JP2013180117A - 被検体情報取得装置 - Google Patents

被検体情報取得装置 Download PDF

Info

Publication number
JP2013180117A
JP2013180117A JP2012047005A JP2012047005A JP2013180117A JP 2013180117 A JP2013180117 A JP 2013180117A JP 2012047005 A JP2012047005 A JP 2012047005A JP 2012047005 A JP2012047005 A JP 2012047005A JP 2013180117 A JP2013180117 A JP 2013180117A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
holding plate
light
subject
probe
support portion
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.)
Granted
Application number
JP2012047005A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2013180117A5 (ja
JP6025345B2 (ja
Inventor
Hiroshi Yamamoto
紘史 山本
Yukio Furukawa
幸生 古川
Yutaka Nishihara
裕 西原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP2012047005A priority Critical patent/JP6025345B2/ja
Priority to US13/776,888 priority patent/US9326688B2/en
Priority to CN201310058955.8A priority patent/CN103356229B/zh
Priority to EP13001022.6A priority patent/EP2633805B1/en
Publication of JP2013180117A publication Critical patent/JP2013180117A/ja
Publication of JP2013180117A5 publication Critical patent/JP2013180117A5/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6025345B2 publication Critical patent/JP6025345B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/0093Detecting, measuring or recording by applying one single type of energy and measuring its conversion into another type of energy
    • A61B5/0095Detecting, measuring or recording by applying one single type of energy and measuring its conversion into another type of energy by applying light and detecting acoustic waves, i.e. photoacoustic measurements
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/70Means for positioning the patient in relation to the detecting, measuring or recording means
    • A61B5/708Breast positioning means
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/08Detecting organic movements or changes, e.g. tumours, cysts, swellings
    • A61B8/0825Detecting organic movements or changes, e.g. tumours, cysts, swellings for diagnosis of the breast, e.g. mammography
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/40Positioning of patients, e.g. means for holding or immobilising parts of the patient's body
    • A61B8/406Positioning of patients, e.g. means for holding or immobilising parts of the patient's body using means for diagnosing suspended breasts

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

【課題】光音響トモグラフィーにおいて、保持板を支持する支持部で発生する音響波によるノイズを低減する。
【解決手段】光源と、被検体を保持する保持板と、保持板を支持する支持部と、光源から光を照射された被検体から発生する音響波を、保持板を介して受信する探触子を有し、支持部と保持板との間に光反射部材を有する被検体情報取得装置を用いる。
【選択図】図1

