JP2014168632A - 被検体情報取得装置、被検体情報取得装置の制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】被検体内で発生する光音響信号を精度よく取得できる被検体情報取得装置を提供する。
【解決手段】被検体１０１に光を照射し、前記光の出射方向が変更可能な光照射部１０６と、前記光照射部１０６を第一の軸に沿って移動させる走査機構１０７と、前記被検体１０１に照射された光に起因して発生する音響波を受信する探触子１１３と、前記探触子１１３で受信した音響波から前記被検体１０１の特性情報を生成する処理部１１５と、前記第一の軸上における前記光照射部１０６の位置と、前記光照射部１０６から出射する光の出射方向を制御する制御部１０９と、を有し、前記制御部１０９は、前記光照射部１０６から出射する光の出射方向を、前記第一の軸上における前記光照射部１０６の位置に基づいて決定することを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、被検体情報取得装置およびその制御方法に関し、特に被検体内で発生する信号の強度を向上させる技術に関するものである。

被検体内部の断層画像を非侵襲で撮像する技術に関して、これまでに多くの提案がなされている。その中の一つに、光と超音波を用いて生体機能情報を取得するPhotoacoustic Tomography（ＰＡＴ：光音響トモグラフィ）がある。
光音響トモグラフィとは、光源で発生したパルス光（以下、計測光）を被検体に照射し、被検体内で光が吸収されることによって発生した音響波（典型的には超音波）を受信および解析し、被検体の内部組織を可視化する技術である。受信した音響波を解析することで、被検体内の光吸収体に起因した初期音圧分布を得ることができる。また、初期音圧分布に対して、光の分布を考慮した演算を行うことで、被検体内部の吸収係数など、光学特性に関連した情報を得ることができる。

ＰＡＴにおいて被検体内で発生する音響波の音圧は、光吸収体に到達する局所的な光量に比例する。従って、生体内部の情報を精度良く得るためには、被検体に照射される計測光の光量を大きくする必要がある。

ＰＡＴの技術を用いて乳がんの診断を行う装置に、例えば非特許文献１に記載の装置がある。当該装置では、被検者の乳房を二枚の保持部材で圧迫して保持することで、乳房の内部に到達する計測光の光量を確保している。
一方で、乳がんの診断は、乳房だけでなく、その根元の胸壁部分を含む領域を観察しなければ正確に行うことができない。すなわち、ＰＡＴ装置を用いて乳がんの診断を行う場合、胸壁付近の情報を精度良く得るために、乳房だけでなく、胸壁付近に照射される計測光の光量を大きくする必要がある。
この課題を解決する発明に、特許文献１に記載の光音響撮影装置がある。当該装置では、被検体に照射される光が胸壁方向を向くように光照射部を配置することで、胸壁部に照射される計測光の光量を大きくしている。

特開２０１１−１８３０５７号公報

Susanne E.et al.，"First clinical trials of the Twente photoacoustic mammoscope (PAM)"，Proceedings of the SPIE，Vol.6629，pp.662917，2007

しかしながら、特許文献１に記載の装置では、乳房と接する保持部材の全面から計測光を出射させなければならないため、膨大な数の光照射部が必要となり、非現実的な装置構成となってしまう。現実的な装置構成にするためには、被検体に対して小型の光照射部を設け、保持された乳房に計測光を照射しながら当該光照射部を移動させる構成にする必要がある。しかし、このような光照射部を走査させるタイプの測定装置では、被検体に対して垂直に計測光が入射するため、胸壁付近に十分な光量の光を照射することができない。すなわち、胸壁付近で発生する光音響信号を精度良く得られないという課題があった。

本発明はこのような課題に鑑みなされたものであり、被検体内で発生する光音響信号を精度よく取得できる被検体情報取得装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明に係る被検体情報取得装置は、
被検体に光を照射し、前記光の出射方向が変更可能な光照射部と、前記光照射部を第一の軸に沿って移動させる走査機構と、前記被検体に照射された光に起因して発生する音響波を受信する探触子と、前記探触子で受信した音響波から前記被検体の特性情報を生成する処理部と、前記第一の軸上における前記光照射部の位置と、前記光照射部から出射する光の出射方向を制御する制御部と、を有し、前記制御部は、前記光照射部から出射する光の出射方向を、前記第一の軸上における前記光照射部の位置に基づいて決定することを特徴とする。

