる画像検査法の一種として、超音波検査法が知られている。超音波検査では、超音波の送信及び受信が可能な超音波プローブ（探触子）を用いる。超音波プローブから被検体（生体）に超音波を送信させると、その超音波は生体内部を進んでいき、組織界面で反射する。超音波プローブでその反射音波を受信し、反射超音波が超音波プローブに戻ってくるまでの時間に基づいて距離を計算することで、内部の様子を画像化することができる。 An ultrasonic inspection method is known as a kind of image inspection method capable of non-invasively examining the state inside a living body. In the ultrasonic inspection, an ultrasonic probe (probe) capable of transmitting and receiving ultrasonic waves is used. When ultrasonic waves are transmitted from the ultrasonic probe to the subject (living body), the ultrasonic waves travel inside the living body and are reflected at the tissue interface. By receiving the reflected sound wave with the ultrasonic probe and calculating the distance based on the time until the reflected ultrasonic wave returns to the ultrasonic probe, the internal state can be imaged.
また、光音響効果を利用して生体の内部を画像化する光音響イメージングが知られている。一般に光音響イメージングでは、パルスレーザ光を生体内に照射する。生体内部では、生体組織がパルスレーザ光のエネルギーを吸収し、そのエネルギーによる断熱膨張により超音波（光音響信号）が発生する。この光音響信号を超音波プローブなどで検出し、検出信号に基づいて光音響画像を構成することで、光音響信号に基づく生体内の可視化が可能である。 In addition, photoacoustic imaging is known in which the inside of a living body is imaged using a photoacoustic effect. In general, in photoacoustic imaging, a living body is irradiated with pulsed laser light. Inside the living body, the living tissue absorbs the energy of the pulsed laser light, and ultrasonic waves (photoacoustic signals) are generated by adiabatic expansion due to the energy. By detecting this photoacoustic signal with an ultrasonic probe or the like and constructing a photoacoustic image based on the detection signal, in-vivo visualization based on the photoacoustic signal is possible.
光音響イメージングでは、光ファイバなどを用いてレーザ光源からの光を超音波プローブまで導光し、超音波プローブからレーザ光を照射することがある。光照射部を有する超音波プローブは、例えば特許文献１に記載されている。特許文献１では、光ファイバの光出射端側の端部と超音波振動子とを、隣接するように一体に固定する。光ファイバの光出射端は、超音波振動子からの超音波が進行する方向に光が照射されるように、ホルダに設けられた孔に固定される。 In photoacoustic imaging, light from a laser light source may be guided to an ultrasonic probe using an optical fiber or the like, and laser light may be emitted from the ultrasonic probe. An ultrasonic probe having a light irradiation unit is described in Patent Document 1, for example. In Patent Document 1, the end portion of the optical fiber on the light emitting end side and the ultrasonic transducer are integrally fixed so as to be adjacent to each other. The light emitting end of the optical fiber is fixed to a hole provided in the holder so that light is emitted in the direction in which the ultrasonic wave from the ultrasonic transducer travels.
ここで、特許文献１のように、超音波振動子に隣接して光照射部を設け、超音波振動子に隣接した場所から光照射を行う場合、超音波振動子の超音波検出面に対して垂直方向に光を照射すると、超音波振動子の直下の被検体表面付近に光が照射されず、被検体表面付近にある光吸収体からの光音響信号が検出できない。光照射部から照射される光の進行方向を、超音波振動子内側方向に傾けた場合には、超音波振動子直下の被検体表面付近にも光を照射することができ、そこからの光音響信号を検出できる。しかし、その場合、垂直方向に光を照射する場合に比して、被検体深部まで光が届きにくくなる。従来知られている超音波プローブでは、光をあらかじめ定められた所定の角度でしか照射できず、観察対象などに応じて被検体に照射する光の入射角度を変えることはできなかった。 Here, as in Patent Document 1, when a light irradiation unit is provided adjacent to an ultrasonic transducer and light irradiation is performed from a location adjacent to the ultrasonic transducer, the ultrasonic detection surface of the ultrasonic transducer is When the light is irradiated in the vertical direction, the light is not irradiated near the subject surface immediately below the ultrasonic transducer, and the photoacoustic signal from the light absorber near the subject surface cannot be detected. When the traveling direction of the light emitted from the light irradiator is tilted toward the inside of the ultrasonic transducer, the light can also be irradiated near the surface of the subject directly below the ultrasonic transducer, and the light from there An acoustic signal can be detected. However, in that case, it becomes difficult for light to reach the deep part of the subject as compared with the case where light is irradiated in the vertical direction. Conventionally known ultrasonic probes can only irradiate light at a predetermined angle, and cannot change the incident angle of light irradiating a subject in accordance with an observation target or the like.