Description

本発明は、被検体情報取得装置に関する。
生体内の吸収係数などの光学特性値を求める方法の1つとして、生体内での散乱が光に比べて少ない超音波の特性を利用した光音響トモグラフィー(Photo Acoustic Tomography、以下PAT)がある(非特許文献1)。光源から発生したパルス光が生体に照射されると、光は生体内を拡散しながら伝搬する。生体内に含まれる光吸収体は、伝搬してきた光を吸収して音響波(典型的には超音波)を発生する。この音響波を探触子で受信し、受信した信号を解析することにより、生体内の吸収体に起因した初期音圧分布を得ることができる。この初期音圧分布に対して光の分布を考慮することにより、吸収係数分布を得ることができる。
PATにおける音響波の音圧は、光吸収体に到達する局所的な光量に比例する。生体に照射された光は、散乱と吸収により生体内で急激に減衰するため、生体内の深部組織で生じる音響波の音圧は光照射部位からの距離に応じて大きく減衰する。従って、生体深部の情報を得るためには、被検部位を薄くする必要がある。一例として、非特許文献2では2枚の保持板で被検体を挟んで圧迫し、被検体を薄くする例が示されている。保持板を用いる場合には、圧迫による変形を抑えるために、一般的には保持板の周囲に金属やセラミックなどの剛性の高い支持部が設けられている。
光音響信号取得装置においては、光源からの直接光、または生体内を拡散してきた光が探触子表面に照射されると、探触子表面で音響波が発生し、これが測定時のノイズとなる。探触子表面で発生した音響波が探触子で最初に受信され、この信号の応答が終わらないうちに生体内からの音響波が探触子で受信される。つまり、探触子で受信される信号はノイズが重畳されたものとなる。光音響信号取得装置において、探触子で受信した信号に基づいて被検体内部の情報を画像化する場合、支持部で発生する音響波によるノイズがアーチファクトとなってしまう。その結果、画像を医療診断に用いる際の精度が低くなるといった問題が生じる。
そこで、特許文献1では、探触子表面に光反射部材を設けることによって、生体外に出射してしまう拡散光により探触子表面で発生する音響波を小さくし、ノイズを低減する例が開示されている。
特開2010−75681号公報
M.Xu,L.Wang "Photoacoustic imaging in biomedicine", Review of scientific instruments, 77, 041101(2006) Susanne E. et al. "First clinical trials of the Twente Photoacoustic Mammoscope(PAM)"
しかしながら、非特許文献1のような装置を考えた場合、保持板を支持する支持部が金
属などの剛性が高い材料の場合には、被検体内から散乱してきた光により支持部から発生する音響波がノイズの原因となるという課題が生じる。特に、装置の小型化を考えた場合、支持部が探触子に近づくため、ノイズの影響を受けやすくなる。この課題に対して特許文献1を適用しても、支持部で発生する音響波を低減する機構がないため、解決できない。
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、光音響トモグラフィーにおいて、保持板を支持する支持部で発生する音響波によるノイズを低減することである。
本発明は以下の構成を採用する。すなわち、光源と、被検体を保持する保持板と、前記保持板を支持する支持部と、前記光源から光を照射された前記被検体から発生する音響波を、前記保持板を介して受信する探触子と、を有し、前記支持部と前記保持板との間に光反射部材を有することを特徴とする被検体情報取得装置である。
本発明に係る装置によれば、光音響トモグラフィーにおいて、保持板を支持する支持部で発生する音響波によるノイズを低減することができる。
実施例1の装置の機能ブロックを示す構成概要図。 光反射部材が設けられている位置を説明するための図。 支持部で発生する音響波の音圧を示すグラフ。 実施例2の装置の構成を示す斜視図。 実施例2の装置の機能ブロックを示す構成概要図。 実施例2の光反射部材の配置を示す図。 実施例3の装置の機能ブロックを示す構成概要図。 実施例3の光反射部材の配置を示す図。
以下に図面を参照しつつ、本発明の好適な実施の形態について説明する。ただし、以下に記載されている構成部品の寸法、材質、形状及びそれらの相対配置などは、発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものであり、この発明の範囲を以下の記載に限定する趣旨のものではない。
本発明の被検体情報取得装置は、被検体に光(電磁波)を照射することにより被検体内で発生した音響波を受信して、被検体情報を画像データとして取得する光音響効果を利用した装置である。ここで被検体情報とは、音響波の発生源分布、被検体内の初期音圧分布、あるいは初期音圧分布から導かれる光エネルギー吸収密度分布や吸収係数分布、組織を構成する物質の濃度分布を示す特性情報である。物質の濃度分布とは、例えば、酸素飽和度分布や酸化・還元ヘモグロビン濃度分布などである。
本発明でいう音響波とは、典型的には超音波であり、音波、超音波、音響波と呼ばれる弾性波を含む。光音響効果により発生した音響波のことを、光音響波または光超音波と呼ぶ。音響検出器(例えば探触子)は、被検体内で発生した音響波を受信する。
また、光音響波、あるいは光音響波から探触子によって変換された電気信号、さらには電気信号に増幅やデジタル変換など所望の信号処理を施した信号のことを、光音響信号と呼ぶ場合がある。したがって本発明の被検体情報取得装置は、光音響信号取得装置と捉えることも可能である。また医用診断などの目的で、取得した光音響信号を画像化するばあい、光音響画像装置として捉えることも可能である。以下の説明では、被検体情報取得装
置の例として、かかる光音響信号取得装置や光音響画像装置について記述する。
(光音響信号取得装置)
本実施形態の光音響信号取得装置は、被検体内部の情報を取得する装置である。本実施形態の光音響信号取得装置は、基本的なハード構成として、光源、音響波を受信する探触子、被検体を保持する保持板、保持板を支持する支持部を有する。光源から発せられたパルス光は、保持板越しに被検体に照射される。この際、光源と保持板との間にレンズやミラー、拡散板、光ファイバ等の光学部材を介しても良い。被検体内部を伝搬した光のエネルギーの一部が血液などの光吸収体(結果的に音源となる)に吸収されると、その光吸収体の熱膨張により音響波(典型的には超音波)が発生する。被検体内で発生した音響波は、保持板越しに探触子で受信される。光源と探触子は、被検体に対して同じ側にあっても良いし、被検体を挟むように配置するなど位置関係に自由度がある。
