JP2016047210A - Photoacoustic probe and photoacoustic imaging device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve operability by reducing consumption power and downsizing an outer shape, and to create an accurate photoacoustic image by detecting an accurate photoacoustic wave.SOLUTION: An photoacoustic probe 10 comprises: a light source part 13; and an acoustic wave detection part 14 that detects an acoustic wave in an analyte Bd. The light source part 13 has a plurality of long-shaped light source bodies 130, 132 in which light emitters 130 are arrayed, and a light source holding part 15 that holds the light source bodies 130, 132 at an interval with respect to the analyte Bd in an overlapping manner when viewed from the analyte Bd. The light source holding part 15 is provided with a light guide part 153 that guides light emitted from each of the light source bodies 130, 132 so as to avoid the light source body 130 that is closer to the analyte Bd than the light source body 132.SELECTED DRAWING: Figure 4

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、被検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, conventionally, photoacoustic imaging using photoacoustic waves (ultrasonic waves) generated inside a living body by irradiating the subject with light has been developed.

例えば、特許文献1に記載の光音響画像化装置(光音響イメージング)では測定領域に光を照射する光源と、測定領域に超音波を送信するとともに前記測定領域からの弾性波を受信する超音波探触子と含む光音響探触子を備えている。そして、前記光音響探触子では、前記光源と前記超音波探触子とが隣接するように一体的に固定され、前記超音波探触子からの超音波が進行する方向に光を照射するように前記光源が配置されている。前記光源としてはレーザ光を出射するレーザ光源を利用している。   For example, in the photoacoustic imaging apparatus (photoacoustic imaging) described in Patent Literature 1, a light source that irradiates light to a measurement region, and an ultrasonic wave that transmits ultrasonic waves to the measurement region and receives elastic waves from the measurement region. It has a photoacoustic probe including a probe. In the photoacoustic probe, the light source and the ultrasonic probe are integrally fixed so as to be adjacent to each other, and light is emitted in a direction in which ultrasonic waves from the ultrasonic probe travel. Thus, the light source is arranged. A laser light source that emits laser light is used as the light source.

前記レーザ光は、光エネルギが大きいため、被検体である生体の深部に光を到達させることができ、生体の深部の断層画像を取得することができる。しかしながら、前記レーザ光は、指向性が高いため、前記レーザ光源を複数個並べた構成の場合、照射される光にむらができてしまう。また、前記レーザ光源は大型で光音響探触子が大きくなる。さらには、レーザ光源は発熱量が高いため、放熱のための構造も必要であり、構造も複雑になりやすい。   Since the laser light has a large light energy, the laser beam can reach the deep part of the living body that is the subject, and a tomographic image of the deep part of the living body can be acquired. However, since the laser beam has high directivity, in the case of a configuration in which a plurality of the laser light sources are arranged, the irradiated light becomes uneven. The laser light source is large and the photoacoustic probe is large. Furthermore, since the laser light source generates a large amount of heat, a structure for heat dissipation is also required, and the structure tends to be complicated.

そこで、前記レーザ光源に替えてLED等の発光素子を光源として利用するものが研究されている。前記発光素子から出射される光の光エネルギは前記レーザ光源に比べて小さいため、前記発光素子を光源として用いる場合、複数個の前記発光素子を使用することで高い光エネルギの光を照射できる構成としている。   Therefore, research has been conducted on the use of light emitting elements such as LEDs as light sources instead of the laser light sources. Since the light energy of the light emitted from the light emitting element is smaller than that of the laser light source, when the light emitting element is used as a light source, a structure capable of irradiating light with high light energy by using a plurality of the light emitting elements It is said.

特開2008−49063号公報JP 2008-49063 A

複数個の発光素子を平面的に配列する場合、配列可能な発光素子の数は、設置面積(例えば、実装基板の面積)によって限られる。観察したい生体深度が深い場合、その生体深度まで光を到達させるのに必要な光エネルギを得るために多数の発光素子が必要になる。そのため、前記発光素子を配列する部分の面積が大きくなり、光音響探触子が大きくなるし、操作性も悪化する。また、前記発光素子を配列する部分の面積がある程度大きくなると、端に設置された発光素子の光は、光音響探触子の直下付近に届かず、光エネルギの増加にならず、エネルギの無駄となってしまう。   When a plurality of light emitting elements are arranged in a plane, the number of light emitting elements that can be arranged is limited by an installation area (for example, an area of a mounting substrate). When the depth of the living body to be observed is deep, a large number of light emitting elements are required to obtain light energy necessary for light to reach the living body depth. Therefore, the area of the portion where the light emitting elements are arranged is increased, the photoacoustic probe is increased, and the operability is also deteriorated. Further, when the area of the portion where the light emitting elements are arranged is increased to some extent, the light of the light emitting elements installed at the ends does not reach the vicinity immediately below the photoacoustic probe, the light energy does not increase, and energy is wasted. End up.

