JP2016047208A - Photoacoustic probe and photoacoustic imaging device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光音響画像化装置に関し、特に、光照射により被検体内で発生する音響波を検出する光音響探触子を備えた光音響画像化装置に関する。 The present invention relates to a photoacoustic imaging apparatus, and more particularly to a photoacoustic imaging apparatus including a photoacoustic probe that detects an acoustic wave generated in a subject by light irradiation.
従来、被検体(例えば、生体)の断層画像を侵襲なく取得する技術として、超音波の送受信を利用した超音波イメージングが知られている。更に、従来、生体に光を照射することにより生体内部で発生する光音響波(超音波)を利用した光音響イメージングも開発されている。 Conventionally, ultrasonic imaging using transmission / reception of ultrasonic waves is known as a technique for acquiring a tomographic image of a subject (for example, a living body) without invasiveness. Furthermore, photoacoustic imaging using photoacoustic waves (ultrasonic waves) generated inside a living body by irradiating the living body with light has been developed.
前記超音波イメージングや前記光音響イメージングでは、前記被検体に接触して用いる探触子を備えている。前記探触子は、超音波を受信する(発信にも利用できる)圧電素子が取り付けられており、圧電素子の駆動によって熱が発生する。前記圧電素子は被検体と接触する接触部に配置されるものであり、温度が上昇すると低温やけどの原因になる。そこで、前記圧電素子や前記圧電素子を駆動する電子回路と近接した部分に熱媒を流動させて強制冷却を行うものが提案されている(例えば特許文献1、特許文献2等) In the ultrasonic imaging and the photoacoustic imaging, a probe used in contact with the subject is provided. The probe is attached with a piezoelectric element that receives ultrasonic waves (can also be used for transmission), and generates heat when the piezoelectric element is driven. The piezoelectric element is disposed at a contact portion that comes into contact with the subject. When the temperature rises, it causes a low temperature burn. Therefore, there has been proposed one that performs forced cooling by flowing a heat medium in a portion close to the piezoelectric element or an electronic circuit that drives the piezoelectric element (for example, Patent Document 1 and Patent Document 2).
前記探触子は圧電素子で音響波(超音波)を検出するが、前記被検体と前記圧電素子との間に空気の層があると音響波が減衰してしまい、正確に検出することが困難になる。そこで、前記接触部に前記被検体と前記圧電素子との音響インピーダンスを整合する音響整合剤を塗布した後、音響探触を行う。 The probe detects an acoustic wave (ultrasonic wave) with a piezoelectric element, but if there is an air layer between the subject and the piezoelectric element, the acoustic wave is attenuated and can be detected accurately. It becomes difficult. Therefore, after the acoustic matching agent that matches the acoustic impedance between the subject and the piezoelectric element is applied to the contact portion, acoustic probe is performed.
また、前記光音響イメージングにおいて、従来は、光源としてレーザ光発生装置を用いたものが採用されているが、装置が大型で、構成が複雑である。そこで、LED等の発光素子を光源として利用するものも研究されている。前記発光素子は前記レーザ光発生装置に比べて単体での光エネルギが小さい。そのため、前記発光素子を光源として用いる場合、個数を増やして密度を増すとともに前記被検体に近接して配置される。 In the photoacoustic imaging, conventionally, a light source using a laser light generator is employed, but the apparatus is large and complicated in configuration. In view of this, research has been conducted on the use of light emitting elements such as LEDs as light sources. The light emitting element has less light energy as a single unit than the laser light generator. Therefore, when the light emitting element is used as a light source, the number is increased to increase the density, and the light emitting element is disposed in the vicinity of the subject.
しかしながら、前記発光素子が高密度で配置すると高温に到達しやすく、また、前記被検体に近接していることから前記被検体に伝達する熱量が大きくなる。そのため、前記探触子を前記被検体に接触し続けると低温やけどの原因となる恐れがある。 However, when the light emitting elements are arranged at a high density, it easily reaches a high temperature, and since it is close to the subject, the amount of heat transferred to the subject increases. Therefore, if the probe is kept in contact with the subject, it may cause a low temperature burn.
そこで、特許文献1や特許文献2と同様に、熱媒を利用して前記発光素子を強制的に放熱することは可能である。しかしながら、光源の温度が上昇しにくいものであれば、光源を冷却する必要がなく、光音響画像化に必須ではない構成が必要であり、構成が複雑になってしまう。
Therefore, similarly to Patent Document 1 and
また、従来の探触子では、音響画像化を行うときにゲル状の前記音響整合剤を前記接触部に塗布しなくてはならず、手間がかかる。 Moreover, in the conventional probe, when acoustic imaging is performed, the gel-like acoustic matching agent must be applied to the contact portion, which is troublesome.
そこで、本発明は、使用者の利便性を上げるとともに、被検体と接触する部分の温度を抑えることができる光音響探触子及び光音響画像化装置を提供することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a photoacoustic probe and a photoacoustic imaging apparatus capable of improving the convenience for the user and suppressing the temperature of the portion in contact with the subject.
上記目的を達成するために本発明は、被検体と接触するとともに、複数個の発光素子が前記被検体に光を照射するように配列された光源部と、前記光源部から照射された光が前記被検体内部で吸収されて発生する音響波を検出する音響波検出部と、前記被検体と前記音響波検出部との音響インピーダンスを整合させる音響整合流体が流れる流体流路とを有する光音響探触子であって、前記流体流路が、前記光源部に設けられて前記発光素子の熱を前記音響整合流体に伝達させる熱交換部と、前記音響整合流体を前記被検体に塗布できる状態となるように前記光源部の前記被検体と接触する部分に供給する流体供給部とを有している。 In order to achieve the above object, the present invention provides a light source unit that is in contact with a subject and has a plurality of light emitting elements arranged to irradiate the subject with light, and light emitted from the light source unit. A photoacoustic having an acoustic wave detection unit that detects an acoustic wave that is absorbed and generated inside the subject, and a fluid channel through which an acoustic matching fluid that matches the acoustic impedance of the subject and the acoustic wave detection unit flows. A probe, wherein the fluid flow path is provided in the light source unit and transmits heat of the light emitting element to the acoustic matching fluid, and the acoustic matching fluid can be applied to the subject And a fluid supply unit that supplies a portion of the light source unit that contacts the subject.
この構成によると、前記音響整合流体で前記光源部の熱を排熱することができるため、前記光源部の温度上昇を抑制することができる。これにより、前記光源部の温度上昇による動作精度の低下、劣化或いは破損を抑制することができる。また、前記光源部は被検体と接触するものであり、前記光源部の温度上昇を抑制することで、被検体が不快感を覚えたり、低温やけど等の負傷したりするのを抑制することができる。 According to this configuration, since the heat of the light source unit can be exhausted by the acoustic matching fluid, a temperature rise of the light source unit can be suppressed. As a result, it is possible to suppress a decrease, deterioration, or breakage of operation accuracy due to a temperature rise of the light source unit. In addition, the light source unit is in contact with the subject, and by suppressing the temperature rise of the light source unit, it is possible to suppress the subject from feeling uncomfortable or injured such as low-temperature burns. it can.