本発明は、上記に鑑み、被検体に照射する光の入射角度を可変に構成した超音波プローブを提供することを目的とする。 In view of the above, an object of the present invention is to provide an ultrasonic probe in which the incident angle of light applied to a subject is variably configured.
上記目的を達成するために、本発明は、少なくとも、被検体からの音響波を検出する音響波検出器と、光源から出射した光をプローブ本体まで導光する光ファイバと、光ファイバと光学的に結合された光入射端から音響波検出器の近傍に配置された光出射端まで光を導光する導光手段であって、少なくとも光出射部端が外力に応じて変形可能な弾性を有する材料で形成された導光手段とを備えた超音波プローブを提供する。 In order to achieve the above object, the present invention provides at least an acoustic wave detector that detects an acoustic wave from a subject, an optical fiber that guides light emitted from a light source to a probe body, an optical fiber, and an optical fiber. A light guide means for guiding light from a light incident end coupled to a light emitting end disposed in the vicinity of the acoustic wave detector, wherein at least the light emitting end has elasticity that can be deformed according to an external force An ultrasonic probe including a light guide unit formed of a material is provided.
本発明では、導光手段が、外力が加えられていない状態では音響波検出器方向に湾曲しており、前記光を音響波検出器の音響波検出面に対して所定の角度だけ傾いた方向に出射する構成を採用することができる。 In the present invention, the light guide means is curved in the direction of the acoustic wave detector when no external force is applied, and the light is inclined by a predetermined angle with respect to the acoustic wave detection surface of the acoustic wave detector. The structure which radiates | emits to can be employ | adopted.
上記において、外力が加えられていない状態では、導光手段の音響波検出器側の光入射端側から光出射端側に向かう方向の側面の長さが、音響波検出器側とは反対側の側面の長さに比して短い構成としてもよい。 In the above, in the state where no external force is applied, the length of the side surface in the direction from the light incident end side to the light emitting end side on the acoustic wave detector side of the light guide means is opposite to the acoustic wave detector side. It is good also as a structure short compared with the length of the side surface.
導光手段が、超音波プローブを被検体に押し当てた際に生じる外力に応じて変形するように構成することができる。 The light guide means can be configured to be deformed according to an external force generated when the ultrasonic probe is pressed against the subject.
導光手段は、超音波プローブを被検体に押し当てると、光出射端から出射する光の出射角度が、所定の角度よりも垂直に近づいていくように変形してもよい。 The light guide means may be deformed so that when the ultrasonic probe is pressed against the subject, the emission angle of the light emitted from the light emission end is closer to the vertical than the predetermined angle.
本発明の超音波プローブは、光及び音響波を透過するカプラであって、音響波検出器の音響波検出面及び導光手段の光出射端を覆うように超音波プローブに取り付けられたカプラを更に備える構成とすることができ、その場合、導光手段は、カプラを取り付ける際に生じた外力に応じて変形することとしてもよい。 The ultrasonic probe of the present invention is a coupler that transmits light and acoustic waves, and includes a coupler that is attached to the ultrasonic probe so as to cover the acoustic wave detection surface of the acoustic wave detector and the light emitting end of the light guide means. In this case, the light guide means may be deformed according to an external force generated when the coupler is attached.
カプラの側面が、音響波検出面に対して所定の角度で傾斜しており、導光手段が、カプラを取り付けた際に、光出射端を構成する面がカプラの側面と平行になるように変形するようにしてもよい。 The side surface of the coupler is inclined at a predetermined angle with respect to the acoustic wave detection surface, and when the light guide means attaches the coupler, the surface constituting the light emitting end is parallel to the side surface of the coupler. You may make it deform | transform.