そこで、本発明は、消費電力を低減し、外形を小さくすることで操作性を向上するとともに、光を集光し、高い光エネルギの光を照射することで、正確な光音響波を検出できる光音響探触子を提供することを目的とする。   Therefore, the present invention improves operability by reducing power consumption and reducing the outer shape, and can accurately detect photoacoustic waves by collecting light and irradiating light with high light energy. An object is to provide a photoacoustic probe.

また、本発明は正確な光音響画像を作成できる光音響画像化装置を提供することを目的とする。   It is another object of the present invention to provide a photoacoustic imaging apparatus that can create an accurate photoacoustic image.

上記目的を達成するために本発明は、被検体に対し光を照射する光源部と、前記光源部と隣接して配置されるとともに前記光源部からの光が前記被検体内部で吸収されたとき発生する音響波を検出する音響波検出部とを有し、前記光源部は、発光素子を配列した長尺形状の光源体を複数個備えており、前記複数個の光源体を前記被検体と接触する接触部から見て重なるように間隔をあけて保持する光源保持部とを有し、前記光源保持部は、前記各光源体から出射された光をその光源体よりも前記接触部に近い光源体の横を透過させ前記接触部に導く導光部を備えている。   In order to achieve the above object, the present invention provides a light source unit that irradiates a subject with light, and a light source unit that is disposed adjacent to the light source unit and light from the light source unit is absorbed inside the subject. An acoustic wave detection unit for detecting the generated acoustic wave, and the light source unit includes a plurality of elongated light source bodies in which light emitting elements are arranged, and the plurality of light source bodies are connected to the subject. And a light source holding part that holds the light source holding part so as to overlap with each other when viewed from the contact part that comes into contact with the light source holding part. The light source holding part is closer to the contact part than the light source body. A light guide unit is provided that transmits the side of the light source body and guides it to the contact unit.

この構成によると、光源体を上下に重ねて配置することで、光源部の前記接触部側から見た面積に対する発光素子の数を増やすことができる。これにより、従来、光源として用いられてきたレーザよりも消費電力が少なく小型化が容易なLED等の発光素子を用いても、高精度な光音響イメージングを行うことが可能である。   According to this structure, the number of light emitting elements with respect to the area seen from the said contact part side of a light source part can be increased by arrange | positioning a light source body up and down. Thus, high-accuracy photoacoustic imaging can be performed using a light-emitting element such as an LED that consumes less power than a laser that has been used as a light source and can be easily downsized.

また、導光部を用いることで、音響波検出部に近接する部分にも光源体からの光を導光することも可能であり、被検体の表面に近い部分にも十分な光を照射することが可能である。   In addition, by using the light guide unit, it is possible to guide the light from the light source body to the part close to the acoustic wave detection unit, and irradiate the part close to the surface of the subject with sufficient light. It is possible.

上記構成において、前記接触部が、最も被検体に近い光源体の光を受光し前記被検体に照射する第1領域と、前記導光部からの光を受光し前記被検体に照射する第2領域とを有していてもよい。   In the above configuration, the contact portion receives light from the light source body closest to the subject and irradiates the subject, and the second region receives light from the light guide portion and irradiates the subject. And may have a region.

上記構成において、前記導光部は、入射する光を分岐させる分岐部を有し、前記導光部は、前記分岐された光が前記被検体の近くに配置されている光源体の短手方向の両端よりも外側を通るように形成された導光路を有していてもよい。   In the above-described configuration, the light guide section includes a branch section that branches incident light, and the light guide section includes a short direction of a light source body in which the branched light is disposed near the subject. You may have a light guide formed so that it may pass outside rather than both ends.

上記構成において、前記分岐部の頂点が、前記導光部に光を入射させる光源体の短手方向の中心よりも前記音響波検出部から遠くなるように形成されていてもよい。   The said structure WHEREIN: The vertex of the said branch part may be formed so that it may become far from the said acoustic wave detection part rather than the center of the transversal direction of the light source body which injects light into the said light guide part.

上記構成において、前記導光路の前記導光部に光を入射させる光源体の光軸に対する傾斜角度が45度よりも小さく形成するものを挙げることができる。   The said structure WHEREIN: What forms the inclination angle with respect to the optical axis of the light source body which makes light inject into the said light guide part of the said light guide path smaller than 45 degree | times can be mentioned.

上記構成において、前記導光部は内部を透過する光を反射する反射面を対向配置していてもよい。   The said structure WHEREIN: The said light guide part may oppose and arrange | position the reflective surface which reflects the light which permeate | transmits an inside.

上記構成において、前記反射面は内部を透過する光の内部への反射率を高める処理を施していてもよい。   The said structure WHEREIN: The said reflective surface may perform the process which raises the reflectance to the inside of the light which permeate | transmits an inside.