また、前記光源部の熱を伝達するために用いる音響整合流体を前記被検体に塗布する流体供給部を備えていることで、前記音響波検出部による音響波の検出精度を高めることができ、断層画像情報の検出精度及び効率を高めることが可能である。 In addition, by including a fluid supply unit that applies an acoustic matching fluid used to transmit heat of the light source unit to the subject, the acoustic wave detection accuracy by the acoustic wave detection unit can be increased, It is possible to improve the detection accuracy and efficiency of tomographic image information.
上記構成において、前記流体供給部が、前記被検体に押し当てるときの押し当て荷重によって前記光源部の前記被検体と接触する部分に前記音響整合流体を供給するようにしてもよい。 The said structure WHEREIN: You may make it the said fluid supply part supply the said acoustic matching fluid to the part which contacts the said test object of the said light source part by the pressing load when pressing on the said test object.
この構成によると、押し当て荷重によって音響整合流体を供給する構成であるため、音響整合流体の供給量を一定或いは押し当て荷重を調整することで調整することが可能である。また、不使用時や断層画像情報を検出しているときには音響整合流体の流出を抑制する。これにより、音響整合流体を過不足なく被検体に塗布することができる。 According to this configuration, since the acoustic matching fluid is supplied by the pressing load, the supply amount of the acoustic matching fluid can be adjusted to be constant or by adjusting the pressing load. Moreover, the outflow of the acoustic matching fluid is suppressed when not used or when tomographic image information is detected. Thereby, the acoustic matching fluid can be applied to the subject without excess or deficiency.
上記構成において、前記熱交換部は、前記発光素子と隣合うように設けられた冷却ジャケットを有し、前記冷却ジャケットの内部を前記音響整合流体が連続して流れるようにしてもよい。 The said structure WHEREIN: The said heat exchange part may have a cooling jacket provided adjacent to the said light emitting element, and you may make it the said acoustic matching fluid flow through the inside of the said cooling jacket continuously.
上記構成において、前記熱交換部が、吸熱領域から排熱領域に向かって熱を運搬する熱運搬部を備えており、
前記吸熱領域が前記発光素子の近くに配置されているとともに、前記排熱領域が前記音響整合流体と接触するように配置されていてもよい。
In the above configuration, the heat exchange unit includes a heat transport unit that transports heat from the heat absorption region toward the exhaust heat region,
The heat absorption region may be disposed near the light emitting element, and the heat exhaust region may be disposed in contact with the acoustic matching fluid.
上記構成において、前記流体流路が、前記光源部の外部に配置され前記音響整合流体を蓄える貯蔵部を備えており、前記流体流路が、前記音響整合流体を前記貯蔵部と前記熱交換部との間を循環させていてもよい。 The said structure WHEREIN: The said fluid flow path is provided in the exterior of the said light source part, and is equipped with the storage part which stores the said acoustic matching fluid, The said fluid flow path contains the said acoustic matching fluid with the said storage part and the said heat exchange part. You may circulate between.
上記構成において、前記発光素子が発光ダイオード素子、半導体レーザ素子又は有機発光ダイオード素子のうち少なくとも一つを含む構成であってもよい。 In the above configuration, the light emitting element may include at least one of a light emitting diode element, a semiconductor laser element, and an organic light emitting diode element.
上述した光音響探触子を備えた装置として、前記光音響探触子からの情報に基づいて前記被検体の内部の状態を画像化する光音響画像化装置を挙げることができる。 As an apparatus provided with the above-described photoacoustic probe, a photoacoustic imaging apparatus that images an internal state of the subject based on information from the photoacoustic probe can be cited.
本発明によると、使用者の利便性を上げるとともに、被検体と接触する部分の温度を抑えることができる光音響探触子及び光音響画像化装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a photoacoustic probe and a photoacoustic imaging apparatus capable of improving the convenience for the user and suppressing the temperature of the portion in contact with the subject.
図1は本発明にかかる光音響画像化装置の一例の概略外観図であり、図2は図1に示す光音響画像化装置のブロック図であり、図3は冷却機構の音響整合流体の配置及び流れを示す図である。 1 is a schematic external view of an example of a photoacoustic imaging apparatus according to the present invention, FIG. 2 is a block diagram of the photoacoustic imaging apparatus shown in FIG. 1, and FIG. 3 is an arrangement of acoustic matching fluids in a cooling mechanism. FIG.
本発明にかかる光音響画像化装置Aは、被検体Bdの内部での減衰が小さい、波長の光(例えば、生体の場合、650nm〜1000nm)を照射し、内部の組織が光エネルギを吸収して熱膨張したことによる弾性波(超音波)を検出して断層画像を取得する。 The photoacoustic imaging apparatus A according to the present invention irradiates light of a wavelength with a small attenuation inside the subject Bd (for example, 650 nm to 1000 nm in the case of a living body), and the internal tissue absorbs the light energy. A tomographic image is acquired by detecting an elastic wave (ultrasonic wave) due to thermal expansion.
