JP2015177907A - 被検体情報取得装置 - Google Patents
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Abstract
Description
という課題が新たに発生する。
のプログラムを格納した記憶媒体としても捉えられる。
本発明の実施形態の詳細を説明する前に、光音響イメージング装置の超音波変換器に好適であるCMUTプローブについて説明する。
図9(a)はCMUTプローブの構成を説明するための模式的な図である。図9(a)において符号21はCMUTプローブ、符号210はCMUT素子である。CMUT素子210は静電容量型の変換素子である。CMUT素子210の振動膜は、従来のピエゾ素子で実現した超音波変換器と比較して、非常に軽く、柔らかいという特長がある。そのため、音響整合層を用いずともCMUT素子−生体間において良好な音響整合が実現できる。それゆえ、広帯域の信号を受信することができる。
償コンデンサ、符号218は出力インピーダンスを決定する抵抗、符号219は電流電圧変換回路211の出力端子である。
一方、ピエゾ素子に比べCMUTプローブ21では、電流電圧変換回路211がCMUT素子210の近くに必要なため、電源配線212が必要になり、配線の数が増加する。さらに、前述した様にCMUT素子のバイアス電圧は100V程度の高い電圧である。そのため、電源配線212の中でも特に、バイアス電圧を供給する配線に要する配線に耐圧の高い配線が必要であり、信号配線213に比べ太い配線が必要となる。
次に、本発明を乳房の光音響イメージングに適応した場合の装置の構成を説明する。ただし本発明は乳房の観察に限定したものではなく、被検体として生体の他の部位や、ファントムなどの非生体の試料を用いてもよい。また本発明は光音響イメージングに限らず、超音波エコー測定に適用してもよい。
い方向を、半球状の曲率中心付近(特定の領域)に向けることができる。このような配置は、複数の変換素子のうち少なくとも一部の変換素子同士の指向軸(最も受信感度の高い方向に沿った軸)が集まるような配置であるといえる。具体的には、複数の変換素子のうち少なくとも一部の変換素子のそれぞれの受信感度の最も高い方向が交差するような配置であると好ましい。
なお、本明細書において、「球面」とは真球上の面以外の球面も含む。つまり、半球面等の開口がある球面を含む。また、「球面」と見なせる程度の表面上の凹凸がある面や、球面と見なせる程度の楕円体(楕円を三次元へ拡張した形であり、表面が二次曲面からなる形)上の面も含む。
前述した様に、CMUT素子210と電流電圧変換回路211の距離を離して実装することは困難であり、両者を近傍に配置する必要がある。そのため、このようにまばらな間隔でCMUT素子210による超音波変換器を実現する場合、CMUT素子210と電流電圧変換回路211をひとつの筺体に実装したCMUTプローブ21を複数用い、検出器20を実現することが好適である。
が用いられる。
光音響イメージング装置における乳房を観察する部分を、このような構造とすることによって、被検体である乳房の画像再構成を良好に実施できる。
本発明の第1の実施形態を、図1を用いて詳しく説明する。図1は本発明の第1の実施形態の光音響イメージング装置のうち、乳房を観察する部分の構造を示す図である。図1(a)は本発明の第1の実施形態の光音響イメージング装置の検出器を、診察台10の下方向から見た模式的な図である。図1(a)において図面の左右方向がX軸、図面の上下方向がY軸、図面の垂直方向(紙面の奥行方向)がZ軸である。
る。こうすることで、CMUTプローブ21と中継基板間の電源配線212、信号配線213の位置を固定したまま保守作業を行えるので、CMUTプローブ21の交換がより容易になる。このメリットは、多くのCMUTプローブ21を実装した、配線の多い検出器20の場合、より顕著となる。
レーザパルス送信部3中、符号31はレーザ発光制御回路、符号32はQスイッチ、符号33はレーザ装置である。
42で変換されたデジタルデータ(光音響データ)を信号処理する信号処理部である。符号451は書き込み制御回路、符号452はFIFO等のメモリ、符号453は信号処理回路である。前述した様に、図中には、検出器20が備える複数のCMUTプローブ21のうち一つだけが示されており、受信部4についても、実際には、それら複数のCMUT素子ごとに並列にメモリ452を備えている。
図5を用いて説明する第2の実施形態は、第1の実施形態とは中継基板の数が異なる。図5(a)は本発明の第2の実施形態の光音響イメージング装置の検出器を、診察台10の下方向から見た模式的な図である。図5(a)において図面の左右方向がX軸、図面の上下方向がY軸、図面の垂直方向(紙面の奥行方向)がZ軸である。
第2の実施形態における中継基板22a〜22hは、第1の実施形態と比べて接続されるCMUTプローブ21の数が異なるだけなので、詳しい説明は省略する。
中継基板から電源部7と受信部4への配線の実装方法については、一つのあるいは複数の中継基板の電源コネクタ226、信号コネクタ227からの配線をまとめケーブル化する。例えば第1の実施形態と同様に、2つの中継基板の電源コネクタ226、信号コネクタ227からの配線をまとめて、4本のケーブルを配線すると良い。前述した様に、電源コネクタ226、信号コネクタ227からの配線を別々にまとめて実装しても良い。また、検出器20(検出器テーブル13)を走査(移動)する場合も、第1の実施形態と同様に、ケーブルを検出器テーブル13とフレーム16各々に固定し、ケーブルベア(登録商
標)と呼ばれるフレキシブルなケーブルのガイドの中に実装すると好適である。
他の構成は、第1の実施形態で説明したとおりであるので、説明は省略する。
第3の実施形態では、第1および第2の実施形態と中継基板の形状が大きく異なる。第3の実施形態では、中継基板の形状を工夫することによって、CMUTプローブ21と中継基板の配線をより一層短くすることや、電源配線、信号配線の共通化が可能になる。