上記構成において、前記対向配置している反射面の距離は前記被検体に近づくほど広がるように形成されていてもよい。   The said structure WHEREIN: The distance of the said reflective surface arrange | positioned facing may be formed so that it may spread, so that the said subject is approached.

上記構成において、前記複数の光源体のうち少なくとも一方が、前記発光素子の光軸を前記音響波検出部に向けて傾けられて保持されていてもよい。   In the above configuration, at least one of the plurality of light source bodies may be held with the optical axis of the light emitting element tilted toward the acoustic wave detection unit.

上記構成において、前記音響波検出部を挟むように配置された複数個の前記光源部を備えていてもよい。   The said structure WHEREIN: You may provide the said several light source part arrange | positioned so that the said acoustic wave detection part may be pinched | interposed.

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いずれかを含む構成であってもよい。   In the above configuration, the light emitting element may include any 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。   Examples of the apparatus provided with the photoacoustic probe described above include a photoacoustic imaging apparatus that images an internal state of the subject based on information from the photoacoustic probe.

本発明によると、消費電力を低減し、外形を小さくすることで操作性を向上するとともに、光を集光し、高い光エネルギの光を照射することで、正確な光音響波を検出できる光音響探触子を提供することができる。   According to the present invention, light that can detect accurate photoacoustic waves by reducing power consumption and improving operability by reducing the outer shape, condensing light, and irradiating light with high light energy. An acoustic probe can be provided.

また、本発明によると、正確な光音響画像を作成できる光音響画像化装置を提供することができる。   Further, according to the present invention, it is possible to provide a photoacoustic imaging apparatus capable of creating an accurate photoacoustic image.

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る。1 is a schematic external view of an example of a photoacoustic imaging apparatus according to the present invention. 図1に示す光音響画像化装置のブロック図である。It is a block diagram of the photoacoustic imaging device shown in FIG. 本発明にかかる光音響探触子の概略斜視図である。It is a schematic perspective view of the photoacoustic probe concerning this invention. 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る。It is a disassembled perspective view of the light source part with which the photoacoustic probe concerning this invention is equipped. LED素子を備えた光源基板の概略図である。It is the schematic of the light source board provided with the LED element. 光源部に備えられる光源保持部の斜視図である。It is a perspective view of the light source holding part with which a light source part is equipped. 図6に示す光源保持部の長手方向と直交する面で切断した断面図である。It is sectional drawing cut | disconnected by the surface orthogonal to the longitudinal direction of the light source holding | maintenance part shown in FIG. 本発明にかかる光音響探触子の他の例に用いられる光源保持部の断面図である。It is sectional drawing of the light source holding | maintenance part used for the other example of the photoacoustic probe concerning this invention. 本発明にかかる光音響探触子のさらに他の例に用いられる光源保持部の断面図である。It is sectional drawing of the light source holding | maintenance part used for the further another example of the photoacoustic probe concerning this invention. 本発明にかかる光音響探触子のさらに他の例に用いられる光源保持部の断面図である。It is sectional drawing of the light source holding | maintenance part used for the further another example of the photoacoustic probe concerning this invention. 本発明にかかる光音響探触子のさらに他の例に用いられる光源保持部の断面図である。It is sectional drawing of the light source holding | maintenance part used for the further another example of the photoacoustic probe concerning this invention.

本発明にかかる光音響画像化装置について図面を参照して説明する。   A photoacoustic imaging apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings.

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る。   FIG. 1 is a schematic external view of an example of a photoacoustic imaging apparatus according to the present invention, and FIG. 2 is a block diagram of the photoacoustic imaging apparatus shown in 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、約650nm〜約1100nm)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 having a wavelength with a small attenuation inside the subject Bd (for example, about 650 nm to about 1100 nm in the case of a living body), and the internal tissue emits light energy. A tomographic image is obtained by detecting an elastic wave (ultrasonic wave) due to absorption and 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。   As shown in FIGS. 1 and 2, the photoacoustic imaging apparatus A includes a photoacoustic probe 10 that irradiates a subject Bd that is a living body and detects a photoacoustic wave generated in the subject Bd. An image generation unit 20 that generates a photoacoustic image based on a photoacoustic wave detection signal is provided. In addition, the photoacoustic probe 10 transmits ultrasonic waves to the subject Bd and also detects ultrasonic waves that are reflected waves, and the image generation unit 20 generates an ultrasonic image based on the ultrasonic detection signal. Also generate. Furthermore, the photoacoustic imaging apparatus A also includes an image display unit 30 that displays an image based on the image signal generated by the image generation unit 20.