(光源)
被検体が生体の場合、光源からは、生体を構成する成分のうち特定の成分に吸収される波長の光を照射する。光源は本実施形態の光音響信号取得装置と一体として設けられていても良いし、光源を分離して別体として設けられていても良い。効率的に音響波を発生させるために、パルス幅は10〜50ナノ秒程度が好適である。光源としては大出力が得られるレーザーが好ましいが、レーザーの代わりに発光ダイオードやフラッシュランプ等を用いることもできる。レーザーとしては、固体レーザー、ガスレーザー、色素レーザー、半導体レーザーなど様々なレーザーを使用できる。照射のタイミング、波形、強度等は不図示の光源制御部によって制御される。なお、この光源制御部は、光源と一体化されていても良い。本発明において使用する光源の波長は、被検体内部まで光が伝搬する波長であることが望ましい。具体的には、被検体が生体の場合、600nm以上1100nm以下である。
(被検体及び光吸収体)
これらは本発明の光音響信号取得装置の一部を構成するものではないが、以下に説明する。本発明の光音響効果を用いた光音響信号取得装置は、血管の造影、人や動物の悪性腫瘍や血管疾患などの診断や化学治療の経過観察などを主な目的とする。よって、被検体としては生体、具体的には人体や動物の乳房や指、手足などの診断の対象部位が想定される。被検体内部の光吸収体とは、使用する光の波長にもよるが、被検体内で相対的に吸収係数が高いものである。具体的には、水や脂肪、タンパク質、酸化ヘモグロビン、還元ヘモグロビンなどが挙げられる。
(探触子)
パルス光により生体表面及び生体内部等で発生する音響波を受信する探触子は、音響波をアナログ信号である電気信号に変換するものである。圧電現象を用いた探触子、光の共振を用いた探触子、静電容量の変化を用いた探触子等、音響波信号を受信できるものであれば、どのような探触子を用いてもよい。本実施形態の探触子は、典型的には複数の受信素子が1次元、あるいは2次元に配置されたものがよい。このような多次元配列素子を用いることで、同時に複数の場所で音響波を受信することができ、測定時間を短縮できる。探触子が測定対象よりも小さい場合には、探触子を走査させて複数の位置で受信しても良い。探触子で受信された音響波は、電気信号に変換された上で、必要に応じて増幅やデジタル変換などを施されたのち、処理部での特性情報の生成に使用される。
(保持板)
保持板は、探触子と被検体を音響的にカップリングさせるため、被検体と音響インピーダンスが近い素材が使われる。音響波を効率よく受信するために、水などの液体あるいはジェルなどを介して探触子と保持板を接触させることが好ましい。保持板越しに被検体に
光を照射する場合には、保持板は光源の光に対して透明である必要がある。このような保持板の一例としては、ポリメチルペンテンが挙げられる。2枚の保持板で被検体を保持し、探触子と反対側の被検体表面に光を照射する場合、一方の保持板は音響インピーダンスを考慮しなくても良く、光を透過させるために光学的に透明な素材であれば良い。典型的にはアクリルなどのプラスチックプレートあるいはガラスプレートなどが用いられる。保持板は、以下で説明する支持部で支持され、第一の接合領域を有する。保持板は、本発明の保持部に相当する。
(支持部)
支持部は、被検体からの荷重による保持板の変形を抑えるためのものである。支持部は典型的には、その端部が保持板の端部と接合する板状部材により構成される。支持部は、ねじや接着剤などによって保持板に固定されており、第二の接合領域を有する。探触子の視野角内に支持部があると、光音響信号測定ができないデッドスペースとなる。したがって、支持部をできるだけ薄くして、デッドスペースを減らすことが望ましい。このため、支持部の材料としてはヤング率が大きいものが好ましい。このような材料の例としては、鉄の2倍程度のヤング率を持つタングステンカーバイドが挙げられる。被検者が伏臥位で乳房を垂らす装置の場合、保持板は支持部により倒れないように支持されていると言える。このとき支持部は、被検者の胸壁を支持している。また支持部は、乳房を圧迫した際の応力に対して保持板を支持することにより、変形を防いでいるとも言える。被検者が立位で乳房を保持板に載せる装置の場合、胸壁は支持板に支えられており、かつ保持板は支持部により下から支持されて位置や形状を保っている。
(光反射部材)
光反射部材は、光拡散によって被検体外に出射する光が保持板の支持部に吸収されるのを抑えるためのものである。例えば、保持板と支持部との接触面に光反射膜を設けることができる。光反射膜としては、照射される光の波長に合わせて設計された誘電体多層膜や金属膜を用いることができる。光反射部材としては、支持部を構成する部材よりも反射率が高いものが望ましい。具体的には、光反射膜の反射率としては、用いる波長において80%以上であることが望ましい。例えば、600nm以上、1100nm以下の範囲の光を照射光として用いる場合には、光反射膜として金膜を用いたものが好適に用いられる。金膜を用いる場合には、金膜が支持部から剥がれにくくするために、金膜と支持部との間にクロムやチタンなどの膜を付けることも可能である。光反射部材は、支持部の表面全体に設けられていても良いし、保持板の支持部との接合領域や、支持部の保持板との接合領域に設けられていても良いし、あるいは保持板と支持部との間に光反射部材を挿入することも可能である。また、保持板と支持部との接合領域の周辺にも光反射部材を設けると、より効果的である。
<実施例1>
実施例1では、被検体を保持板に押し付けるように保持する例を示す。図1は本実施例を説明するための図である。符号101は光源、符号102は光伝送系、符号103は光、符号104は照明光学系、符号105は保持板である。符号106は被検体、符号107は光吸収体、符号108は音響波である。符号109は探触子、符号110は音響マッチング剤、符号111は支持部、符号112は光反射部材である。また図2において、符号113は保持板105における第1の接合領域、符号114は支持部111における第2の接合領域である。
本実施例においては、光源101として、波長可変であるチタン・サファイアレーザーを用いた。用いたチタン・サファイアレーザーのパルス幅は10ナノ秒、周波数は10Hz、波長は797nmである。光源101から出た光は、バンドルファイバからなる光伝送系102によって伝送される。伝送された光103は、レンズやミラーなどからなる照
明光学系104によって所望の光分布形状に加工され、保持板105越しに被検体106に照射される。被検体からの音響波を効率よく受信するために、保持板105は光源の波長の光に対する透過率が高く、音響波の透過率が高いものが望ましい。本実施例ではポリメチルペンテンで作られた厚さ7mmの保持板を用いた。