また、本発明に係る被検体情報取得装置の制御方法は、
被検体に光を照射し、前記光の出射方向が変更可能な光照射部と、前記被検体に照射された光に起因して発生する音響波を受信する探触子と、を有する被検体情報取得装置の制御方法であって、前記光照射部を第一の軸に沿って移動させる移動ステップと、前記光の出射方向を、前記光照射部の前記第一の軸上における位置に基づいて決定する制御ステップと、前記探触子によって音響波を受信する受信ステップと、前記受信した音響波から前記被検体の特性情報を生成する処理ステップと、を含むことを特徴とする。

本発明によれば、被検体内で発生する光音響信号を精度よく取得できる被検体情報取得装置を提供することができる。

第一の実施形態に係る光音響測定装置の構成図。 第一の実施形態に係る光照射部を説明する図。 第一の実施形態における光照射部の走査経路を示す図。 第一の実施形態における測定のフロー図。 第二の実施形態に係る光音響測定装置の構成図。 第二の実施形態に係る光照射部の構造を説明する図。 第三の実施形態における光照射部の走査経路を示す図。 第三の実施形態における測定のフロー図。 実施例の効果を説明するための図。

（第一の実施形態）
以下、図面を参照しつつ、本発明の第一の実施形態を詳細に説明する。
第一の実施形態に係る光音響測定装置は、計測光を被検体に照射し、計測光に起因して被検体内で発生した音響波を受信および解析することで、被検体である生体内部の情報を画像化する装置である。

<システム構成>
まず、図１（ａ）を参照しながら、本実施形態に係る光音響測定装置の構成を説明する。
第一の実施形態に係る光音響測定装置は、胸壁支持部１０２ａおよび１０２ｂ、保持部材１０３、光源１０４、光伝送部１０５、光照射部１０６、走査機構１０７、回転機構１０８、制御部１０９、探触子１１３、処理部１１５からなる。また、保持部材１０３は、
可動保持部材１０３ａおよび固定保持部材１０３ｂからなる。
なお、装置を構成するものではないが、図１中、符号１０１は被検体、符号１１０は計測光、符号１１１ａは第一の光吸収体、符号１１１ｂは第二の光吸収体、符号１１２ａは第一の音響波、符号１１２ｂは第二の音響波、符号１１４は音響マッチング剤を表す。

測定は、胸壁支持部１０２（本発明における被検者支持部材）に開いた開口部に被検者の乳房を挿入し、挿入した乳房を可動保持部材１０３ａおよび固定保持部材１０３ｂで挟んだ状態で行う。
まず、光照射部１０６から発せられたパルス光が、可動保持部材１０３ａ越しに被検体１０１に照射される。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に吸収されると、その光吸収体の熱膨張により音響波が発生する。被検体内で発生した音響波は、固定保持部材１０３ｂ越しに探触子１１３で受信され、処理部１１５によって解析される。解析結果は、被検体内の特性情報を表す画像として出力されるため、本実施形態に係る光音響測定装置は、被検体情報取得装置とも呼べる。
以下、本実施形態に係る光音響測定装置を構成する各手段について説明する。

<<光源１０４>>
光源１０４はパルス光を発生させる装置である。光源は、大出力を得るためレーザー光源であることが望ましいが、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。光源としてレーザーを用いる場合、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ものが使用できる。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。この光源制御部は、光源と一体化されていても良い。
また、光音響波を効果的に発生させるためには、被検体の熱特性に応じて十分短い時間に光を照射させなければならない。被検体が生体である場合、光源から発生するパルス光のパルス幅は１０〜５０ナノ秒程度が好適である。また、パルス光の波長は、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以下であることが望ましい。