図1及び図2に示すように、光音響画像化装置Aは、光を生体である被検体Bdに照射すると共に被検体Bd内で発生した光音響波を検出する光音響探触子10と、光音響波の検出信号に基づいて光音響画像を生成する画像生成部20を備えている。また、光音響探触子10は、超音波を被検体Bdに送信すると共に反射波である超音波を検出することも行い、画像生成部20は、超音波の検出信号に基づいて超音波画像を生成もする。更に、光音響画像化装置Aは、画像生成部20により生成された画像信号に基づき画像を表示する画像表示部30も備えている。また、光音響画像化装置Aは、光音響探触子10の光源であるLED素子131(詳細は後述)を冷却するための冷却機構40(流体流路)も備えている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the photoacoustic imaging apparatus A includes a
光音響探触子10は、駆動電源部11と、駆動電源部11から電力の供給を受け光(赤外光:波長約850nm)を出射する光源部13と、光源部13に備えられる発光素子を制御するLED駆動回路12とを備えている。
The
ここで、光音響探触子10の詳細について新たな図面を参照して説明する。図4は本発明にかかる光音響探触子の斜視図である。以下の説明では、図4に示すように、光源部13の長手方向をX方向、短手方向をY方向及び紙面上下方向をZ方向とする。
Here, details of the
図4に示すように、光音響探触子10は、音響波検出部14と、音響波検出部14と近接配置された光源部13とを備えている。光音響探触子10は、図4のZ方向の下側を被検体Bdに接触させて、光源部13から被検体Bdに光を照射又は音響波検出部14から超音波を照射し、被検体Bd内部からの音響波を検出する。
As shown in FIG. 4, the
音響波検出部14は、超音波を送出又は検出する音響電気変換素子141をX方向に配列した構成を有している。なお、音響波検出部14は、従来の超音波断層診断装置に用いられる超音波プローブと同じ構成を有しているため詳細な説明は省略する。
The acoustic
図4に示すように、光音響探触子10は光源部13を2個備えている。2個の光源部13は音響電気変換素子141の配列方向(すなわち、X方向)に伸びる長尺部材である。さらに、2個の光源部13は音響波検出部14をY方向の両側から挟むように配置されている。光源部13は、被検体Bdに対して、面内の輝度を均斉化した面状光を照射する。これにより、音響波検出部14のZ軸方向の下部に均一又は略均一な光を照射することができるようになっている。
As shown in FIG. 4, the
光源部13から出射された光は、被検体Bd内へ散乱しながら入射され、被検体Bd内の光吸収体(生体組織)により吸収される。光吸収体が光を吸収すると、断熱膨張により弾性波である光音響波(超音波)が発生する。発生した光音響波は、被検体Bd内を伝播し、音響電気変換素子141により電圧信号に変換する。また、音響検出部14の音響電気変換素子141は超音波を発生して被検体Bd内へ超音波を送り、被検体Bd内で反射された超音波を受信して電圧信号を生成することも可能である。つまり、本実施形態の光音響画像化装置Aは、光音響イメージングに加えて、超音波イメージングも可能となっている。
The light emitted from the
光源部13では、光を出射するときに発熱する。発熱により光源部13の発光制御の精度が低下したり、被検体Bdが生体の場合低温やけど等の負傷の恐れがある。そのため、光音響画像化装置Aでは、図1〜図4に示すような冷却機構40で光源部13(おもな熱源であるLED素子131)を冷却している。
The
冷却機構40は、ジェルを循環させ光源部13で発生した熱を運搬、排熱して、光源部13を冷却している。なお、ジェルとしては、音響波検出部14と被検体Bdとの間の音響インピーダンスを整合する音響整合流体を利用している。
The
図3に示すように、冷却機構40は、ジェルを蓄えるジェル用タンク41と、ジェルを加圧するポンプ42と、光源部13の内部に配置された熱交換部43とを備えている。そして、ジェル用タンク41、ポンプ42及び熱交換部43は、ジェルが流動する配管で接続されている。そして、ポンプ42を駆動することで、ジェル用タンク41のジェルがポンプ42及び供給配管44を介して熱交換部43に供給される。
As shown in FIG. 3, the
そして、熱交換部43内部をジェルが流動するとき、LED素子131で発生した熱を吸熱する。吸熱することで昇温したジェルは熱交換部43から排出配管45から排出され、供給時とは異なる配管を介してジェル用タンク41に還流される。なお、昇温したジェルは、ジェル用タンク41に戻る配管を通過するときに外気に排熱するようにしてもよいし、ジェル用タンク41に溜まっているときに排熱されるようにしてもよい。ジェルはLED素子131の排熱を吸収しても、供給されるジェルの温度を一定以下に保つような量を循環させることが好ましい。
When the gel flows inside the
音響波検出部14では、被検体Bdと音響電気変換素子141との間に空気の層が形成されると、被検体Bdとの間で音響インピーダンスの整合が取れなくなり、音響波の伝導が悪化する。音響インピーダンスを整合させるため、冷却機構40は、循環させているジェルを被検体Bdと光音響検出部10との間に塗布するためにジェルを供給する流体供給部50を備えている。光源部13、熱交換部43及び流体供給部50の詳細については、後述する。
In the acoustic
次に画像生成部20について説明する。図2に示すように、画像生成部20は、受信回路21、A/Dコンバータ22、受信メモリ23、データ処理部24、光音響画像再構成部25、検波・対数コンバータ26、光音響画像構築部27、超音波画像再構成部28、検波・対数コンバータ29、超音波画像構築部210、画像合成部211、制御部212、及び送信制御回路213を備えている。
Next, the
受信回路21は、複数の音響電気変換素子141から一部の音響電気変換素子141を選択し、選択された音響電気変換素子141についての電圧信号(検出信号)を増幅させる処理を行う。
The receiving circuit 21 selects some of the
光音響イメージングの場合は、例えば、複数の音響電気変換素子141をX方向に隣接する2つの領域に分割し、1回目の光照射のときはそのうち1つの領域を選択し、2回目の光照射のときに残りの1つの領域を選択する。また、超音波イメージングの場合は、例えば、複数の音響電気変換素子141のうち一部の隣接する音響電気変換素子141から成るグループを切替えながら超音波を発生させ(所謂リニア電子スキャン)、受信回路21でも上記グループを切替えながら選択する。
In the case of photoacoustic imaging, for example, the plurality of
A/Dコンバータ22は、受信回路21からの増幅後の検出信号をデジタル信号に変換する。受信メモリ23は、A/Dコンバータ22からのデジタル信号を保存する。データ処理部24は、受信メモリ23に保存された信号を光音響画像再構成部25または超音波画像再構成部28へ振り分ける機能を有する。
The A / D converter 22 converts the amplified detection signal from the reception circuit 21 into a digital signal. The reception memory 23 stores the digital signal from the A / D converter 22. The
光音響画像再構成部25は、光音響波の検出信号に基づき位相整合加算処理を行い、光音響波のデータを再構成する。検波・対数コンバータ26は、再構成された光音響波のデータについて対数圧縮処理、及び包絡線検波処理を行う。そして、光音響画像構築部27は、検波・対数コンバータ26による処理後のデータを画素毎の輝度値データに変換する。
The photoacoustic
一方、超音波画像再構成部28は、超音波の検出信号に基づき位相整合加算処理を行い、超音波のデータを再構成する。検波・対数コンバータ29は、再構成された超音波のデータについて対数圧縮処理、及び包絡線検波処理を行う。そして、超音波画像構築部210は、検波・対数コンバータ29による処理後のデータを画素毎の輝度値データに変換する。 On the other hand, the ultrasonic image reconstruction unit 28 performs phase matching addition processing based on the ultrasonic detection signal to reconstruct the ultrasonic data. The detection / logarithmic converter 29 performs logarithmic compression processing and envelope detection processing on the reconstructed ultrasonic data. Then, the ultrasonic image construction unit 210 converts the data processed by the detection / logarithmic converter 29 into luminance value data for each pixel.