上記したものに代えて、導光手段が、外力が加えられていない状態では、音響波検出器の音響波検出面に対して直交する方向に光を出射することとし、超音波プローブが、前記光が音響波検出面に対して任意の角度で傾いて光出射端から出射するように、導光手段を変形させる変形機構を更に備える構成としてもよい。 Instead of the above, the light guide means emits light in a direction orthogonal to the acoustic wave detection surface of the acoustic wave detector in a state where no external force is applied, and the ultrasonic probe is It may be configured to further include a deformation mechanism for deforming the light guide means so that the light is inclined at an arbitrary angle with respect to the acoustic wave detection surface and emitted from the light emission end.
導光手段が、光入射端を含む第１の導光部と、該第１の導光部と光学的に結合された、光出射端を含む第２の導光部とを有し、第１の導光部がガラスで形成され、第２の導光部が弾性を有する材料で形成されるものとしてもよい。 The light guide means includes a first light guide portion including a light incident end, and a second light guide portion including a light output end optically coupled to the first light guide portion, One light guide portion may be formed of glass, and the second light guide portion may be formed of an elastic material.
導光手段を少なくとも２つ備え、２つの導光手段が音響波検出器を挟んで対向するように配置されていてもよい。 At least two light guide means may be provided, and the two light guide means may be arranged to face each other with the acoustic wave detector interposed therebetween.
導光手段の光出射端側から所定の範囲が、光出射端側に向かって断面積が狭くなるようにテーパー状に形成されている構成を採用してもよい。 A configuration may be adopted in which a predetermined range from the light emitting end side of the light guide means is formed in a tapered shape so that the cross-sectional area becomes narrower toward the light emitting end side.
本発明の超音波プローブは、導光手段の光出射端側の少なくとも一部が弾性を有する材料で形成されているため、導光手段に外力を与えることでメカ的に光の照射方向を変えることができ、観察対象などに応じて被検体に照射する光の入射角度を変化させることができる。 In the ultrasonic probe of the present invention, since at least a part of the light emitting end side of the light guide means is formed of an elastic material, the light irradiation direction is mechanically changed by applying an external force to the light guide means. It is possible to change the incident angle of the light applied to the subject according to the observation object.
以下、図面を参照し、本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は、本発明の第１実施形態の超音波プローブ（超音波探触子）を含む光音響画像診断装置を示す。光音響画像診断装置は、超音波プローブ１０、光源ユニット３１、及び超音波ユニット３２を備える。超音波プローブ１０は、被検体に光を照射する光照射部と、少なくとも被検体からの音響波（例えば超音波）が検出可能な音響波検出器子とを有する。音響波検出器は、例えば一元配列された複数の超音波振動子を含む。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 shows a photoacoustic image diagnostic apparatus including an ultrasonic probe (ultrasonic probe) according to a first embodiment of the present invention. The photoacoustic image diagnostic apparatus includes an ultrasonic probe 10, a light source unit 31, and an ultrasonic unit 32. The ultrasonic probe 10 includes a light irradiation unit that irradiates a subject with light and an acoustic wave detector that can detect at least an acoustic wave (for example, an ultrasonic wave) from the subject. The acoustic wave detector includes, for example, a plurality of ultrasonic transducers arranged in a unified manner.
光源ユニット３１は、例えばパルスレーザ光を生成するレーザユニットであり、超音波プローブ１０から被検体に対して照射すべき光を生成する。超音波プローブ１０は、光配線２１を介して光源ユニット３１と接続される。光配線２１は、それぞれ例えば数十本の光ファイバが束ねられたバンドルファイバとして構成される。光源ユニット３１で生成されたパルスレーザ光は、光配線２１により超音波プローブ１０に導光され、超音波プローブ１０の光照射部から被検体に照射される。 The light source unit 31 is a laser unit that generates pulsed laser light, for example, and generates light to be irradiated from the ultrasonic probe 10 to the subject. The ultrasonic probe 10 is connected to the light source unit 31 via the optical wiring 21. Each of the optical wirings 21 is configured as a bundle fiber in which, for example, several tens of optical fibers are bundled. The pulse laser beam generated by the light source unit 31 is guided to the ultrasonic probe 10 by the optical wiring 21 and is irradiated to the subject from the light irradiation unit of the ultrasonic probe 10.