<<光伝送部１０５>>
光伝送部１０５は、光源１０４で発生したパルス光を被検体１０１へ導く手段である。具体的には、所望のビーム形状、光強度分布を得られるように、光ファイバやレンズ、ミラー、拡散板などで構成された光学部材である。これらの光学部材を用いて、パルス光の照射形状、光密度、被検体への照射方向などの照射条件を任意のものに設定することができる。

<<光照射部１０６（回転機構１０８）>>
光照射部１０６は、被検体に対して計測光を出射させる手段である。光照射部１０６は、光源と一体となっていても良いし、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光源と接続されていても良い。本実施形態では、光源１０４、光伝送部１０５、光照射部１０６が互いに接続されている。
また、回転機構１０８は、光照射部１０６を回転させる手段である。回転の中心は、光照射部１０６の光出射端の中心である。回転機構１０８を回転させることによって、光照射部１０６から出射する計測光の出射方向が変更可能な構成となっている。

<<走査機構１０７>>
走査機構１０７は、光照射部１０６を被検体１０１に沿って移動させるための手段である。走査機構１０７は、図１における上下方向、すなわち被検体の挿入方向のほか、紙面垂直方向に光照射部１０６を移動させることができる。すなわち、光照射部１０６は、走査機構１０７によって二次元方向に移動することができる。走査機構１０７上での光照射
部１０６の位置は、以下で述べる制御部１０９によって制御される。走査機構１０７と制御部１０９とを組み合わせることで、光照射部を二次元的に走査させながら光音響測定を行うことができる。図１における上下方向が本発明における第一の軸であり、第一の軸に直交する紙面垂直方向が本発明における第二の軸である。

<<制御部１０９>>
制御部１０９は、走査機構１０７を駆動することで光照射部１０６の位置を制御する手段である。また、回転機構１０８を駆動することで光照射部１０６から出射される計測光の方向を制御する手段である。胸壁付近で発生する光音響信号強度を大きくするためには、胸壁付近に照射される計測光の光量を大きくする必要がある。そのため、制御部１０９は、光照射部１０６から照射される計測光の出射方向を、光照射部１０６の位置（本発明における第一の軸上の位置）に応じて変更する。計測光の向きを変更する具体的な方法については後述する。

<<被検体１０１（光吸収体１１１）>>
被検体１０１および光吸収体１１１ａおよび１１１ｂ（光吸収体１１１と総称する）は、本発明を構成するものではないが、ここで説明する。被検体１０１は、光音響測定を行う対象物であり、典型的には生体である。ここでは、人の乳房を被検体とする。
本実施形態に係る光音響測定装置では、被検体１０１の内部に存在する光吸収係数の大きい光吸収体１１１をイメージングすることができる。被検体が生体である場合、光吸収体１１１とは、具体的には水、脂質、メラニン、コラーゲン、タンパク質、酸化ヘモグロビン、還元ヘモグロビンなどである。光吸収体をイメージングすることで、本実施形態に係る光音響測定装置は、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行うことができる。

<<保持部材１０３>>
保持部材１０３は、被検体１０１を保持する手段であり、本実施形態では、保持部材１０３ａと１０３ｂの二つからなる（以下それぞれ、可動保持部材１０３ａ、固定保持部材１０３ｂと称する）。二枚の保持部材のうち、探触子がある側の固定保持部材１０３ｂは乳房に対して固定されているが、光照射部がある側の可動保持部材１０３ａは、乳房を圧迫するように、光照射部１０６とは独立して動くことができる。
探触子と被検体を音響的に結合させるため、保持部材１０３は、被検体と音響インピーダンスが近い素材であることが望ましい。ただし、本実施形態のように、二枚の保持部材で被検体を挟んで保持し、探触子と反対側の被検体表面に光を照射する場合、光を照射する側の可動保持部材１０３ａは音響インピーダンスを考慮しなくても良く、計測光に対して透過率が高い素材であれば良い。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、ポリメチルペンテンなどが挙げられる。

