JP2014180481A - 光音響計測装置および光音響計測方法並びにプローブの接触判断方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】測定光Lを出射する光出射部および複数の音響波検出素子を有するプローブ11を備える光音響計測装置10において、プローブ11および被検体Mが接触状態にあるかまたは非接触状態にあるかの判断を行う判断部28と、判断部28による判断結果に応じて測定光の強度を第1強度またはこれよりも大きい第2強度に制御する光強度制御部(例えば切替制御部36および強度切替部37)とを備える。判断部28は、複数の音響波検出素子によって検出された複数の光音響信号の変化の態様に基づいて上記判断を行う。
【選択図】図1
Description
測定光を出射する光出射部および複数の音響波検出素子を有するプローブを備え、測定光の出射に起因する被検体からの光音響信号を上記複数の音響波検出素子によって計測する光音響計測装置において、
プローブおよび被検体が接触状態にあるかまたは非接触状態にあるかの判断を行う判断部と、
判断部においてプローブおよび被検体が非接触状態にあると判断されたときに測定光の強度を第1強度に制御し、プローブおよび被検体が接触状態にあると判断されたときに測定光の強度を第1強度よりも大きい第2強度に制御する光強度制御部とを備え、
判断部が、複数の音響波検出素子によって検出された複数の光音響信号の変化の態様に基づいて上記判断を行うものであることを特徴とするものである。
測定光を出射する光出射部および複数の音響波検出素子を有するプローブを使用し、
複数の音響波検出素子によって検出された複数の光音響信号の変化の態様に基づいて、プローブおよび被検体が接触状態にあるかまたは非接触状態にあるかの判断を行い、
測定光の強度を、プローブおよび被検体が非接触状態にあると判断されたときに第1強度に制御し、プローブおよび被検体が接触状態にあると判断されたときに第1強度よりも大きい第2強度に制御して、被検体からの光音響信号を計測することを特徴とするものである。
測定光を出射する光出射部および複数の音響波検出素子を有するプローブを使用し、
複数の音響波検出素子によって検出された複数の光音響信号の変化の態様に基づいて、プローブおよび被検体が接触状態にあるかまたは非接触状態にあるかの判断を行うことを特徴とするものである。
まず、本発明の光音響計測装置および光音響計測方法並びにプローブの接触判断方法の第1の実施形態について説明する。図1は、第1の実施形態の光音響計測装置の構成を示す概念図であり、図2は、プローブの構成を示す(a)概略正面図および(b)概略側面図である。
プローブ11は、被検体に向けて超音波を照射したり、被検体M内を伝搬する音響波Uを検出したりするものである。すなわち、プローブ11は、被検体Mに対する超音波の照射(送信)、および被検体Mから反射して戻って来た反射超音波(反射音響波)の検出(受信)を行うことができる。さらにプローブ11は、被検体M内の吸収体65がレーザ光を吸収することにより被検体M内に発生した光音響波の検出も行うことができる。なお本明細書において、「音響波」とは超音波および光音響波を含む意味である。ここで、「超音波」とはプローブにより送信された弾性波を意味し、「光音響波」とは測定光の照射による光音響効果により被検体M内に発生した弾性波を意味する。また吸収体65としては、例えば血管、金属部材等が挙げられる。
レーザユニット13は、被検体Mに照射すべきレーザ光Lを測定光として出射する光源部である。このレーザ光を被検体Mが吸収することにより被検体M内で光音響波が発生する。レーザユニット13が出射するレーザ光は、例えば光ファイバ40などの導光手段を用いてプローブ11の先端まで導光され、プローブ11から被検体Mに照射される。
本実施形態の超音波ユニット12は、受信回路21、AD変換部22、受信メモリ23、光音響画像生成部24、判断部28、表示制御部30および制御部34を有する。
上記では、レーザ光源35が主として固体レーザである場合について説明したが、本発明はこれに限られない。例えば、レーザ光源35として半導体レーザを使用することも可能であり、この場合には、半導体レーザの駆動電流値を制御する制御手段が本発明の光強度制御部として機能する。