超音波ユニット３２は、超音波プローブ１０が検出した超音波信号に基づいて、光音響画像の生成を行う。超音波プローブ１０は、電気配線２２を介して超音波ユニット３２と接続される。超音波プローブ１０が検出した超音波信号は、電気配線２２により超音波ユニット３２に伝送され、超音波ユニット３２で処理される。 The ultrasonic unit 32 generates a photoacoustic image based on the ultrasonic signal detected by the ultrasonic probe 10. The ultrasonic probe 10 is connected to the ultrasonic unit 32 via the electrical wiring 22. The ultrasonic signal detected by the ultrasonic probe 10 is transmitted to the ultrasonic unit 32 through the electrical wiring 22 and processed by the ultrasonic unit 32.
図２は、超音波プローブ１０を超音波振動子が配列された方向と直交する方向から見た側面方向の断面を示す。超音波プローブ１０は、導光板１１と、超音波振動子１２と、光ファイバ１３とを有する。超音波振動子１２は、音響波検出器を構成し、少なくとも、被検体からの音響波（超音波）を検出する。光ファイバ１３は、図１における光配線２１に相当し、レーザ光源ユニット３１（図１）から出射した光をプローブ本体まで導光する。 FIG. 2 shows a cross-section in the lateral direction when the ultrasonic probe 10 is viewed from a direction orthogonal to the direction in which the ultrasonic transducers are arranged. The ultrasonic probe 10 includes a light guide plate 11, an ultrasonic transducer 12, and an optical fiber 13. The ultrasonic transducer 12 constitutes an acoustic wave detector and detects at least an acoustic wave (ultrasonic wave) from the subject. The optical fiber 13 corresponds to the optical wiring 21 in FIG. 1, and guides the light emitted from the laser light source unit 31 (FIG. 1) to the probe body.
導光板１１は、導光手段であり、光ファイバ１３と光学的に結合された光入射端から超音波振動子１２の近傍に配置された光出射端まで光を導光する。超音波プローブ１０は、導光板１１を少なくとも２つ備えており、２つの導光板１１は、超音波振動子１２を挟んで対向するように配置される。 The light guide plate 11 is a light guide means and guides light from a light incident end optically coupled to the optical fiber 13 to a light emitting end disposed in the vicinity of the ultrasonic transducer 12. The ultrasonic probe 10 includes at least two light guide plates 11, and the two light guide plates 11 are disposed so as to face each other with the ultrasonic transducer 12 interposed therebetween.
導光板１１は、少なくとも光出射部端の一部が外力に応じて変形可能な弾性を有する材料で形成される。導光板１１は、外力が加えられていない状態では、超音波振動子１２方向に湾曲しており、導光した光を超音波振動子１２の音響波検出面（超音波検出面）に対して所定の角度だけ超音波振動子側に傾いた方向に出射する。導光板１１の超音波振動子１２側の光入射端側から光出射端側に向かう方向の側面の長さと、その反対側の側面の長さとは異なる。導光板１１の超音波振動子１２側の側面の長さは、それとは反対側の側面の長さよりも短い。 The light guide plate 11 is formed of a material having elasticity capable of deforming at least a part of the light emitting portion end according to an external force. The light guide plate 11 is curved in the direction of the ultrasonic transducer 12 in the state where no external force is applied, and the light guided to the acoustic wave detection surface (ultrasonic detection surface) of the ultrasonic transducer 12. The light is emitted in a direction inclined to the ultrasonic transducer side by a predetermined angle. The length of the side surface of the light guide plate 11 in the direction from the light incident end side to the light emitting end side on the ultrasonic transducer 12 side is different from the length of the opposite side surface. The length of the side surface of the light guide plate 11 on the ultrasonic transducer 12 side is shorter than the length of the side surface on the opposite side.