<<探触子１１３>>
探触子１１３は、被検体１０１の内部で発生した音響波（典型的には超音波）をアナログの電気信号に変換する手段である。探触子１１３は、単一の音響検出器からなってもよいし、複数の音響検出器からなってもよい。また、探触子１１３は、複数の受信素子が一次元、或いは二次元に配置されたものであってもよい。多次元配列素子を用いると、同時に複数の場所で音響波を受信することができるため、測定時間を短縮することができる。なお、探触子が被検体よりも小さい場合は、探触子を走査させて複数の位置で音響波を受信するようにしても良い。また、光照射部１０６と探触子１１３は、本実施形態のように被検体を挟むように配置してもよいし、共に同じ側に配置しても良い。

また、探触子１１３は、感度が高く、周波数帯域が広いものが望ましい。具体的にはＰＺＴ（圧電セラミックス）、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン樹脂）、ｃＭＵＴ（容量性
マイクロマシン超音波トランスデューサ）、ファブリペロー干渉計を用いたものなどが挙げられる。ただし、ここに挙げたものだけに限定されず、探触子としての機能を満たすものであれば、どのようなものであってもよい。
また、探触子１１３は、音響波の反射、減衰の影響を排除するために、被検体１０１（および固定保持部材１０３ｂ）と音響的に結合している必要がある。例えば、探触子１１３と固定保持部材１０３ｂの間には、音響マッチング材や水、オイルなどの音響整合材を設けることが望ましい。本実施形態では、探触子１１３と固定保持部材１０３ｂの間に音響マッチング材１１４を配置する。

<<処理部１１５>>
処理部１１５は、探触子１１３で得られた電気信号を増幅してデジタル信号に変換し、当該デジタル信号を処理して画像を生成する手段である。処理部１１５によって、被検体内の光吸収体に起因した初期音圧の分布を表す画像や、吸収係数の分布を表す画像が生成される。処理部１１５は、ＣＰＵと主記憶装置、および補助記憶装置を有するコンピュータであってもよいし、専用に設計されたハードウェアであってもよい。

<測定処理の概要>
次に、第一の実施形態に係る光音響測定装置が行う測定処理の概要について、図１（ａ）および図１（ｂ）、図２を参照しながら説明する。図１（ａ）は、光照射部１０６が胸壁から離れている場合を示した図であり、図１（ｂ）は、光照射部１０６が胸壁に接近している場合を示した図である。また、図２は、光照射部１０６の周辺を拡大した図である。

図３は、光照射部１０６側から被検体１０１を見たときの、光照射部１０６の走査経路を示した図である。ここで、Ｌ１０１〜Ｌ１０３は走査ラインであり、Ｐ１０１〜Ｐ１０３は各走査ラインの開始点である。本例では走査ラインは三本であるが、走査ラインの本数は、被検体の大きさや探触子の幅等によって決まるものであるため、必ずしも三本である必要は無い。

走査経路上における光照射部１０６の位置は、制御部１０９によって制御される。また、本実施形態では、制御部１０９は、光照射部１０６がＬ１０１上にある場合にのみ、回転機構１０８を駆動させ、光照射部１０６を胸壁側に３度傾ける。一方、光照射部１０６が他の走査ライン上（Ｌ１０２，Ｌ１０３）にある場合には、制御部１０９は、光照射部１０６を正面、すなわち可動保持部材１０３ａに対して垂直な方向に向ける。

被検体１０１に照射された計測光１１０は、被検体１０１の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（図１の例では、光吸収体１１１ａおよび１１１ｂ）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（図１の例では、音響波１１２ａおよび音響波１１２ｂ）を発生する。発生した音響波は被検体１０１内を伝搬し、その一部が固定保持部材１０３ｂを通して探触子１１３に到達する。探触子１１３が受信した音響波は、電気信号となって処理部１１５に転送され、光吸収係数を表す画像といった、所望のデータに加工される。