画像合成部211は、上記光音響画像データと上記超音波画像データを合成し、合成画像データを生成する。ここで画像合成については、超音波画像に対して光音響画像を重畳させてもよいし、光音響画像と超音波画像を並列に並べてもよい。画像表示部30は、画像合成部211により生成された合成画像データに基づいて画像を表示する。
The image synthesizing unit 211 synthesizes the photoacoustic image data and the ultrasonic image data to generate synthesized image data. Here, for image synthesis, a photoacoustic image may be superimposed on an ultrasonic image, or a photoacoustic image and an ultrasonic image may be arranged in parallel. The
なお、画像合成部211は、光音響画像データまたは超音波画像データのいずれかをそのまま画像表示部30へ出力してもよい。
Note that the image composition unit 211 may output either photoacoustic image data or ultrasonic image data to the
また、制御部212は、LED駆動回路12に波長制御信号を送信し、波長制御信号を受信したLED駆動回路12は、制御部212から光トリガー信号が光源駆動回路102に送信されると、LED駆動回路12は、LED素子131に駆動信号を送信する。
In addition, the
また、送信制御回路213は、制御部212からの指示により、音響電気変換素子141に駆動信号を送信し、超音波を発生させる。なお、制御部212は、他にも受信回路21等を制御する。
Further, the
(第1実施形態)
次に本発明にかかる光音響探触子10の要部である光源部13の詳細について図面を参照して説明する。図5は本発明にかかる光音響探触子に備えられる光源部の分解斜視図であり、図6はLED素子を備えた光源基板の概略図であり、図7は図5に示す光音響探触子の基板保持部の背面から見た図である。また、図8は光源部の平面図であり、図9は光源部の底面図であり、図10は図8の光源部をX−X線で切断した断面図であり、図11は図8の光源部をXI−XI線で切断した断面図である。さらに、図12は図9に示す光源部をXII−XII線で切断した断面図である。
(First embodiment)
Next, details of the
光音響探触子10には、2個の光源部13を備えているが、これらは実質上同じ構成を有しているものであるため、一方を代表して例示し説明を行う物とする。また、図12の断面図では比較を容易にするため、図11の断面図とZ方向が同じになるように表示している。
The
図5に示すように、光源部13は、光源基板130、光源カバーボトム132、基板ホルダ133、光源カバートップ134とを含んでいる。光源カバーボトム132は上面が開口した直方体形状の箱体であり、光源カバーボトム132の開口を長方形板状の光源カバートップ134で塞ぐように構成されている。そして、光源カバーボトム132と光源カバートップ134が光源部13の外装を構成する。
As shown in FIG. 5, the
光源カバーボトム132は、内部に基板ホルダ133、光源基板130を収納することができる構成を有している。光源カバーボトム132は長方形状の底板部1321を備えており、底板部1321の外側が被検体Bdの表面と接触する接触部分になる。すなわち、LED素子131から出射された光は、底板部1321を透過して被検体Bdに照射される。そのため、光源カバーボトム132の少なくとも底板部1321はLED素子131から出射された光を透過することができる透光性を有している。また、光源カバーボトム132には、流体供給部50の後述するピン52が貫通する吐出孔51が形成されている(ここでは、4個である)。
The light source cover bottom 132 has a configuration that can accommodate the
光源基板130は、表面に配線パターンが形成された配線基板である。図6に示すように、光源基板130の表面には発光素子であるLED素子131が縦横等間隔となるように2次元配列で実装されている。光源基板130はLED駆動回路12に接続されており、LED駆動回路12からの駆動信号を受信し、駆動信号に基づいてLED素子131はパルス光を出射する。光源部13では光源基板130にLED素子131を2次元配列で実装することで、一定光束の面状光を出射する。なお、LED素子131は、生体の内部に浸透しやすい波長(ここでは、約850nm)の光を照射する素子である。
The
図5に示すように、光源部13では、光源カバーボトム132の内部に基板ホルダ133を装着する。光源ホルダ133を装着したとき、光源カバーボトム132の側壁の内面と光源ホルダ133の側面とが水密となるように光源カバーボトム133に取り付け固定される。
As shown in FIG. 5, in the
基板ホルダ133は、LED素子131から出射される光が透過できるように透光性を有する材料で形成されている。基板ホルダ133の光源カバーボトム132に取り付けたときの上側には光源基板130を保持する基板保持部1331が形成されている。また、図7に示すように、下側の面は、隙間が形成されるように形成された凹部1332が形成されている。凹部1332の長手方向の両端部には、凹部1332よりも深い凹穴である流入部1333と流出部1334とが形成されている。流入部1333及び1334の底部には貫通孔が形成されており、流入部1333の貫通孔には供給配管44が流出部1334の貫通孔には排出配管45がそれぞれ水密に接続される。さらに、凹部1332には、基板ホルダ133を光源カバーボトム132に取り付けたとき、吐出孔51と対応する部分に収納穴53が設けられている。
The
光源カバートップ134は光源カバーボトム132の上方の開口を封鎖する蓋である。光源カバートップ134には、供給配管44が貫通する貫通孔1341と、排出配管45が貫通する1342とが設けられている。
The light source cover top 134 is a lid that seals the opening above the light
光源部13の組み立ては次のとおりである。まず、光源カバーボトム132の内部に凹部1332が底板部1321と対向するように挿入し、側面が水密となるように固定する。これにより、底板部1321と凹部1332とで囲まれた空間は、水密な空間が形成される。そして、基板ホルダ133に形成されている貫通孔に供給配管44及び排出配管45とが装着される。その後、基板ホルダ133の基板保持部1331に光源基板130をLED素子131が基板ホルダ133と対向するように固定される。なお、光源基板130、供給配管44及び排出配管45の取り付けの順番は上述に限定されるものではない。
The assembly of the
そして、供給配管44を貫通孔1341に挿入し、排出配管45を貫通孔1342に挿入し、光源カバートップ134を光源カバーボトム132に固定する。このとき、光源カバートップ134は、図示を省略した部材で、基板ホルダ133に保持された光源基板130を動かないように押えている。以上のようにして光源部13は組み立てられる。
Then, the
光源部13において、LED素子131は一定の密度で密集させて光源基板130に実装されている。そして、LED素子131は一斉に点灯するように駆動されるため、各LED素子131からの熱によって、光源部13が高温になる。LED素子131は温度上昇により出力が低下したり、破損の原因になったりする場合がある。そこで、光源部13には、LED素子131から放出された熱を外部に排出するため、熱交換部43にジェルを供給し、ジェルと熱交換することで排熱を行っている。
In the
図10〜図12に示すように、基板ホルダ133が光源カバーボトム132に固定したとき、凹部1332と底板部1321との間に隙間が形成される。そして、凹部1332は、流入部1333及び流出部1334と連通するように形成されているため、供給配管44から流入部1333にジェルが流入する。このとき、凹部1332と底板部1321との間の隙間にジェルが流れ、流出部1334に接続された排出配管45からジェルが排出される。