被検体106に照射された光103は被検体中を拡散しながら伝搬し、その一部が血管などの光吸収体107に吸収される。光を吸収した光吸収体は、光音響効果により音響波108を発生する。音響波108は被検体内を伝搬し、その一部が探触子109に受信される。探触子109としては、PZT(ジルコン酸チタン亜鉛)で作られた圧電型の探触子を用いた。保持板105と探触子109との音響マッチングを取るために、保持板105と探触子109との間に、ひまし油からなる音響マッチング剤110が設けられている。保持板105は、厚さ3mmのタングステンカーバイドで作られた支持部111に支持されている。図中に示したように、照射された光103の一部は被検体内を経て支持部111の方向へも拡散して伝播し、光音響効果による音響波発生の原因となる。
ここで、本発明の特徴である光反射部材112を設ける位置について、図2を用いて説明する。図2(a)は、本実施例における光反射部材を設ける位置を説明したものである。保持板105は、支持部111と接合する第1の接合領域113を持ち、支持部111は、保持板105と接合する第2の接合領域114を持つ。本実施例では、第2の接合領域114に光反射部材112として金膜が蒸着されている。この金膜の厚さは2000オングストロームである。この金膜の反射率を実測したところ、波長797nmの光を金膜に対して垂直に入射したとき88%であった。また、金膜を付けていないタングステンカーバイドの反射率は、波長797nmの光をタングステンカーバイドに対して垂直に入射したとき20%であった。
支持部に金膜を付けない場合と金膜を付けた場合の、支持部から発生する音響波の時間波形の実測値を図3に示す。縦軸は音圧(音響波の強度)であり、横軸は光照射後の経過時間である。ここで、音響波の強度は、タングステンカーバイドに金膜を付けない場合に発生する音響波の強度で規格化してある。図3から分かるように、タングステンカーバイドに金膜を付けることにより、金膜を付けない場合と比べて、タングステンカーバイドから発生する音響波の強度が12%に低減された。この結果は、支持部で発生する音響波に由来するノイズが低減され、被検体内で発生した音響波信号を探触子で精度良く測定できることを示すものである。このように、支持部の表面に光反射部材を設けることで、精度の高い光音響信号測定が可能となる。
なお、本実施例では第2の接合領域114に光反射部材を設けたが、光反射部材を設ける場所はこれに限らない。具体的には、図2(b)のように第1の接合領域113に光反射部材を設けても良いし、図2(c)のように第1の接合領域113と第2の接合領域114との間に光反射部材を挿入しても良く、光反射部材の設けやすさ等に応じて、自由に決めることができる。第1の接合領域113と第2の接合領域114との間に光反射部材を挿入する場合には、例えば、金膜が付いたポリカーボネートのフィルムを用いることが好適である。また、保持板105と支持部111との接合領域の周辺にも光反射部材を設けると、被検体内を散乱して接合領域へ到達した光による音響波の発生がより抑制されるため、効果的である。光反射部材をいずれの位置に設ける場合でも、保持板の端部と支持部の端部が接合することにより光反射部材を固定できる。また端部どうしを接合することにより、被検体である被検者の乳房を保持板に導くことが可能になっている。
なお、本実施例では平行平板状の保持板105を示したが、これに限定されることはなく、例えばお椀型や円筒型の保持板を用いることも可能である。また、光反射部材112として金を示したが、これに限定されることはなく、アルミ等を用いることも可能である
<実施例2>
実施例2では、乳房を2枚の保持板で挟んで保持する乳房検査を目的とした光音響画像装置であり、光源と探触子が乳房に対して同じ側に配置された例を示す。本実施例の装置構成は、探触子に近い部位からの生体情報を得るのに有効である。
図4Aは光音響画像装置の概要図であり、図4Bは被検体である乳房206周辺の装置構成図である。符号201は光源、符号202は光伝送系、符号203は光、符号204は照明光学系、符号205aは第1の保持板、符号205bは第2の保持板である。符号206は被検体(被検者)、符号207は光吸収体、符号208は音響波、符号209は探触子、符号210は音響マッチング剤である。符号211aは第1の支持部、符号211bは第2の支持部、符号212は光反射部材、符号215は処理部、符号216は画像表示部である。また図4Cにおいて、符号213は第2の保持板205bにおける第1の接合領域、符号214は第2の支持部211bにおける第2の接合領域である。
本実施例においては、光源201として、波長可変であるチタン・サファイアレーザーを用いた。用いたチタン・サファイアレーザーのパルス幅は10ナノ秒、周波数は10Hz、波長は797nmである。光源201から出た光は、バンドルファイバからなる光伝送系202によって伝送される。伝送された光203は、レンズやミラーなどからなる照明光学系204によって所望の光分布形状に加工され、第2の保持板205b越しに被検体206に照射される。被検体からの音響波を効率よく受信するために、第2の保持板205bは光源の波長の光に対する透過率が高く、音響波の透過率が高いものが望ましい。本実施例ではポリメチルペンテンで作られた厚さ7mmの保持板を用いた。反対側の第1の保持板205aは、乳房を保持できるものであれば材質や厚さに制限はなく、本実施例では厚さ10mmのアクリルを用いた。
被検体206に照射された光203は被検体中を拡散しながら伝搬し、その一部が血管などの光吸収体207に吸収される。光を吸収した吸収体は、光音響効果により音響波208を発生する。音響波208は被検体内を伝搬し、その一部が探触子209に受信される。探触子209としては、PZTで作られた圧電型の探触子を用いた。第2の保持板205bと探触子209との音響マッチングを取るために、第2の保持板205bと探触子209との間に、ひまし油からなる音響マッチング剤210が設けられている。探触子209で受信した信号は処理部215に送られ、被検体内部の初期音圧分布や吸収係数分布などの画像情報に変換され、画像表示部216に表示される。この処理が特性情報の生成に当たる。第1の保持板205aと第2の保持板205bはそれぞれ、第1の支持部211aと第2の211bで支持されている。圧迫による荷重と被検体の体重による荷重を支えるために、第1の保持板205aと第1の支持部211aの間の接合領域と、第2の保持板205bと第2の支持部211bの間の接合領域は、階段状に加工してある。