導光板１１は、例えば光ファイバ１３からの光が入射する光入射端を含む第１の導光部１４と、第１の導光部１４と光学的に結合された、導光した光を被検体方向に出射する光出射端を含む第２の導光部１５とを含む。第１の導光部１４は、例えばガラスで形成される。第１の導光部１４は、例えば直方体形状に形成される。一方、第２の導光部１５は、弾性を有する材料、例えばゴム材料で形成される。第２の導光部１５は、例えば所定の曲率で湾曲した扇形状に形成される。導光板１１では、光出射端側の第２の導光部１５の部分が外力に応じて変形可能である。第２の導光部１５は、超音波プローブ１０を押し当てた対象物の形状に応じて変形する。 The light guide plate 11 receives, for example, a first light guide unit 14 including a light incident end on which light from the optical fiber 13 is incident, and the light guided optically coupled to the first light guide unit 14. And a second light guide unit 15 including a light emitting end that emits in the specimen direction. The first light guide unit 14 is made of glass, for example. The 1st light guide part 14 is formed in a rectangular parallelepiped shape, for example. On the other hand, the second light guide 15 is formed of an elastic material, for example, a rubber material. The second light guide unit 15 is formed in, for example, a fan shape curved with a predetermined curvature. In the light guide plate 11, the portion of the second light guide portion 15 on the light emitting end side can be deformed according to an external force. The 2nd light guide part 15 deform | transforms according to the shape of the target object which pressed the ultrasonic probe 10. FIG.
図３は、超音波プローブ１０を被検体に接触させた状態を示す。導光板１１は、例えば超音波プローブ１０を被検体に押し当てた際に生じる外力に応じて変形する。より詳細には、導光板１１の第２の導光部１５が、超音波プローブ１０を被検体に押し当てたときの外力に応じて変形する。第２の導光部１５は、超音波プローブ１０が被検体に押し当てられると、光出射端から出射する光の出射角度が、外力が加わっていないときの出射角度よりも垂直に近づいていくように変形する。例えば超音波プローブ１０を被検体に強く押し当てると、弾性を有する材料で形成された第２の導光部１５が図３に示すような形状に変形し、第２の導光部１５が直方体に近い形状となる。これにより、超音波振動子１２の超音波検出面に対して垂直方向に光を照射することができる。 FIG. 3 shows a state in which the ultrasonic probe 10 is in contact with the subject. For example, the light guide plate 11 is deformed according to an external force generated when the ultrasonic probe 10 is pressed against the subject. More specifically, the second light guide portion 15 of the light guide plate 11 deforms according to the external force when the ultrasonic probe 10 is pressed against the subject. When the ultrasonic probe 10 is pressed against the subject, the second light guide unit 15 causes the emission angle of light emitted from the light emission end to approach perpendicular to the emission angle when no external force is applied. It deforms as follows. For example, when the ultrasonic probe 10 is strongly pressed against the subject, the second light guide 15 made of an elastic material is deformed into a shape as shown in FIG. 3, and the second light guide 15 is a rectangular parallelepiped. The shape is close to. Thereby, light can be irradiated in a direction perpendicular to the ultrasonic detection surface of the ultrasonic transducer 12.
超音波プローブ１０を被検体に接触させるときに、光及び超音波を透過するカプラを用いてもよい。カプラは、超音波振動子１２の超音波検出面及び導光板１１の光出射端を覆うように、超音波プローブ１０に取り付けられる。導光板１１により導光された光は、カプラを介して被検体に照射される。また、被検体内で生じた光音響信号は、カプラを介して超音波振動子１２で検出される。カプラを用いる場合、導光板１１は、カプラを超音波プローブ１０に取り付ける際に生じた外力に応じて変形する。 When the ultrasonic probe 10 is brought into contact with the subject, a coupler that transmits light and ultrasonic waves may be used. The coupler is attached to the ultrasonic probe 10 so as to cover the ultrasonic detection surface of the ultrasonic transducer 12 and the light emitting end of the light guide plate 11. The light guided by the light guide plate 11 is irradiated to the subject via the coupler. Further, the photoacoustic signal generated in the subject is detected by the ultrasonic transducer 12 via a coupler. When a coupler is used, the light guide plate 11 is deformed according to an external force generated when the coupler is attached to the ultrasonic probe 10.