<測定処理フローチャート>
次に、以上に説明した処理を行うためのフローについて、図４を参照しながら説明する。
測定が開始されると、制御部１０９が走査機構１０７を駆動し、光照射部１０６を測定開始点Ｐ１０１に移動させる（Ｓ１０１）。このとき、光照射部１０６はＬ１０１上にあるため、制御部１０９は、回転機構１０８を駆動し、光照射部１０６を胸壁側に３度傾ける（Ｓ１０２）。
ステップＳ１０２の処理が完了すると、制御部１０９が、光照射部１０６を走査ラインＬ１０１に沿って移動させ、走査ラインＬ１０１についての測定を行う（Ｓ１０３）。
走査ラインＬ１０１の測定が完了すると、制御部１０９が、光照射部１０６を走査ラインＬ１０２の開始点Ｐ１０２に移動させる（Ｓ１０４）。このとき、光照射部１０６はＬ１０２上にあるため、制御部１０９は、回転機構１０８を駆動し、光照射部１０６の傾斜を元に戻す（Ｓ１０５）。これにより、計測光の出射方向は可動保持部材１０３ａに対して垂直となる。
ステップＳ１０５の処理が完了すると、制御部１０９が、光照射部１０６を走査ラインＬ１０２に沿って移動させ、走査ラインＬ１０２についての測定を行う（Ｓ１０６）。
走査ラインＬ１０２の測定が完了すると、制御部１０９が、光照射部１０６を走査ラインＬ１０３の開始点Ｐ１０３に移動させる（Ｓ１０７）。そして、制御部１０９が、光照射部１０６を走査ラインＬ１０３に沿って移動させ、走査ラインＬ１０３についての測定を行う（Ｓ１０８）。

第一の実施形態によると、光照射部１０６が胸壁に最も近い走査ラインにある場合にのみ、計測光の出射方向を傾ける処理を行う。これにより、測定結果に与える影響を最小限にしつつ、胸壁付近に十分な光量の光を照射することができる。

なお、第一の実施形態では、光照射部１０６が走査ラインＬ１０１にあるときにのみ、光照射部１０６を傾けたが、他の方法を用いてもよい。例えば、光照射部１０６と胸壁との距離に応じて、傾ける角度を走査ラインごとに決定してもよい。また、ある走査ラインを走査中に、特定の領域でのみ光照射部１０６を傾けてもよい。また、走査中に光照射部１０６の角度を連続的に変えてもよい。いずれの場合も、光照射部１０６から出射する計測光の方向を、胸壁支持部１０２と光照射部１０６との距離に基づいて決定することができれば、本発明の課題を解決することができる。好ましくは、光照射部１０６が、その可動範囲の上端部寄りにあるほど、計測光の出射方向をより胸壁側（すなわち被検者支持部材側）に向け、被検体に対する入射角を小さくするとよい。

（第二の実施形態）
第一の実施形態では、回転機構１０８によって光照射部１０６自体を回転させることで計測光の出射方向を変更した。これに対して、第二の実施形態は、光照射部１０６の内部に光路の向きを変更する機構を設け、当該機構を駆動することで計測光の出射方向を変える実施形態である。
図５および図６は、第二の実施形態に係る光音響測定装置を説明するための図である。図５（ａ）は、光照射部１０６が胸壁から離れている場合を示す図であり、図５（ｂ）は光照射部１０６が胸壁に接近している場合を示す図である。なお、第一の実施形態と同一の構成要素には、原則として同一の参照番号を付して、説明を省略する。

第二の実施形態に係る光照射部２０６は、その内部に光路切り替え機構を有しているという点において第一の実施形態（光照射部１０６）と相違する。具体的には、内部に設けられた光反射部材を回転させることによって計測光の出射方向を変更する。図６（ａ）は、光照射部２０６の内部構造を示した図である。
図６（ａ）において、符号２１６ａは第一の光反射部材、符号２１６ｂは第二の光反射部材、符号２１７は回転機構である。光反射部材とは、典型的にはミラーである。第二の実施形態では、制御部１０９が、回転機構２１７を回転させることによって、計測光の出射方向を変更する。

第二の実施形態における探触子１１３の走査経路および処理フローは、第一の実施形態と同様である。すなわち、光照射部２０６が胸壁に近い位置（走査ラインＬ１０１上）にある場合には、計測光の出射方向を胸壁側に傾ける。また、光照射部２０６が胸壁から離
れた位置（走査ラインＬ１０２，Ｌ１０３上）にある場合には、計測光の出射方向を可動保持部材１０３ａに対して垂直な方向とする。唯一、ステップＳ１０２およびステップＳ１０５において、回転機構１０８を駆動するかわりに回転機構２１７を駆動するという点のみが異なる。