図4Cは、光反射部材が設けられている位置を示した図である。第2の保持板205bは、第2の支持部211bと接合する第1の接合領域213を持ち、第2の支持部211bは、第2の保持板205bと接合する第2の接合領域214を持つ。光反射部材212として、金膜が第2の接合領域214に蒸着されている。この金膜の厚さは2000オングストロームである。第2の支持部211bで発生した音響波は、探触子に直接受信されたり、第2の保持板205b内を反射しながら伝搬し、探触子に受信されたりするため、ノイズの影響が大きい。一方、第1の支持部211aは光源及び探触子から遠いため、第1の支持部211aで発生する音響波によるノイズの影響は小さい。このため、本実施例では第2の保持板205bと第2の支持部211bとの間にだけ光反射部材を設けており、第1の保持板205aと第1の支持部211aとの間には光反射部材を設けていない。
しかし、第1の保持板205aと第1の支持部211aとの間にも光反射部材を設けることは可能である。
以上述べた構成にすることで、被検体206に照射された光203のうち、散乱により被検体内から出射して支持部の方向に照射される成分は、金膜によって反射される。すると、第2の支持部211bで吸収される光量が減り、第2の支持部211bで発生する音響波が小さくなる。この結果、支持部で発生する音響波に由来するノイズが低減され、アーチファクトが少ない良好な光音響画像を得ることができる。
<実施例3>
実施例3では、乳房を2枚の保持板で挟んで保持する乳房検査を目的とした光音響画像装置であり、光源と探触子が乳房を挟んで反対側に配置された例を示す。本実施例の装置構成は、探触子から遠い部位からの生体情報を得るのに有効である。
図5は本発明に係る第3の実施例を説明するための図である。符号301は光源、符号302は光伝送系、符号303は光、符号304は照明光学系、符号305aは第1の保持板、符号305bは第2の保持板である。符号306は被検体、符号307は光吸収体、符号308は音響波、符号309は探触子、符号310は音響マッチング剤、符号311aは第1の支持部、符号311bは第2の支持部である。符号312aは第1の光反射部材、符号312bは第2の光反射部材である。符号315は処理部、符号316は画像表示部である。
また図6において、符号313aは第1の保持板305aの第1の接合領域、符号314aは第1の支持部311aの第2の接合領域である。符号313bは第2の保持板305bの第1の接合領域、符号314bは第2の支持部311bの第2の接合領域である。
本実施例においては、光源301として、波長可変であるチタン・サファイアレーザーを用いた。用いたチタン・サファイアレーザーのパルス幅は10ナノ秒、周波数は10Hz、波長は797nmである。光源301から出た光は、バンドルファイバからなる光伝送系302によって伝送される。伝送された光303は、レンズやミラーなどからなる照明光学系304によって所望の光分布形状に加工され、第1の保持板305a越しに被検体306に照射される。光源301側の保持板305aは、光源の波長の光に対する透過率が高いものが好ましい。本実施例では厚さ10mmのアクリルを用いた。一方、探触子309側の第2の保持板305bは、被検体からの音響波を効率よく受信するために、音響波の透過率が高いものが好ましい。本実施例ではポリメチルペンテンで作られた厚さ7mmの保持板を用いた。
被検体306に照射された光303は被検体中を拡散しながら伝搬し、その一部が血管などの光吸収体307に吸収される。光を吸収した吸収体は、光音響効果により音響波308を発生する。音響波308は被検体内を伝搬し、その一部が探触子309に受信される。探触子309としては、PZTで作られた圧電型の探触子を用いた。第2の保持板305bと探触子309との音響マッチングを取るために、第2の保持板305bと探触子309との間に、ひまし油からなる音響マッチング剤310が設けられている。探触子309で受信した信号は処理部315に送られ、被検体内部の初期音圧分布や吸収係数分布などの画像情報に変換され、画像表示部316に表示される。
第1の保持板305aと第2の保持板305bはそれぞれ、第1の支持部311aと第2の支持部311bで支持されている。圧迫による荷重と被検体の体重による荷重を支えるために、第1の保持板305aと第1の支持部311aの間の接合領域と、第2の保持板305bと第2の支持部311bの間の接合領域は、階段状に加工してある。第1の支
持部311aは光源301に近いため、散乱により被検体内から出射して支持部の方向に照射される光の照射密度が高く、強い音響波が発生してしまう。一方、第2の支持部311bは探触子309に近いため、第2の支持部311bで発生した音響波が十分減衰しないうちに探触子309で受信されてしまう。そこで、第1の保持板305aと第1の支持部311aの間及び、第2の保持板305bと第2の支持部311bの間にそれぞれ、第1の光反射部材312a及び第2の光反射部材312bとして金膜を設けた。さらに、保持板を介さずに支持部に直接照射される光による音響波の発生を抑えるために、被検体306を保持板で保持した際に第1の支持部311aと第2の支持部311bが被検体と接触する領域にも金膜を設けた。
図6(a)と図6(b)は、金膜が設けられている位置をより詳細に示した図である。第1の保持板305aは、第1の支持部311aと接合する第1の接合領域313aを持ち、第1の支持部311aは、第1の保持板305aと接合する第2の接合領域314aを持つ。また、第2の保持板305bは、第2の支持部311bと接合する第1の接合領域313bを持ち、第2の支持部311bは、第2の保持板305bと接合する第2の接合領域314bを持つ。第1の光反射部材312a及び第2の光反射部材312bはともに金膜であり、それぞれ第2の接合領域314a、314bに蒸着されている。これらの金膜の厚さは、ともに2000オングストロームである。なお、上記の各実施例と同様に、光反射部材を設ける位置は、第1の接合領域の側でも良いし、支持部と保持板の間でも良い。
以上述べた構成にすることで、被検体306に照射された光303のうち、散乱により被検体内から出射して支持部の方向に照射される成分は、金膜によって反射される。本実施例においては、保持板を介さずに被検体から直接支持部に照射される光に対する反射率も向上するため、支持部で吸収される光量は実施例2よりも小さくなる。すると、第1の支持部311a及び第2の支持部311bで発生する音響波が小さくなる。この結果、各支持部で発生する音響波に由来するノイズが低減され、アーチファクトが少ない良好な光音響画像を得ることができる。
101:光源,105:保持板,109:探触子,111:支持部,112:光反射部材,113:第1の接合領域,114:第2の接合領域