図４は、超音波プローブ１０にカプラを取り付けた例を示す。カプラ１６は、光透過性及び超音波透過性を有する材料で形成されている。カプラ１６の側面は、超音波振動子１２の超音波検出面に対して所定の角度で傾斜している。このようなカプラ１６を超音波プローブ１０に取り付けると、導光板１１は、取り付ける際の外力に応じて第２の導光部１５の部分が変形する。第２の導光部１５は、図４に示すように、光出射端を構成する面が、カプラ１６の側面と平行になるように変形する。これにより、被検体に対して、カプラ１６の側面の傾斜角度に応じた所望の角度で光を照射することができる。 FIG. 4 shows an example in which a coupler is attached to the ultrasonic probe 10. The coupler 16 is made of a material having optical transparency and ultrasonic transmission. The side surface of the coupler 16 is inclined at a predetermined angle with respect to the ultrasonic detection surface of the ultrasonic transducer 12. When such a coupler 16 is attached to the ultrasonic probe 10, the light guide plate 11 is deformed at the portion of the second light guide portion 15 according to the external force at the time of attachment. As shown in FIG. 4, the second light guide unit 15 is deformed so that the surface constituting the light emitting end is parallel to the side surface of the coupler 16. Thereby, light can be irradiated to the subject at a desired angle corresponding to the inclination angle of the side surface of the coupler 16.
図５は、超音波プローブ１０にカプラを取り付けた別の例を示す。この例では、カプラ１６（図４）に比して、側面の傾斜角度がより大きなカプラ１７を用いている。このように、側面の傾斜角度がより大きなカプラ１７を用いた場合、カプラ１６を用いる場合よりも被検体に対する入射角度を大きくすることができる。従って、被検体のより深部にまで光を照射することができる。このように、使用するカプラの側面の傾斜角に応じて、光の出射方向を制御することができる。 FIG. 5 shows another example in which a coupler is attached to the ultrasonic probe 10. In this example, a coupler 17 having a larger side tilt angle than that of the coupler 16 (FIG. 4) is used. Thus, when the coupler 17 having a larger side surface inclination angle is used, the incident angle with respect to the subject can be made larger than when the coupler 16 is used. Therefore, it is possible to irradiate light deeper into the subject. Thus, the light emission direction can be controlled according to the inclination angle of the side surface of the coupler to be used.
本実施形態では、導光板１１は、少なくとも光出射端側が外力に応じて変形可能な弾性を有する材料で形成されている。光出射端側を変形させることで、導光板１１から出射する光の進行方向を変えることができ、メカ的に光の照射方向を変えることができる。例えば導光板１１の光出射端を構成する端面を、超音波プローブ１０を押し当てた対象物の面と平行になるように変形させることで、導光板１１から、押し当てた対象物に対して垂直に光を照射することができる。例えばカプラを用いる場合、導光板１１と接触すべき側面の傾斜角度が異なる複数のカプラを用意しておき、それらを観察対象などに応じて使い分けることで、所望の光照射状態を作り出すことができる。 In the present embodiment, the light guide plate 11 is formed of a material having elasticity that at least the light emitting end side can be deformed according to an external force. By deforming the light emitting end side, the traveling direction of light emitted from the light guide plate 11 can be changed, and the light irradiation direction can be mechanically changed. For example, the end surface constituting the light emitting end of the light guide plate 11 is deformed so as to be parallel to the surface of the object against which the ultrasonic probe 10 is pressed, whereby the object pressed against the light guide plate 11 is applied. Light can be irradiated vertically. For example, when a coupler is used, a desired light irradiation state can be created by preparing a plurality of couplers having different inclination angles of the side surfaces to be in contact with the light guide plate 11 and using them in accordance with the observation target. .
次いで、本発明の第２実施形態を説明する。図６は、本発明の第２実施形態の超音波プローブの側面方向の断面図である。第１実施形態では、第２の導光部１５が外力が加えられていない状態で湾曲していたのに対し、本実施形態では、第２の導光部１５は、外力が加えられていない状態では直方体形状に形成されている。本実施形態では、導光板１１の光出射端側を変形させるために、変形機構（ゴム湾曲機構）１８を設けている。 Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 6 is a side sectional view of an ultrasonic probe according to the second embodiment of the present invention. In the first embodiment, the second light guide 15 is curved in a state where no external force is applied, whereas in the present embodiment, the second light guide 15 is not applied with an external force. In the state, it is formed in a rectangular parallelepiped shape. In the present embodiment, a deformation mechanism (rubber bending mechanism) 18 is provided to deform the light emitting end side of the light guide plate 11.