このように第二の実施形態では、光照射部２０６全体が回転せず、内蔵された光反射部材だけが回転するため、光照射部２０６周辺の構成部品による物理的な制約を受けにくいという利点がある。

なお、第二の実施形態では、光反射部材２１６ｂに連結された回転機構を回転させることによって計測光の出射方向を変更したが、他の方法を用いてもよい。例えば、図６（ｂ）のように、光反射部材の代わりに凹レンズ２１８と凸レンズ２１９を一枚ずつ配置し、凸レンズ２１９に連結された移動機構２２０を平行に移動させることで、凸レンズ２１９の中心から光軸をずらすようにしてもよい。このようにすることで、光照射部２０６から出射する計測光の方向を変更することができる。計測光の出射方向を変更するための内部機構には、任意の機構を採用することができる。

（第三の実施形態）
第一および第二の実施形態では、光照射部１０６から出射する計測光の出射方向を走査ラインごとに決定した。しかし、この方法を用いると、胸壁に最も近い走査ラインにおいて、胸壁部以外に照射される光の光量が弱くなってしまう。第三の実施形態では、これに対応するため、同一の走査ラインに対して、計測光の出射方向を変えながら複数回の走査を行う実施形態である。
図７は、第三の実施形態の走査経路を説明するための図であり、図８は、第三の実施形態に係る光音響測定装置の処理フロー図である。第三の実施形態に係る光音響測定装置の構成は、第一の実施形態と同様である。

第三の実施形態における測定のフローを、図８を用いて説明する。
測定が開始されると、制御部１０９が、光照射部１０６を測定開始点Ｐ３０１に移動させる（Ｓ３０１）。続いて、制御部１０９が回転機構１０８を駆動し、光照射部１０６を胸壁側に３度傾ける（Ｓ３０２）。
ステップＳ３０２の処理が完了すると、制御部１０９が、光照射部１０６を走査ラインＬ３０１に沿って移動させ、走査ラインＬ３０１についての測定を行う（Ｓ３０３）。
走査ラインＬ３０１の一回目の測定が完了すると、制御部１０９が、回転機構１０８を駆動し、光照射部１０６の傾斜を元に戻す（Ｓ３０４）。そして、走査ラインＬ３０１を再度走査し、走査ラインＬ３０１についての二回目の測定を行う（Ｓ３０５）。なお、図７では説明の都合上、走査ラインＬ３０１を二本図示しているが、走査を行う場所は同一である。

走査ラインＬ３０１についての二回目の測定が完了すると、制御部１０９が、光照射部１０６を走査ラインＬ３０２の開始点Ｐ３０２に移動させる（Ｓ３０６）。そして、制御部１０９が、光照射部１０６を走査ラインＬ３０２に沿って移動させ、走査ラインＬ３０２についての測定を行う（Ｓ３０７）。
走査ラインＬ３０２についての測定が完了すると、制御部１０９が、光照射部１０６を走査ラインＬ３０３の開始点Ｐ３０３に移動させる（Ｓ３０８）。そして、制御部１０９が、光照射部１０６を走査ラインＬ３０３に沿って移動させ、走査ラインＬ３０３についての測定を行う（Ｓ３０９）。

このように、第三の実施形態では、同一の走査ラインＬ３０１において、計測光の出射方向を変更して行う走査と、計測光の出射方向を変更せずに行う走査を組み合わせて実行
する。このようにすることで、他の実施形態と同様に、胸壁付近の情報を精度良く得ることができ、かつ、胸壁付近以外の領域についても十分な光量の計測光を照射することができる。

なお、第三の実施形態では、光照射部１０６を傾けた状態で走査ラインＬ３０１に対して走査を行った後、光照射部１０６を正面に向けて逆方向に再度走査を行ったが、走査の順番は任意でよい。例えば、計測光の出射方向を傾けずにＬ３０１〜Ｌ３０３を走査してから、計測光の出射方向を傾けて再びＬ３０１を走査するようにしてもよい。同じ走査ラインに対して走査を複数回行い、少なくともうち一回について計測光の出射方向を変更することができればよい。