Claims (7)

  1. 光源と、
    被検体を保持する保持板と、
    前記保持板を支持する支持部と、
    前記光源から光を照射された前記被検体から発生する音響波を、前記保持板を介して受信する探触子と、
    を有し、
    前記支持部と前記保持板との間に光反射部材を有する
    ことを特徴とする被検体情報取得装置。
  2. 前記支持部は、被検者の胸壁を支持する板状部材であり、当該板状部材の端部において前記保持板の端部と接合していることにより、被検体である前記被検者の乳房を前記保持板に導くことができる
    ことを特徴とする請求項1に記載の被検体情報取得装置。
  3. 前記光反射部材は、前記保持板に設けられている
    ことを特徴とする請求項1または2に記載の被検体情報取得装置。
  4. 前記光反射部材は、前記支持部に設けられている
    ことを特徴とする請求項1または2に記載の被検体情報取得装置。
  5. 前記光反射部材は、前記保持部と前記支持部の間に挿入されている
    ことを特徴とする請求項1または2に記載の被検体情報取得装置。
  6. 前記光反射部材は、前記支持部よりも反射率が高い部材である
    ことを特徴とする請求項1ないし5のいずれか1項に記載の被検体情報取得装置。
  7. 前記音響波に基づいて、前記被検体内部の特性情報を生成する処理部をさらに有する
    ことを特徴とする請求項1ないし6のいずれか1項に記載の被検体情報取得装置。
JP2012047005A 2012-03-02 2012-03-02 被検体情報取得装置 Active JP6025345B2 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012047005A JP6025345B2 (ja) 2012-03-02 2012-03-02 被検体情報取得装置
US13/776,888 US9326688B2 (en) 2012-03-02 2013-02-26 Object information acquiring apparatus
CN201310058955.8A CN103356229B (zh) 2012-03-02 2013-02-26 对象信息获取装置
EP13001022.6A EP2633805B1 (en) 2012-03-02 2013-02-28 Object information acquiring apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012047005A JP6025345B2 (ja) 2012-03-02 2012-03-02 被検体情報取得装置