導光板１１は、外力が加えられていない状態では、光出射端から、超音波振動子１２の超音波検出面に対して直交する方向に光を出射する。変形機構１８は、導光板１１から出射する光が、超音波振動子１２の超音波検出面に対して任意の角度で傾いて出射するように、導光板１１の第２の導光部１５を変形させる。 In a state where no external force is applied, the light guide plate 11 emits light in a direction orthogonal to the ultrasonic detection surface of the ultrasonic transducer 12 from the light emission end. The deformation mechanism 18 causes the second light guide 15 of the light guide plate 11 to be emitted so that the light emitted from the light guide plate 11 is inclined at an arbitrary angle with respect to the ultrasonic detection surface of the ultrasonic transducer 12. Deform.
変形機構１８は、例えば交差する２本の操作棒を有する。操作棒の一端は、ユーザが操作する操作部であり、他端は第２の導光部１５に外力を加える作用部である。ユーザが２本の操作棒の間隔を狭めるように操作部を握ると、その力は操作棒の交差点（支点）を介して作用部に伝わり、第２の導光部１５に対して超音波振動子１２方向に外力が加わる。第２の導光部１５は、その外力に応じて超音波振動子１２方向に湾曲する。 The deformation mechanism 18 has, for example, two intersecting operation bars. One end of the operation bar is an operation unit operated by the user, and the other end is an action unit that applies an external force to the second light guide unit 15. When the user grasps the operation unit so as to narrow the interval between the two operation rods, the force is transmitted to the action unit via the intersection (fulcrum) of the operation rods, and ultrasonic vibration is applied to the second light guide unit 15. External force is applied in the direction of the child 12. The second light guide 15 is bent in the direction of the ultrasonic transducer 12 according to the external force.
図７は、変形機構１８により導光板１１を変形させた状態を示す。超音波プローブ１０にはカプラ１６が取り付けられている。ユーザは、変形機構１８を操作することで、導光板１１の光出射端側（第２の導光部１５）に対し、超音波振動子１２方向に外力を加える。外力が加わることで、第２の導光部１５は、光出射端側の端面が、カプラ１６の傾斜した側面と平行になるように変形する。このようにすることで、被検体に対して、所望の角度で光を照射することができる。 FIG. 7 shows a state in which the light guide plate 11 is deformed by the deformation mechanism 18. A coupler 16 is attached to the ultrasonic probe 10. The user operates the deformation mechanism 18 to apply an external force in the direction of the ultrasonic transducer 12 to the light emitting end side (second light guide portion 15) of the light guide plate 11. When the external force is applied, the second light guide unit 15 is deformed so that the end surface on the light emitting end side is parallel to the inclined side surface of the coupler 16. By doing so, it is possible to irradiate the subject with light at a desired angle.
本実施形態では、変形機構１８を用いて導光板１１の光出射端側に外力を加え、導光板１１の光出射端側を変形させる。超音波プローブ１０を対象物に押し当てる際に生じる外力を用いるのに代えて、変形機構１８により第２の導光部１５に外力を加える構成としても、導光板１１から出射する光の進行方向を変えることができ、メカ的に光の照射方向を変えることができる。 In the present embodiment, an external force is applied to the light output end side of the light guide plate 11 using the deformation mechanism 18 to deform the light output end side of the light guide plate 11. Instead of using the external force generated when the ultrasonic probe 10 is pressed against the object, the traveling direction of the light emitted from the light guide plate 11 may be configured to apply the external force to the second light guide unit 15 by the deformation mechanism 18. It is possible to change the light irradiation direction mechanically.
なお、上記各実施形態では、導光板１１がガラスで形成された第１の導光部１４と弾性を有する材料で形成された第２の導光部１５とを含む例について説明したが、導光板１１は少なくとも光出射端側の一部が変形可能であればよく、これには限定されない。例えば光入射端から光出射端までの全てを弾性を有する材料で形成することもできる。また、導光板１１において、光進行方向の各位置における断面積は同一である必要はなく、例えば光出射端側に向けて断面積が狭くなるようにテーパー形状に形成されていてもよい。 In each of the above embodiments, the light guide plate 11 includes the first light guide part 14 made of glass and the second light guide part 15 made of an elastic material. The optical plate 11 is not limited to this as long as at least a part of the light emitting end side can be deformed. For example, the entire part from the light incident end to the light emitting end can be formed of an elastic material. Further, the light guide plate 11 does not have to have the same cross-sectional area at each position in the light traveling direction, and may be formed in a tapered shape so that the cross-sectional area becomes narrower toward the light emitting end side, for example.