As shown in FIGS. 10 to 12, when the
基板ホルダ133に光源基板130を取り付けたとき、LED素子131は基板ホルダ133の凹部1332と近接して配置される。そのため、凹部1332と底板部1334との隙間(冷却ジャケット)をジェルが流れる時、発光時にLED素子131から発せられた熱は、ジェルに伝達される。すなわち、LED素子131及びその周囲の部分とジェルとの間で熱交換が行われる。そして、ポンプ42で強制的に循環させることで、吸熱したジェルが排出配管45から排出されるため、光源部13のLED素子131の昇温は抑制される。そして、昇温したジェルは、排出配管45を介してジェル用タンク41に戻る間に外部に熱を排出する。すなわち、冷却機構40はジェルを冷媒としてLED素子131の熱交換(排熱)を行う。
When the
上述したように、光源部13において、光源カバーボトム132と基板ホルダ133とに形成される隙間にジェルを流通することで、LED素子131等の冷却を行っている。そのため、熱交換部43は光源カバーボトム132と基板ホルダ133とを含む構成となっている。そして、光源カバーボトム132の底板部1321と基板ホルダ133の凹部1332との隙間がジェルを流す冷却ジャケット431となる。
As described above, in the
冷却ジャケット431は、LED素子130と底板部1321との間に配置されており、LED素子130が出射された光がジェルを透過するようになっている。上述したように、冷却機構40において冷媒として用いているジェルは、音響波検出部14と被検体Bdとの音響インピーダンスを整合させる音響整合流体である。音響整合流体は水を主成分としており、LED素子130から出射された光がジェルを透過しても光は減衰しにくい。
The cooling
そして、光音響探触子10では、音響波検出部14による音響波の送信又は受信の感度を高めるため、光源部13の被検体Bdと接触している部分に、内部に配置された熱交換部43を流動するジェルを被検体Bdの表面に塗布する流体供給部50が設けられている。
And in the
ここで、流体供給部50の構成及び動作について新たな図面を参照して説明する。図13は流体供給部の拡大断面図であり、図14は図13に示す状態からピンが押し上げられた状態を示す流体供給部の拡大断面図であり、図15は図14に示す状態からピンがさらに押し上げられた状態を示す流体供給部の拡大断面図である。なお、図5、図9等に示すように、流体供給部50は、光源部13の底板部1321の4カ所に設けられているが、全ての流体供給部50が実質上同じ構成を有しているため、4カ所を代表して1か所の流体供給部50を例に挙げて説明する。
Here, the configuration and operation of the
流体供給部50は、光音響探触子10を被検体Bdに押し付けるとき、予め決められた量のジェル(音響整合流体)を被検体Bdの表面に塗布できるように、底板部1321の下面に供給する。そして、音響探触子10を被検体Bdの表面上を滑らせて、ジェルを被検体Bdの表面に塗広げる(塗布する)。すなわち、底板部1321の下面が被検体Bdとの接触部である。
When the
図13〜図15に示すように、流体供給部50は、吐出孔51と、吐出孔51を摺動可能に貫通するピン52と、ピン52の一部を収納する収納穴53と、収納穴53に挿入されピン52を押圧するばね54とを備えている。吐出孔51は、光源カバーボトム132の底板部1321に設けられた貫通孔である。吐出孔51は、凹部1333と底板部1321との間で形成された隙間から光源部13の外部に貫通している。吐出孔51は、断面円形であり、外部に向かって外径が大きくなっている。吐出孔51の形状の詳細については後述する。
As shown in FIGS. 13 to 15, the
ピン52は、吐出孔51を貫通しているとともに、外部に突出するように摺動可能となっている。ピン52は、外部に移動する端部に設けられた第1蓋部521と、第1蓋部521と反対側の端部に設けられた第2蓋部522と、第1蓋部521及び第2蓋部522との間を連結する柱状の連結部523とを備えている。
The
第1蓋部521は、断面円形状であり先端に向かって外径が大きくなる形状を有している。また、第1蓋部521の外面は凸面形状(例えば、球面)となっている。第2蓋部522も第1蓋部521と同様の形状を有しているとともに、第2蓋部522の先端は、凸面形状の部分と平滑に連結される円柱形状の部分を有している。連結部523は、吐出孔51の内径(の最も小さい部分)よりも小さい外径の円柱形状である。
The
収納穴53は、ピン52が摺動可能に収納される凹穴であり、図7、図9等に示すように直方体形状である。収納穴53は、第2蓋部522の円柱形状の部分が摺動可能に収納される。そして、収納穴53が第2蓋部522の円柱形状の部分をガイドするように形成されており、ピン52が安定して摺動する。
The
収納穴53の内部にはばね54が配置されている。ばね54はピン52の端部を押圧し、第1蓋部521が外部に突出するように配置されている。ここで、吐出孔51とピン52について説明する。上述のとおり、吐出孔51の内面は、ピン52が内部に向かって移動(摺動)したとき、第1蓋部521がぴったり嵌合する形状を有している。なお、吐出孔51の形状は、第1蓋部521の外側の面が光源カバーボトム132の底板部1321の下面と同一面となったとき、第1蓋部521の連結部523側の面が吐出孔51にぴったり接触するように形成されている。
A
次に流体供給部50の動作について説明する。まず、光音響探触子10が被検体Bdに接触させていない状態のときを図13に示している。図13に示しているように、ピン52はばね54の弾性力で下方(外部)に向けて押圧されており、第2蓋部522の連結部523側の部分の一部が吐出孔51に嵌る。これにより、第2蓋部522の外面が吐出孔51の冷却ジャケット431側の端部に密着し、吐出孔51を封鎖し、冷却ジャケット431から外部にジェルが流出するのを抑制している。
Next, the operation of the
なお、第2蓋部522の吐出孔51に対向する面は第1蓋部521の曲面と同じ形状を有しているが、これに限定されるものではない。第2蓋部522の吐出孔51をきっちり封鎖することができる形状を広く採用することができる。なお、第2蓋部522の一部が吐出孔51に嵌り吐出孔51を塞ぐように、連結部523に近づくにつれ細くなる形状であることが好ましい。このような形状としては、図13等に示すような凸曲面形状であってもよく、円錐の先端部分を取り除いた形状(テーパ形状)であってもよい。
In addition, although the surface facing the
光音響探触子10は、断層画像情報を取得するとき、光源13の光源カバーボトム132の底板部1321を被検体Bdに押し付ける。すなわち、底板部1321は被検体Bdに接近するように移動する。ピン52は第1蓋部521が設けられている先端が外部に突出しているため、光音響探触子10を被検体Bdに押し付けるときに、底板部1321よりもピン52が先に被検体Bdと接触する。
When acquiring the tomographic image information, the
ピン52の先端が被検体Bdに接触した後、底板部1321を被検体Bdに近づけるように、光音響探触子10を移動させると、ピン52が被検体Bdに押され光源部13の内部に移動する。吐出孔51を栓塞していた第2蓋部522が光源部13の内部に移動する。これにより、吐出孔51と連結部523との間に隙間が形成され、冷却ジャケット431を流動するジェルが外部に吐出される(図14参照)。
When the
さらに、光音響探触子10が被検体Bdに近接すると、光源カバーボトム132の底板部1321が被検体Bdに接触する。このとき、ピン52は第1蓋部521の外側の面が、底板部1321の底面と同一面となるように押し込まれ、第1蓋部521が吐出孔51を塞ぐ。これにより、冷却ジャケット431を流れるジェルが外部に吐出されるのを抑制することができる。
Further, when the
光音響探触子10では、断層画像情報を検出しないとき、ばね54の力でピン52が押され、第2蓋部522が吐出孔51を塞ぎ、ジェルの流出が抑制されている。そして、断層画像情報を検出するため光音響探触子10を被検体Bdに押し当てているときは、第1蓋部521が吐出孔51を塞ぐことで、ジェルが外部に流出するのを抑制している。
In the