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2013180117A true JP2013180117A (ja) 2013-09-12
JP2013180117A5 JP2013180117A5 (ja) 2015-04-09
JP6025345B2 JP6025345B2 (ja) 2016-11-16

Family

ID=47901726

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2012047005A Active JP6025345B2 (ja) 2012-03-02 2012-03-02 被検体情報取得装置

Country Status (4)

Country Link
US (1) US9326688B2 (ja)
EP (1) EP2633805B1 (ja)
JP (1) JP6025345B2 (ja)
CN (1) CN103356229B (ja)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5843496B2 (ja) 2010-07-22 2016-01-13 キヤノン株式会社 音響波検出器および音響波測定装置
JP5751769B2 (ja) 2010-07-27 2015-07-22 キヤノン株式会社 画像情報取得装置及びその制御方法
JP6053339B2 (ja) 2012-06-06 2016-12-27 キヤノン株式会社 被検体情報取得装置および被検体情報取得方法
US10309936B2 (en) 2013-10-11 2019-06-04 Seno Medical Instruments, Inc. Systems and methods for component separation in medical imaging
US9320451B2 (en) 2014-02-27 2016-04-26 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Methods for assessing health conditions using single coil magnetic induction tomography imaging
JP6443851B2 (ja) 2014-08-04 2018-12-26 キヤノン株式会社 被検体情報取得装置、被検体情報取得方法およびプログラム
EP3188646B1 (en) * 2014-09-05 2019-02-27 Canon Kabushiki Kaisha Object information acquiring apparatus

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007229320A (ja) * 2006-03-03 2007-09-13 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 成分濃度測定装置
JP2008237655A (ja) * 2007-03-28 2008-10-09 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 成分濃度測定装置
JP2010075681A (ja) * 2008-08-27 2010-04-08 Canon Inc 光音響装置および光音響波を受信するための探触子
US20110232385A1 (en) * 2010-03-25 2011-09-29 Canon Kabushiki Kaisha Apparatus and method for photoacoustic imaging