次に、本発明の光音響計測装置および光音響計測方法並びにプローブの接触判断方法の第2の実施形態について説明する。本実施形態は、接触判断が、光音響画像中の吸収体領域およびアーチファクト領域の出現または消失を複数の光音響信号の変化として取り扱って上記両領域の出現および消失の組合せに基づいて行われる点で、第1の実施形態と異なる。したがって、第1の実施形態と同様の構成要素についての詳細な説明は特に必要がない限り省略する。
次に、本発明の光音響計測装置および光音響計測方法並びにプローブの接触判断方法の第3の実施形態について説明する。図8は、第3の実施形態の光音響計測装置の構成を示す概念図である。本実施形態は、光音響画像に加えて反射音響波画像としての超音波画像も生成する点で、第1の実施形態と異なる。したがって、第1の実施形態と同様の構成要素についての詳細な説明は、特に必要がない限り省略する。
本実施形態の超音波ユニット12は、図1に示す光音響計測装置の構成に加えて、超音波画像生成部29および送信制御回路33を備える。
11 プローブ
12 超音波ユニット
13 レーザユニット
14 表示部
20 振動子アレイ
20a 超音波振動子
21 受信回路
22 変換部
23 受信メモリ
24 光音響画像生成部
28 判断部
29 超音波画像生成部
30 表示制御部
33 送信制御回路
34 制御部
35 レーザ光源
36 切替制御部
37 強度切替部
40 光ファイバ
41 分岐カプラ
42 導光板
45 筺体
65 吸収体
M 被検体
P 光音響画像
R1 アーチファクト領域
R2、R3 吸収体領域
RL 反射光
U 音響波
Claims (20)
- 測定光を出射する光出射部および複数の音響波検出素子を有するプローブを備え、前記測定光の出射に起因する被検体からの光音響信号を前記複数の音響波検出素子によって計測する光音響計測装置において、
前記プローブおよび前記被検体が接触状態にあるかまたは非接触状態にあるかの判断を行う判断部と、
前記判断部において前記プローブおよび前記被検体が非接触状態にあると判断されたときに前記測定光の強度を第1強度に制御し、前記プローブおよび前記被検体が接触状態にあると判断されたときに前記測定光の強度を前記第1強度よりも大きい第2強度に制御する光強度制御部とを備え、
前記判断部が、前記複数の音響波検出素子によって検出された複数の光音響信号の変化の態様に基づいて前記判断を行うものであることを特徴とする光音響計測装置。 - 前記判断部が、前記複数の光音響信号に基づいて該複数の光音響信号をそれぞれ検出している音響波検出素子の個数を求め、該個数の変化を前記複数の光音響信号の変化として取り扱って、前記個数と閾値個数とを比較したときの大小に基づいて前記判断を行うものである請求項1に記載の光音響計測装置。
- 前記接触状態から前記非接触状態への変化を判断するときの閾値個数が、前記非接触状態から前記接触状態への変化を判断するときの閾値個数よりも小さい請求項2に記載の光音響計測装置。
- 前記接触状態から前記非接触状態への変化を判断するときの閾値個数と、前記非接触状態から前記接触状態への変化を判断するときの閾値個数とが同一である請求項2に記載の光音響計測装置。
- 前記判断部が、前記複数の音響波検出素子のうち特定の音響波検出素子のみを対象にして前記個数を計数するものである請求項2から4いずれか1項に記載の光音響計測装置。
- 前記特定の音響波検出素子が、配列された前記複数の音響波検出素子のうち、中央近傍の連続した音響波検出素子である請求項5に記載の光音響計測装置。
- 前記判断部が、前記複数の光音響信号に基づいて生成された光音響画像における、前記被検体中の吸収体を表す吸収体領域および前記測定光の出射に起因するアーチファクトを表すアーチファクト領域の出現または消失を検出し、前記両領域の出現または消失を前記複数の光音響信号の変化として取り扱って前記両領域の出現および消失の組合せに基づいて前記判断を行うものである請求項1に記載の光音響計測装置。
- 前記判断部が、前記接触状態から前記非接触状態への変化を判断する際、前記光音響画像中に前記アーチファクト領域が検出されたときに、前記プローブおよび前記被検体の状態が前記接触状態から前記非接触状態へ変化したと判断するものである請求項7に記載の光音響計測装置。