すなわち、光音響探触子10では、ピン52の第1蓋部521の外側の面が接触してから、第1蓋部521が吐出孔51を塞ぐまでの間、吐出孔51と連結孔の隙間からジェルが被検体Bdの表面に供給される。そのため、冷却機構40では、この間に音響波検出部14と被検体Bdとの音響インピーダンスを整合させるために必要十分なジェルを供給できる構成となっている。具体的には、例えば、被検体Bdの表面に塗布しても冷却の効率を低下させない十分な量のジェルを循環させるとともに、上述の時間で必要十分な量を供給できるように、ジェルの圧力及び(又は)流量を制御している。
That is, in the
以上のように、ジェルを循環させることで、光源部13のLED素子131からの発熱を効果的に排出することができるため、LED素子131の温度上昇を抑えることができる。また、LED素子131の温度上昇を抑制するため、被検体Bdに熱が伝導するのを抑制し、被検体Bdの変質や低温やけど等の不具合が発生するのを抑制することができる。
As described above, since the heat generated from the
また、光音響探触子10はピン52が移動する間だけジェルを被検体Bdの表面に供給する構成であり、その供給量を調整しているため、ジェルの塗布量の過不足や不使用時にジェルが漏れるのを抑制することができる。これにより、ジェルを塗布する手間を省き、光音響探触子10の利便性を高めることができる。
Further, the
また、本実施形態における光音響画像化装置Aにおいて、冷却機構40は2個の光源部13の内部の熱交換部43が並列となるように供給配管44と、排出配管45とを備えているが、これに限定されるものではない。例えば、2個の光源部13に設けられている熱交換部43が直列となるように配管されていてもよい。また、光音響探触子10は、音響波検出部14を挟んで1個ずつ光源部13を配置した構成としているが、これに限定されるものではない。例えば、一方の光源部13を分割可能な構成とし、分割した光源部を長手方向に並べて配置するようにしてもよい。このとき、分割した光源部を並列となるように配管することで、冷却効率を高めることが可能である。
In the photoacoustic imaging apparatus A according to the present embodiment, the
(別の実施形態)
流体供給部50では、吐出孔51の内面及びピン52の第1蓋部521の連結部523側が曲面(例えば、球面)状に形成されているものとしているこれに限定されるものではない。例えば、図16Aに示す流体供給部50Aのように、吐出孔51aが内側に狭くなるテーパ状の貫通孔を有するとともに、第1蓋部521aが吐出孔51aに密着するようなテーパ形状のピン52aを備えていてもよい。
(Another embodiment)
In the
また、図16Bに示す流体供給部50Bのような形状であってもよい。すなわち、流体供給部50Bはテーパ状の吐出孔51aに対し、先端側の面が光源カバーボトム132の外面と同一面となったとき、第1蓋部521が吐出孔51aの内面を塞ぐように構成された曲面を有するように形成されたピン52を備えている。この構成でも、上述の構成と同様にジェルを供給することが可能である。
Moreover, the shape like the
さらに、図16Cに示す流体供給部50Cのように、第2蓋部522cをテーパ形状で形成し、第2蓋部522cの細く形成された端部が、第1蓋部521と連結する形状のピン52cが移動するとき、ピン52cと吐出孔51aとの間に隙間が形成されるため、ジェルを被検体Bdの表面に塗布することが可能である。
Further, like the
また、これらの形状は一例であり、外側の面が光源カバーボトムの外面と同一面となったとき、吐出孔51をしっかり栓塞することができる形状の吐出孔及びピンを含む構成を広く採用することができる。
Moreover, these shapes are examples, and when the outer surface is the same as the outer surface of the light source cover bottom, a configuration including a discharge hole and a pin having a shape that can tightly plug the
(第2実施形態)
本発明にかかる光音響探触子の他の例について図面を参照して説明する。図17は本発明にかかる光音響探触子に用いられる光源部の断面図である。図17では、光源ホルダ135が異なるとともに、ジェルを流すための冷却ジャケット432を独立して備えている以外、図12に示す光源部13と同じ構成である。そのため、実質上同じ部分には同じ符号を付すとともに、同じ部分の詳細な説明は省略する。
(Second Embodiment)
Another example of the photoacoustic probe according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 17 is a cross-sectional view of a light source unit used in the photoacoustic probe according to the present invention. 17 is the same as the
図17に示すように、光源部13の光源ホルダ135は、光源ホルダ135と光源カバーボトム132とで光源基板130を保持する光源保持部1351を備えている。また、光源保持部135には光源保持部1351の底板部1321と反対側に冷却ジャケット432を備えている。
As shown in FIG. 17, the
このような構成の光源部13を利用することで、被検体Bdの表面にジェルを塗布することができるとともに、LED素子130から効率よく排熱することが可能である。また、LED素子130が底板部1321と隣り合うように配置されることで、LED素子130から出射された光は、底板部1321だけを横切る構成となるので、光の減衰を抑制することができる。
By using the
これにより、消費電力を低減しつつ、十分な光束の光を被検体Bdに照射することが可能である。なお、これ以外の特徴は第1実施形態と同じである。 As a result, it is possible to irradiate the subject Bd with a sufficient amount of light while reducing power consumption. Other features are the same as in the first embodiment.
(第3実施形態)
本発明にかかる光音響探触子のさらに他の例について図面を参照して説明する。図18は本発明にかかる光音響探触子のさらに他の例の斜視図であり、図19は図18に示す光音響探触子に用いられる光源部の分解斜視図であり、図20は冷却タンクの斜視図である。また、図21は図18に示す光源部をXXI−XXI線で切断した断面図であり、図22は図18に示す光源部をXXII−XXII線で切断した断面図である。
(Third embodiment)
Still another example of the photoacoustic probe according to the present invention will be described with reference to the drawings. 18 is a perspective view of still another example of the photoacoustic probe according to the present invention, FIG. 19 is an exploded perspective view of a light source unit used in the photoacoustic probe shown in FIG. 18, and FIG. It is a perspective view of a cooling tank. 21 is a cross-sectional view of the light source unit shown in FIG. 18 cut along line XXI-XXI, and FIG. 22 is a cross-sectional view of the light source unit shown in FIG. 18 cut along line XXII-XXII.