（実施例）
次に、第一の実施形態に対応する実施例について述べる。
本実施例では、第一の胸壁支持部１０２ａおよび第二の胸壁支持部１０２ｂとして、厚さ３ｍｍのタングステンカーバイドを用いた。被検体である乳房は、可動保持板１０３ａと固定保持板１０３ｂに挟んで保持される。光源１０４には、波長が可変なチタン・サファイアレーザーを用いた。用いたレーザーのパルス幅は１０ナノ秒、周波数は１０Ｈｚであり、波長は７９７ｎｍである。

また、光照射部１０６が走査ラインＬ１０１にあるときの、光照射部１０６の光出射部の中心と胸壁支持部の上面との間隔は３３ｍｍであった。また、被検体１０１および可動保持部材１０３ａが接する面と、光照射部１０６の光出射端との間隔は１６５ｍｍであった。また、被検体からの音響波を効率よく受信するために、可動保持部材１０３ａとして、アクリルで作られた厚さ２０ｍｍの可動保持部材を用いた。

固定保持部材１０３ｂには、ポリメチルペンテンで作られた厚さ７ｍｍの部材を用いた。また、探触子１１３には、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。また、固定保持部材１０３ｂと探触子１１３との音響マッチングを取るために、固定保持部材１０３ｂと探触子１１３との間に、ひまし油からなる音響マッチング剤１１４を配置した。

図９（ａ）は、光照射部１０６が走査ラインＬ１０１上にあり、かつ、計測光が可動保持部材１０３ａに対して垂直方向に向けられている場合に、被検体に照射される光照射密度の分布を示したものである。図９（ａ）のＸ軸は、図１（ａ）の紙面垂直方向であり、原点は乳房の中心である。また、図９（ａ）のＹ軸は、第二の胸壁支持部１０２ｂに対して垂直な方向であり、原点は第二の胸壁支持部の支持面である。一方、図９（ｂ）は、光照射部１０６が走査ラインＬ１０１上にあり、計測光が胸壁側に３度傾けられている場合に被検体に照射される光照射密度の分布を示したものである。

図９（ｃ）は、図９（ａ）と（ｂ）のそれぞれについて、各Ｙ座標における光照射密度をＸ方向に積分した値であり、縦軸がＹ座標、横軸が光照射密度をＸ方向に積分した値である。図９（ｃ）を見ると、光照射部１０６を胸壁側に傾けることにより、胸壁付近に照射される計測光の光量を確保できていることが分かる。

１０４・・・光源、１０５・・・光伝送部、１０６・・・光照射部、１０７・・・走査機構、１０９・・・制御部、１１３・・・探触子、１１５・・・処理部

Claims (16)