- 前記判断部が、前記非接触状態から前記接触状態への変化を判断する際、前記光音響画像中に前記アーチファクト領域が検出され、該検出以後に前記吸収体領域が検出されたときに、前記プローブおよび前記被検体の状態が前記非接触状態から前記接触状態へ変化したと判断するものである請求項7または8に記載の光音響計測装置。
- 測定光を出射する光出射部および複数の音響波検出素子を有するプローブを使用し、
前記複数の音響波検出素子によって検出された複数の光音響信号の変化の態様に基づいて、前記プローブおよび前記被検体が接触状態にあるかまたは非接触状態にあるかの判断を行い、
前記測定光の強度を、前記プローブおよび前記被検体が非接触状態にあると判断されたときに第1強度に制御し、前記プローブおよび前記被検体が接触状態にあると判断されたときに前記第1強度よりも大きい第2強度に制御して、前記被検体からの光音響信号を計測することを特徴とする光音響計測方法。 - 前記複数の光音響信号に基づいて該複数の光音響信号をそれぞれ検出している音響波検出素子の個数を求め、該個数の変化を前記複数の光音響信号の変化として取り扱って、該個数と閾値個数とを比較したときの大小に基づいて前記判断を行う請求項10に記載の光音響計測方法。
- 前記接触状態から前記非接触状態への変化を判断するときの閾値個数が、前記非接触状態から前記接触状態への変化を判断するときの閾値個数よりも小さい請求項11に記載の光音響計測方法。
- 前記複数の音響波検出素子のうち特定の音響波検出素子のみを対象にして前記個数を計数する請求項11または12に記載の光音響計測方法。
- 前記複数の光音響信号に基づいて生成された光音響画像における、前記被検体中の吸収体を表す吸収体領域および前記測定光の出射に起因するアーチファクトを表すアーチファクト領域の出現または消失を検出し、前記両領域の出現または消失を前記複数の光音響信号の変化として取り扱って前記両領域の出現および消失の組合せに基づいて前記判断を行う請求項10に記載の光音響計測方法。
- 前記接触状態から前記非接触状態への変化を判断する際、前記光音響画像中に前記アーチファクト領域が検出されたときに、前記プローブおよび前記被検体の状態が前記接触状態から前記非接触状態へ変化したと判断する請求項14に記載の光音響計測方法。
- 前記非接触状態から前記接触状態への変化を判断する際、前記光音響画像中に前記アーチファクト領域が検出され、該検出以後に前記吸収体領域が検出されたときに、前記プローブおよび前記被検体の状態が前記非接触状態から前記接触状態へ変化したと判断する請求項14または15に記載の光音響計測方法。
- 測定光を出射する光出射部および複数の音響波検出素子を有するプローブを使用し、
前記複数の音響波検出素子によって検出された複数の光音響信号の変化の態様に基づいて、前記プローブおよび前記被検体が接触状態にあるかまたは非接触状態にあるかの判断を行うことを特徴とするプローブの接触判断方法。 - 前記複数の光音響信号に基づいて該複数の光音響信号をそれぞれ検出している音響波検出素子の個数を求め、該個数の変化を前記複数の光音響信号の変化として取り扱って、該個数と閾値個数とを比較したときの大小に基づいて前記判断を行う請求項17に記載のプローブの接触判断方法。
- 前記複数の光音響信号に基づいて生成された光音響画像における、前記被検体中の吸収体を表す吸収体領域および前記測定光の出射に起因するアーチファクトを表すアーチファクト領域の出現または消失を検出し、前記両領域の出現または消失を前記複数の光音響信号の変化として取り扱って前記両領域の出現および消失の組合せに基づいて前記判断を行う請求項17に記載のプローブの接触判断方法。
- 前記接触状態から前記非接触状態への変化を判断する際、前記光音響画像中に前記アーチファクト領域が検出されたときに、前記プローブおよび前記被検体の状態が前記接触状態から前記非接触状態へ変化したと判断する請求項19に記載のプローブの接触判断方法。
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