図18に示すように、光音響探触子10Bは、光源部15、熱交換部46及び流体供給部60以外は、図4等に示す光音響探触子10と同じ構成を有している。そのため、光音響探触子10Bにおいて、光音響探触子10と実質上同じ部分には同じ符号を付すとともに、同じ部分の詳細な説明は省略する。
As shown in FIG. 18, the
図18に示すように、光音響探触子10Bは、音響波検出部14をY方向から挟むように、一対の光源部15を配置した構成となっている。なお、一対の光源部15は実質上同じ構成であるため、両方を代表して片方(図18の右側の光源部15)を例に説明する。
As shown in FIG. 18, the
図18、図19に示すように、光源部15は、光源カバーボトム151と、光源押え部152と、熱交換部46と、流体供給部60とを備えている。光源カバーボトム151は平面視長方形状の有底箱体であり、被検体Bdと接触する底板部1511と、光源基板130を保持する基板保持部1512とを備えている。
As illustrated in FIGS. 18 and 19, the
光源基板130は、実装されたLED素子131が被検体Bdに対向するように配置される。このとき、LED素子131が底板部1511に押し付けられて変形、破損するのを抑制するため、底板部1511には、LED素子131が挿入される凹部1513を備えている。基板保持部1512は光源基板130の長手方向の両端部を保持するように形成されている。そして、光源基板130が取り付けられた光源カバーボトム151に光源押え部152を挿入配置することで、光源基板130が底板部1511から浮かないように保持する。
The
そして、内部に光源基板130及び光源押え部152が配置された光源カバーボトム151の開口を塞ぐように熱交換部46が配置されている。
And the
熱交換部46は、冷却タンク461(溜液部)、タンクカバー462、ヒートパイプ463(熱運搬部)、クッション464、ヒートパイプカバー465を備えている。冷却タンク461は、上部が開口した容器であり、タンクカバー462で水密となるように蓋をすることが可能である。タンクカバー462には、供給配管44及び排出配管45が接続されている。
The
冷却タンク461は、供給配管44から供給される音響整合流体であるジェルを一時的に溜めるための溜液部である。図19、図20に示すように、冷却タンク461には、ジェルを塗布する流体供給部60が形成される塗布用突出部466と、ヒートパイプ463が貫通する排熱孔467が設けられている。図19に示すように、平面視において塗布用突出部466は光源カバーボトム151とずれるよう(Y方向)に配置されている。そして、塗布用突出部466は、底面が光源カバーボトム151の底面と均一な面となるように(Z方向に)突出している。
The
ヒートパイプ463は、LED素子131から発せられた熱を吸収する吸熱部4631と、吸熱部4631の一部から上方に折り曲げられた排熱部4632とを備えている。ヒートパイプ463は、内部に封入された冷媒の温度による比重の変化を利用し、吸熱部4631から排熱部4632に熱を伝達している。なお、ここでは、ヒートパイプを利用しているが、熱伝導率が高い材料を同様の形状に変形させた伝熱部材を利用してもよい。
The
ヒートパイプ463の吸熱部は光源押え部152の光源基板130を押える面と反対側の面に形成された凹穴1521に配置される。このように基板押え部152に凹穴1521を形成し、凹穴1521に吸熱部を配置することで、吸熱部4631とLED素子131との距離を短くし、熱交換効率を高めている。
The heat absorbing portion of the
そして、ヒートパイプ463の排熱部4632は排熱孔467に水密な状態で挿入されている。これにより、排熱部4632と排熱孔467との隙間から冷却タンク461に溜まるジェルが漏れるのを抑制している。また、このようにヒートパイプ463を配置することで、排熱部4632が冷却タンク461に溜まるジェルと直接接触する。これにより、排熱部4632からジェルへの熱の伝達を効率よく行うことができる。
And the
そして、クッション464及びヒートパイプカバー465は、ヒートパイプ463を光源押え部152にしっかり押さえつけるための部材である。ヒートパイプ46を光源押え部152に対して押圧することで、ヒートパイプ463の反りやたわみによって光源押え部152と非接触になる部分を減らし、LED素子131からヒートパイプ463への伝熱効率を高める。なお、ヒートパイプ463が光源押え部152と広い面で接触する構成となっている場合、クッション464及び(又は)ヒートパイプカバー465を省略してもよい。
The
そして、光音響探触子10Bでも光音響探触子10と同様、熱交換部46から被検体Bdの表面にジェルを供給する流体供給部60を備えている。流体供給部60の詳細について説明する。図23は流体供給部の拡大断面図であり、図24は図23に示す状態からピンが押し上げられた状態を示す流体供給部の拡大断面図であり、図25は図24に示す状態からピンがさらに押し上げられた状態を示す流体供給部の拡大断面図である。
The
図22〜図25に示すように、流体供給部60は、吐出孔61と、吐出孔61を摺動可能に貫通するピン62と、ピン62を押圧するばね63と、吐出孔61に設けらればね63を保持するばね保持部64とを備えている。
As shown in FIGS. 22 to 25, the
吐出孔61は、冷却タンク461から外部に貫通する貫通孔である。ピン62は、吐出孔61を貫通しているとともに、外部に突出するように摺動可能となっている。ピン62は、外部に移動する端部に設けられた第1蓋部621と、第1蓋部621と反対側の端部に設けられた第2蓋部622と、第1蓋部621及び第2蓋部622との間を連結する柱状の連結部623とを備えている。
The
第1蓋部621は、断面円形状であり外側に向かって外径が大きくなる形状を有している。また、第1蓋部621は凸面形状(例えば、球面)となっている。第2蓋部622も第1蓋部621と同様の形状を有している。連結部623は、吐出孔61の内径(の最も小さい部分)よりも小さい外径の円柱形状である。
The
突出孔61は、ピン62の第1蓋部621が水密に嵌合する外側栓塞部611と、第2蓋部622が水密に嵌合する内側栓塞部612と、外側栓塞部611と内側栓塞部612とを連通する連通孔部613とを備えている。そして、連通部613の外側栓塞部611側の部分は連通部613よりも大きな内径のばね保持部64が形成されている。図25に示すように外側栓塞部611は、第1蓋部621が嵌合したとき、第1蓋部621の外側の面が、塗布用突出部466の底面と同一面となる形状を有している。
The protruding
ばね63は、一端がばね保持部64に保持されているとともに他方が第1蓋部621と接触している。そして、ばね63の弾性力によってピン62は外側に付勢されており、ばね63の弾性力の付勢によって、第2蓋部622が内側栓塞部612に嵌合し、吐出孔61を塞ぐ。
One end of the
次に流体供給部60の動作について説明する。まず、光音響探触子10Bが被検体Bdに接触させていない状態を図23に示している。図23に示しているように、ピン62はばね63の弾性力で下方(外部)に向けて押圧されており、第2蓋部622が内側栓塞部612に水密に嵌合している。これにより、吐出孔61を封鎖し、冷却タンク461から外部にジェルが流出するのを抑制している。
Next, the operation of the
なお、第2蓋部622の内側栓塞部612に対向する面は第1蓋部621の曲面と同じ形状を有しているが、これに限定されるものではない。内側栓塞部612をきっちり封鎖することができる形状を広く採用することができる。なお、第2蓋部622が内側栓塞部612に嵌り吐出孔61を塞ぐように、連結部623に近づくにつれ細くなる形状であることが好ましい。このような形状としては、図23等に示すような凸曲面形状であってもよく、円錐の先端部分を取り除いた形状(テーパ形状)であってもよい。
In addition, although the surface facing the
光音響探触子10Bは、断層画像情報を取得するとき、光源部15の光源カバーボトム151の底板部1511を被検体Bdに押し付ける。すなわち、底板部1511は被検体Bdに接近するように移動する。このとき、塗布用突出部466の底面も被検体Bdに接触する。ピン62は第1蓋部621が設けられている先端が外部に突出しているため、光音響探触子10Bを被検体Bdに押し付けるときに、塗布用突出部466よりもピン62が先に被検体Bdと接触する。
When acquiring the tomographic image information, the
ピン62の先端が被検体Bdに接触した後、塗布用突出部466を被検体Bdに近づけるように、光音響探触子10Bを移動させると、ピン62が被検体Bdに押され塗布用突出部466の内部に移動する。吐出孔61を栓塞していた第2蓋部622が塗布用突出部466の内部に移動する。これにより、吐出孔61と連結部623との間に隙間が形成され、冷却タンク461に溜まっているジェルが外部に吐出される(図24参照)。
After the tip of the
さらに、光音響探触子10Bが被検体Bdに近接すると、塗布用突出部466の底面が被検体Bdに接触する。このとき、ピン62は第1蓋部621の先端側の面が、塗布用突出部466の底面と同一面となるように押し込まれ、第1蓋部621が外側栓塞部611と水密に嵌合する。これにより、冷却タンク461に溜まるジェルが外部に吐出されるのを抑制することができる。
Further, when the
光音響探触子10Bでは、断層画像情報を検出しないとき、ばね63の力でピン62が押され、第2蓋部622が内側栓塞部612と嵌合し吐出孔61を塞ぎ、ジェルの流出を抑制する。そして、断層画像情報を検出するため光音響探触子10Bを被検体Bdに押し当てているときは、第1蓋部621が外側栓塞部611と嵌合し吐出孔61を塞ぐことで、ジェルが外部に流出するのを抑制している。
In the
以上のような構成とすることで、第1蓋部621が被検体Bdと接触し、第1蓋部621が外側栓塞部611と嵌合する間だけジェルを被検体Bdの表面に供給することが可能である。これにより、ジェルを塗布する手間を省くことができる。また、ジェルの流量及び(又は)圧力を調整することでジェルの供給量を制御することで、過不足なくジェルを供給することができるとともに、不使用時及び被検体Bdに接触しているときにはジェルの供給を停止する。これにより、使用者の利便性を高めることが可能である。
With the configuration described above, the gel is supplied to the surface of the subject Bd only while the
上記各実施形態において、発光素子としてLED素子を利用しているが、これに限定されるものではない。発光ダイオード素子、半導体レーザ素子又は有機発光ダイオード素子のように、小型で発光制御が容易な素子を広く採用することが可能である。また、複数のLED素子を発光基板に並べて実装しているものとしているが、これに限定されるものではなく、発光部の構成部材の一部に直接配置するようにしてもよい。 In each said embodiment, although the LED element is utilized as a light emitting element, it is not limited to this. A small element such as a light-emitting diode element, a semiconductor laser element, or an organic light-emitting diode element that can be easily controlled in light emission can be widely used. In addition, although a plurality of LED elements are mounted side by side on the light emitting substrate, the present invention is not limited to this, and may be directly arranged on a part of the constituent members of the light emitting unit.