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58108523A (ja) * 1981-12-23 1983-06-28 Toshiba Corp 光屈折拡散板装置
US6212421B1 (en) * 1999-09-03 2001-04-03 Lockheed Martin Energy Research Corp. Method and apparatus of spectro-acoustically enhanced ultrasonic detection for diagnostics
JP4220102B2 (ja) 2000-05-02 2009-02-04 富士フイルム株式会社 動的変化検出方法、動的変化検出装置及び超音波診断装置
JP4643153B2 (ja) * 2004-02-06 2011-03-02 株式会社東芝 非侵襲生体情報映像装置
JP4422626B2 (ja) * 2005-01-25 2010-02-24 日本電信電話株式会社 生体画像化装置
US20090005685A1 (en) * 2007-06-29 2009-01-01 Canon Kabushiki Kaisha Ultrasonic probe and inspection apparatus equipped with the ultrasonic probe
JP2009181981A (ja) * 2008-01-29 2009-08-13 Renesas Technology Corp 半導体装置の製造方法および半導体装置
JP5210080B2 (ja) * 2008-07-31 2013-06-12 富士フイルム株式会社 医用撮像装置
JP5692986B2 (ja) * 2008-12-25 2015-04-01 キヤノン株式会社 被検体情報取得装置
JP5289073B2 (ja) * 2009-01-21 2013-09-11 キヤノン株式会社 超音波測定に用いられる圧迫装置とその圧迫制御方法、および光音響計測装置とその制御方法
JP5455006B2 (ja) * 2009-01-21 2014-03-26 キヤノン株式会社 超音波測定に用いられる圧迫装置とその圧迫制御方法、および光音響計測装置
JP5448785B2 (ja) * 2009-12-18 2014-03-19 キヤノン株式会社 測定装置、移動制御方法及びプログラム
JP5721477B2 (ja) * 2010-04-22 2015-05-20 キヤノン株式会社 測定装置
JP5641773B2 (ja) 2010-04-28 2014-12-17 キヤノン株式会社 測定装置
JP5587046B2 (ja) * 2010-06-10 2014-09-10 キヤノン株式会社 光音響測定装置
JP5843496B2 (ja) 2010-07-22 2016-01-13 キヤノン株式会社 音響波検出器および音響波測定装置
JP5863345B2 (ja) 2011-09-08 2016-02-16 キヤノン株式会社 被検体情報取得装置および被検体情報取得方法
JP2013150781A (ja) 2011-12-26 2013-08-08 Canon Inc 特性情報取得装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007229320A (ja) * 2006-03-03 2007-09-13 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 成分濃度測定装置
JP2008237655A (ja) * 2007-03-28 2008-10-09 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 成分濃度測定装置
JP2010075681A (ja) * 2008-08-27 2010-04-08 Canon Inc 光音響装置および光音響波を受信するための探触子
US20110232385A1 (en) * 2010-03-25 2011-09-29 Canon Kabushiki Kaisha Apparatus and method for photoacoustic imaging

Also Published As

Publication number Publication date
EP2633805A1 (en) 2013-09-04
US9326688B2 (en) 2016-05-03
CN103356229B (zh) 2015-04-29
EP2633805B1 (en) 2015-09-09
CN103356229A (zh) 2013-10-23
JP6025345B2 (ja) 2016-11-16
US20130231549A1 (en) 2013-09-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6025345B2 (ja) 被検体情報取得装置
JP5709399B2 (ja) 被検体情報取得装置およびその制御方法、ならびにプログラム
JP5541662B2 (ja) 被検体情報取得装置およびその制御方法
JP5574724B2 (ja) 被検体情報処理装置および被検体情報処理方法
JP5751769B2 (ja) 画像情報取得装置及びその制御方法
JP5693043B2 (ja) 被検体情報取得装置、被検体情報取得方法
US20170196461A1 (en) Object information acquiring apparatus and object information acquiring method
US20100087733A1 (en) Biological information processing apparatus and biological information processing method
WO2011052061A1 (ja) 光音響装置
JP2010088627A5 (ja)
JP5863345B2 (ja) 被検体情報取得装置および被検体情報取得方法
JP2013255707A (ja) 被検体情報取得装置、および、光音響プローブ
JP2012040361A (ja) 音響波検出器および音響波測定装置
WO2011040003A1 (en) Photoacustic measuring apparatus
US20130085371A1 (en) Acoustic wave acquiring apparatus
US20130331681A1 (en) Object information acquisition apparatus and photoacoustic probe
JP2019033803A (ja) 光音響探触子
JP2013188489A (ja) 被検体情報処理装置およびその作動方法
US20140066744A1 (en) Object information acquiring apparatus
JP6005211B2 (ja) 画像情報取得装置及び画像情報取得方法
JP6223073B2 (ja) 被検体情報取得装置
JP2014239830A (ja) 被検体情報取得装置およびその制御方法、ならびに保持装置
JP2014168631A (ja) 被検体情報取得装置、被検体情報取得装置の制御方法
JP2014226427A (ja) 被検体情報取得装置、被検体保持装置
JP2015211708A (ja) 被検体情報取得装置

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20150224

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20150224

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20160129

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20160216

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20160406

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: 20160913

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20161011

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 6025345

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151