1. 被検体に光を照射し、前記光の出射方向が変更可能な光照射部と、
   前記光照射部を第一の軸に沿って移動させる走査機構と、
   前記被検体に照射された光に起因して発生する音響波を受信する探触子と、
   前記探触子で受信した音響波から前記被検体の特性情報を生成する処理部と、
   前記第一の軸上における前記光照射部の位置と、前記光照射部から出射する光の出射方向を制御する制御部と、を有し、
   前記制御部は、前記光照射部から出射する光の出射方向を、前記第一の軸上における前記光照射部の位置に基づいて決定する
   ことを特徴とする、被検体情報取得装置。
2. 前記制御部は、前記第一の軸上における前記光照射部の位置が、前記光照射部の可動範囲のより端部であるほど、前記被検体に対する前記光の入射角がより小さくなるように前記光の出射方向を制御する
   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. 被検体を挿入する開口部を備えた被検者支持部材をさらに有し、
   前記第一の軸は、被検体の挿入方向に対して平行であり、
   前記制御部は、前記第一の軸上における前記光照射部の位置が前記被検者支持部材に近いほど、前記光の出射方向がより前記被検者支持部材側を向くよう制御する
   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. 前記光照射部は、回転機構によって回転可能であり、
   前記制御部は、前記回転機構を回転させることによって前記光の出射方向を変更する
   ことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の被検体情報取得装置。
5. 前記光照射部は、光路切り替え機構を有し、
   前記制御部は、前記光路切り替え機構によって前記光の出射方向を変更する
   ことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の被検体情報取得装置。
6. 前記光路切り替え機構は、回転する光反射部材を備えた機構であり、
   前記制御部は、前記光反射部材を回転させることによって前記光の出射方向を変更する
   ことを特徴とする、請求項５に記載の被検体情報取得装置。
7. 前記光路切り替え機構は、少なくとも一枚のレンズを移動させる移動機構であり、
   前記制御部は、前記レンズを移動させることによって前記光の出射方向を変更する
   ことを特徴とする、請求項５に記載の被検体情報取得装置。
8. 前記走査機構は、前記光照射部を、前記第一の軸と直交する第二の軸に沿ってさらに移動可能な構成であり、
   前記制御部は、前記光照射部を前記第二の軸に沿って移動させて行う走査を複数回行い、前記複数回の走査の少なくとも一回において、前記光照射部から出射する光の出射方向を、前記第一の軸上における前記光照射部の位置に基づいて決定する
   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。
9. 被検体に光を照射し、前記光の出射方向が変更可能な光照射部と、
   前記被検体に照射された光に起因して発生する音響波を受信する探触子と、
   を有する被検体情報取得装置の制御方法であって、
   前記光照射部を第一の軸に沿って移動させる移動ステップと、
   前記光の出射方向を、前記光照射部の前記第一の軸上における位置に基づいて決定する制御ステップと、
   前記探触子によって音響波を受信する受信ステップと、
   前記受信した音響波から前記被検体の特性情報を生成する処理ステップと、
   を含むことを特徴とする、被検体情報取得装置の制御方法。
10. 前記制御ステップでは、前記第一の軸上における前記光照射部の位置が、前記光照射部の可動範囲のより端部であるほど、前記被検体に対する前記光の入射角がより小さくなるように前記光の出射方向を決定する
    ことを特徴とする、請求項９に記載の被検体情報取得装置の制御方法。
11. 被検体を挿入する開口部を備えた被検者支持部材をさらに有する被検体情報取得装置の制御方法であって、
    前記第一の軸は、被検体の挿入方向に対して平行であり、
    前記制御ステップでは、前記第一の軸上における前記光照射部の位置が前記被検者支持部材に近いほど、前記光の出射方向がより前記被検者支持部材側を向くよう制御する
    ことを特徴とする、請求項９または１０に記載の被検体情報取得装置の制御方法。
12. 前記光照射部は、回転機構によって回転可能であり、
    前記制御ステップでは、前記回転機構を回転させることによって前記光の出射方向を変更する
    ことを特徴とする、請求項９〜１１のいずれか１項に記載の被検体情報取得装置の制御方法。
13. 前記光照射部は、光路切り替え機構を有し、
    前記制御ステップでは、前記光路切り替え機構によって前記光の出射方向を変更する
    ことを特徴とする、請求項９〜１１のいずれか１項に記載の被検体情報取得装置の制御方法。
14. 前記光路切り替え機構は、回転する光反射部材を備えた機構であり、
    前記制御ステップでは、前記光反射部材を回転させることによって前記光の出射方向を変更する
    ことを特徴とする、請求項１３に記載の被検体情報取得装置の制御方法。
15. 前記光路切り替え機構は、少なくとも一枚のレンズを移動させる移動機構であり、
    前記制御ステップでは、前記レンズを移動させることによって前記光の出射方向を変更する
    ことを特徴とする、請求項１３に記載の被検体情報取得装置の制御方法。
16. 前記移動ステップでは、前記光照射部を、前記第一の軸と直交する第二の軸に沿ってさらに移動させ、
    前記制御ステップでは、前記光照射部を前記第二の軸に沿って移動させて行う走査を複数回行い、前記複数回の走査の少なくとも一回において、前記光照射部から出射する光の出射方向を、前記第一の軸上における前記光照射部の位置に基づいて決定する
    ことを特徴とする、請求項９に記載の被検体情報取得装置の制御方法。

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