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこの内容に限定されるものではない。また本発明の実施形態は、発明の趣旨を逸脱しない限り、種々の改変を加えることが可能である。また、上記各実施形態は適宜組み合わせて実施することも可能である。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to this content. The embodiments of the present invention can be variously modified without departing from the spirit of the invention. Further, the above embodiments can be implemented in combination as appropriate.
A 光音響画像化装置
10 光音響探触子
11 駆動電源部
12 LED駆動回路
13 光源部
130 光源基板
131 LED素子(発光素子)
132 光源カバーボトム
133 基板ホルダ
1331 基板保持部
1332 凹部
1333 流入部
1334 流出部
134 光源カバートップ
14 音響波検出部
15 光源部
151 光源カバーボトム
152 光源押え部
20 画像生成部
21 受信回路
22 A/Dコンバータ
23 受信メモリ
24 データ処理部
25 光音響画像再構成部
26 検波・対数コンバータ
27 光音響画像構築部
28 超音波画像再構成部
29 検波・対数コンバータ
210 超音波画像構築部
211 画像合成部
212 制御部
213 送信制御回路
30 画像表示部
40 冷却機構(流体流路)
41 ジェル用タンク
42 ポンプ
43 熱交換部
431 冷却ジャケット
44 供給配管
45 排出配管
46 熱交換部
461 冷却タンク(溜液部)
462 タンクカバー
463 ヒートパイプ
464 クッション
465 ヒートパイプカバー
50 流体供給部
51 吐出孔
52 ピン
521 第1蓋部
522 第2蓋部
523 連結部
53 収納穴
54 ばね
60 流体供給部
61 吐出孔
62 ピン
621 第1蓋部
622 第2蓋部
623 連結部
63 ばね
64 ばね保持部
A
132 Light source cover bottom 133
41
462
Claims (9)
前記光源部から照射された光が前記被検体内部で吸収されて発生する音響波を検出する音響波検出部と、
前記被検体と前記音響波検出部との音響インピーダンスを整合させる音響整合流体が流れる流体流路とを有し、
前記流体流路が、前記光源部に設けられて前記発光素子の熱を前記音響整合流体に伝達させる熱交換部と、前記音響整合流体を前記被検体に塗布できる状態となるように前記光源部の前記被検体と接触する部分に供給する流体供給部とを有している光音響探触子。 A light source unit that is in contact with the subject and arranged so that a plurality of light emitting elements irradiate the subject with light;
An acoustic wave detection unit for detecting an acoustic wave generated by the light emitted from the light source unit being absorbed inside the subject; and
A fluid flow path through which an acoustic matching fluid that matches the acoustic impedance of the subject and the acoustic wave detection unit flows;
The fluid flow path is provided in the light source unit to transfer heat of the light emitting element to the acoustic matching fluid, and the light source unit is in a state in which the acoustic matching fluid can be applied to the subject. A photoacoustic probe having a fluid supply section that supplies a portion that contacts the subject.
前記冷却ジャケットの内部を前記音響整合流体が連続して流れる請求項1又は請求項2に記載の光音響探触子。 The heat exchange unit has a cooling jacket provided adjacent to the light emitting element,
The photoacoustic probe according to claim 1, wherein the acoustic matching fluid flows continuously in the cooling jacket.
前記吸熱領域が前記発光素子の近くに配置されているとともに、前記排熱領域が前記音響整合流体と接触するように配置されている請求項1から請求項3のいずれかに記載の光音響探触子。 The heat exchanging section includes a heat transport section that transports heat from the heat absorption area toward the exhaust heat area;
4. The photoacoustic probe according to claim 1, wherein the endothermic region is disposed in the vicinity of the light emitting element, and the exhaust heat region is disposed in contact with the acoustic matching fluid. Tentacles.
前記流体流路が、前記音響整合流体を前記貯蔵部と前記熱交換部との間を循環させている請求項1から請求項4のいずれかに記載の光音響探触子。 The fluid flow path includes a storage unit that is disposed outside the light source unit and stores the acoustic matching fluid;
The photoacoustic probe according to claim 1, wherein the fluid flow path circulates the acoustic matching fluid between the storage unit and the heat exchange unit.
前記光音響探触子からの情報に基づいて前記被検体の内部の状態を画像化する光音響画像化装置。 A photoacoustic probe according to any one of claims 1 to 8,
A photoacoustic imaging apparatus that images an internal state of the subject based on information from the photoacoustic probe.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014173885A JP2016047208A (en) | 2014-08-28 | 2014-08-28 | Photoacoustic probe and photoacoustic imaging device |
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Publications (1)
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JP2016047208A true JP2016047208A (en) | 2016-04-07 |
Family
ID=55648481
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JP2014173885A Pending JP2016047208A (en) | 2014-08-28 | 2014-08-28 | Photoacoustic probe and photoacoustic imaging device |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2016047208A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2019130766A1 (en) * | 2017-12-27 | 2019-07-04 | 株式会社日立製作所 | Ultrasound probe |
-
2014
- 2014-08-28 JP JP2014173885A patent/JP2016047208A/en active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2019130766A1 (en) * | 2017-12-27 | 2019-07-04 | 株式会社日立製作所 | Ultrasound probe |
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