第3の実施形態を、図6を用いて更に詳しく説明する。図6(a)は本発明の第3の実施形態の光音響イメージング装置の検出器を、診察台10の下方向から見た模式的な図である。図6(a)において図面の左右方向がX軸、図面の上下方向がY軸、図面の垂直方向(紙面の奥行方向)がZ軸である。
るように検出器20とほぼ同心の中空円盤状の形状である。図6の場合、本発明におけるプローブ数であるm個とは16個であり、1つの中継基板に配線を入力するプローブ数であるn個も16個である(m≧nのうち、m=nの場合)。
図7において、中継基板22j、22kは、それぞれ中空円盤状の形状の基盤であり、不図示の取り付けねじにより検出器テーブル13に固定される。このとき、検出器20の中心位置と、中継基板22jおよび22kの中心位置は、ほぼ同じ位置となるように取り
付けられる。したがって、図6の形態のメリットはそのまま享受できる。
中継基板22j、22kは、第1の実施形態や第2の実施形態と形状が異なるだけであるので、他の構成の説明は省略する。
第4の実施形態は、第1から第3の実施形態のCMUTプローブ21と中継基板を接続する電源配線212、信号配線213をフレキシブルプリント基板により実現する方法である。
第5の実施形態は、第1から第4の実施形態で説明した半球状あるいはお椀型の検出器と異なり、特許文献1のように平面状の検出器を用いた実施形態である。
図8において、符号13は検出器テーブル、符号20は検出器、符号21はCMUTプ
ローブである。平面状の検出器20は複数のCMUTプローブ21を備える。複数のCMUTプローブ21は、指向性が平行になるように設けられる。すなわち、各CMUTプローブの感度の高い方向は略同じである。CMUTプローブ21の数は、5個に限るものではない。CMUTプローブ21は、1次元あるいは2次元に、所望の数だけ実装されている。
さらに検出器が移動する場合に、検出器と中継基板の位置関係が固定されるように実装し、中継基板からの配線を可動部分にすることによって、機械的な抵抗を小さくすることが可能となる。そしてその結果、移動手段のアクチュエータを小さなものとすることができる効果も有する。
213:信号配線
Claims (17)
- 電源部から電圧を供給される静電容量型の変換素子と、前記変換素子から出力される電流を電圧に変換する電流電圧変換回路と、を備えたm個(mは2以上の整数)のプローブを有する検出器と、
前記プローブからの電気信号を処理する受信部と、
前記電源部と前記プローブの間の電源配線と、前記受信部と前記プローブの間の信号配線を、それぞれ中継する中継基板と、
を備え、
前記中継基板は、前記m個のプローブのうちn個(nは2以上の整数であり、m≧n)からの信号配線および電源配線を入力され、前記n個のプローブからの信号配線を前記受信部に接続し、前記n個のプローブからの電源配線よりも少ない数の電源配線を前記電源部側に接続する
ことを特徴とする被検体情報取得装置。 - 前記プローブのそれぞれには、複数の前記電源配線が接続されており、
前記中継基板は、当該中継基板に接続されたn個の前記プローブの間で対応する前記電源配線をまとめる
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。 - 前記検出器を移動させる走査手段をさらに有し、
前記検出器と前記中継基板の位置関係は固定されている
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。 - 前記検出器が備えるプローブのうち、少なくとも一部のプローブの受信感度が最も高い方向は、他のプローブとは異なる
ことを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載の被検体情報取得装置。 - 前記検出器は、半球状の容器であり、
前記プローブの受信感度が最も高い方向は、球の中心を向いている
ことを特徴とする請求項4に記載の被検体情報取得装置。 - 前記中継基板は中空円盤状であり、前記中継基板の中心と前記容器の中心は略同一の位置である
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。 - 直径が異なる複数の前記中空円盤状の中継基板を有する
ことを特徴とする請求項6に記載の被検体情報取得装置。 - 前記検出器の周囲に配置された複数の前記中継基板を有する
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。 - 前記複数の中継基板は同心円状に配置されている
ことを特徴とする請求項8に記載の被検体情報取得装置。 - 前記中継基板の数は、1以上かつ16以下である
ことを特徴とする請求項8または9に記載の被検体情報取得装置。 - 前記中継基板は、電気的に独立した複数の電気回路を含む
ことを特徴とする請求項1ないし10のいずれか1項に記載の被検体情報取得装置。 - 前記中継基板は、前記電源配線に接続されたローカルレギュレータを有する
ことを特徴とする請求項1ないし11のいずれか1項に記載の被検体情報取得装置。 - 前記プローブと前記中継基板の接続には、コネクタが用いられる
ことを特徴とする請求項1ないし12のいずれか1項に記載の被検体情報取得装置。 - 前記コネクタは、前記プローブの背面に実装される
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。 - 前記プローブは、光源からの光を照射された前記被検体から発生した音響波を受信するものである
ことを特徴とする請求項1ないし14のいずれか1項に記載の被検体情報取得装置。 - 前記プローブは、前記変換素子から送信されたのち前記被検体で反射した音響波を受信するものである
ことを特徴とする請求項1ないし14のいずれか1項に記載の被検体情報取得装置。 - 前記非検体の特性情報を表示する表示手段をさらに有する
ことを特徴とする請求項1ないし16のいずれか1項に記載の被検体情報取得装置。
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