第２実施形態では、第２の導光部１５を直方体形状に形成し、変形機構を用いて第２の導光部１５を超音波振動子１２方向に湾曲させることとしたが、これには限定されない。例えば第２の導光部１５を第１実施形態と同様に外力を加えない状態で超音波振動子１２方向に湾曲させておき、変形機構を用いて超音波振動子１２とは反対側の方向に外力を加え、外力を加えることで、光照射方向を超音波振動子１２の超音波検出面に直交する方向に近付けていってもよい。 In the second embodiment, the second light guide 15 is formed in a rectangular parallelepiped shape, and the second light guide 15 is bent in the direction of the ultrasonic transducer 12 using a deformation mechanism. It is not limited. For example, the second light guide 15 is bent in the direction of the ultrasonic transducer 12 without applying an external force as in the first embodiment, and the direction opposite to the ultrasonic transducer 12 using a deformation mechanism. The light irradiation direction may be brought close to the direction orthogonal to the ultrasonic detection surface of the ultrasonic transducer 12 by applying an external force to the external force.
以上、本発明をその好適な実施形態に基づいて説明したが、本発明の超音波プローブは、上記実施形態にのみ限定されるものではなく、上記実施形態の構成から種々の修正及び変更を施したものも、本発明の範囲に含まれる。 Although the present invention has been described based on the preferred embodiments, the ultrasonic probe of the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications and changes are made to the configuration of the above embodiments. What has been done is also included in the scope of the present invention.
１０：超音波プローブ
１１：導光板
１２：超音波振動子
１３：光ファイバ
１４：第１の導光部
１５：第２の導光部
１６、１７：カプラ
１８：変形機構
２１：光配線
２２：電気配線
３１：光源ユニット
３２：超音波ユニット
10: ultrasonic probe 11: light guide plate 12: ultrasonic transducer 13: optical fiber 14: first light guide 15: second light guide 16, 17: coupler 18: deformation mechanism 21: optical wiring 22: Electrical wiring 31: Light source unit 32: Ultrasonic unit
Claims (11)
光源から出射した光をプローブ本体まで導光する光ファイバと、
前記光ファイバと光学的に結合された光入射端から前記音響波検出器の近傍に配置された光出射端まで光を導光する導光手段であって、少なくとも前記光出射部端が外力に応じて変形可能な弾性を有する材料で形成された導光手段とを備えた超音波プローブ。 At least an acoustic wave detector for detecting an acoustic wave from the subject;
An optical fiber for guiding the light emitted from the light source to the probe body;
Light guide means for guiding light from a light incident end optically coupled to the optical fiber to a light exit end disposed in the vicinity of the acoustic wave detector, wherein at least the light exit end is externally applied And an optical probe formed of a material having elasticity that can be deformed accordingly.
前記光が前記音響波検出面に対して任意の角度で傾いて前記光出射端から出射するように、前記導光手段を変形させる変形機構を更に備えたことを特徴とする請求項１から３何れかに記載の超音波プローブ。 The light guide means emits light in a direction orthogonal to the acoustic wave detection surface of the acoustic wave detector in a state where no external force is applied,
4. The apparatus according to claim 1, further comprising a deformation mechanism for deforming the light guide means so that the light is inclined at an arbitrary angle with respect to the acoustic wave detection surface and is emitted from the light emission end. The ultrasonic probe according to any one of the above.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP2012021671A JP2013158427A (en) | 2012-02-03 | 2012-02-03 | Ultrasonic probe |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016120184A (en) * | 2014-12-25 | 2016-07-07 | キヤノン株式会社 | Photoacoustic measurement probe and photoacoustic measuring apparatus |
| CN107157445A (en) * | 2017-05-04 | 2017-09-15 | 中国科学院深圳先进技术研究院 | The device of the light field of type probe and the shooting angle deviation of sound field is peeped in detection |
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2012
- 2012-02-03 JP JP2012021671A patent/JP2013158427A/en active Pending
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