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 photoacoustic probe 10 includes a drive power supply unit 11, a light source unit 13 that emits light (infrared light: wavelength of about 850 nm) when power is supplied from the drive power supply unit 11, and a light emitting element provided in the light source unit 13. LED driving circuit 12 for controlling the above.

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3は光音響探触子の概略斜視図である。以下の説明では、図3に示すように、音響波検出部14の音響電気変換素子141の配列方向をX方向、配列方向と直交する方向をY方向及び紙面上下方向をZ方向とする。   Here, details of the photoacoustic probe 10 will be described with reference to a new drawing. FIG. 3 is a schematic perspective view of the photoacoustic probe. In the following description, as shown in FIG. 3, the arrangement direction of the acoustoelectric transducers 141 of the acoustic wave detection unit 14 is the X direction, the direction orthogonal to the arrangement direction is the Y direction, and the vertical direction on the paper is the Z direction.

図3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3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. 3, the photoacoustic probe 10 includes an acoustic wave detection unit 14 and a light source unit 13 that is disposed in proximity to the acoustic wave detection unit 14. The photoacoustic probe 10 makes the lower side in the Z direction in FIG. 3 contact the subject Bd, and irradiates the subject Bd with light from the light source unit 13 or irradiates the subject with ultrasonic waves from the acoustic wave detection unit 14. An acoustic wave from the inside of the specimen Bd is detected.

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 wave detection unit 14 has a configuration in which acoustoelectric conversion elements 141 that transmit or detect ultrasonic waves are arranged in the X direction. The acoustic wave detection unit 14 has the same configuration as that of an ultrasonic probe used in a conventional ultrasonic tomographic diagnosis apparatus, and thus detailed description thereof is omitted.

図3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. 3, the photoacoustic probe 10 includes two light source units 13. The two light source units 13 are long members extending in the arrangement direction (that is, the X direction) of the acoustoelectric conversion elements 141. Further, the two light source units 13 are arranged so as to sandwich the acoustic wave detection unit 14 from both sides in the Y direction. The light source unit 13 irradiates the subject Bd with planar light whose in-plane luminance is equalized. Thereby, uniform or substantially uniform light can be irradiated to the lower part of the acoustic wave detection part 14 in the Z-axis direction.

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 light source unit 13 enters the subject Bd while being scattered, and is absorbed by the light absorber (biological tissue) in the subject Bd. When the light absorber absorbs light, a photoacoustic wave (ultrasonic wave) that is an elastic wave is generated by adiabatic expansion. The generated photoacoustic wave propagates in the subject Bd and is converted into a voltage signal by the acoustoelectric conversion element 141. The acoustoelectric conversion element 141 of the acoustic detection unit 14 may generate an ultrasonic wave, send the ultrasonic wave into the subject Bd, receive the ultrasonic wave reflected in the subject Bd, and generate a voltage signal. Is possible. That is, the photoacoustic imaging apparatus A of the present embodiment can also perform ultrasonic imaging in addition to photoacoustic imaging.

光音響画像化装置Aで利用している音響波(超音波)は、空気の層を伝播するときに大きく減衰する。そのため、光音響画像化装置Aでは、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(ジェル)を利用する場合もある。なお、このジェルを塗布することで、音響波の検出特性を向上させることができるとともに、光源部13のLED素子131を冷却することが可能である。   The acoustic wave (ultrasonic wave) used in the photoacoustic imaging apparatus A is greatly attenuated when propagating through the air layer. Therefore, the photoacoustic imaging apparatus A may use an acoustic matching fluid (gel) that matches the acoustic impedance between the acoustic wave detection unit 14 and the subject Bd. By applying this gel, the acoustic wave detection characteristics can be improved, and the LED element 131 of the light source unit 13 can be cooled.

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 image generation unit 20 will be described. As shown in FIG. 2, the image generation unit 20 includes a reception circuit 21, an A / D converter 22, a reception memory 23, a data processing unit 24, a photoacoustic image reconstruction unit 25, a detection / logarithmic converter 26, and a photoacoustic image construction. 27, an ultrasonic image reconstruction unit 28, a detection / logarithmic converter 29, an ultrasonic image construction unit 210, an image composition unit 211, a control unit 212, and a transmission control circuit 213.

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 acoustoelectric transducers 141 from the plurality of acoustoelectric transducers 141 and performs a process of amplifying a voltage signal (detection signal) for the selected acoustoelectric transducers 141.

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 acoustoelectric transducers 141 are divided into two areas adjacent in the X direction, and one area is selected for the first light irradiation, and the second light irradiation is performed. The remaining one area is selected at the time. In the case of ultrasonic imaging, for example, an ultrasonic wave is generated while switching a group of a plurality of adjacent acoustoelectric transducers 141 among a plurality of acoustoelectric transducers 141 (so-called linear electronic scan), and a receiving circuit. 21 also selects the group while switching.

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 data processing unit 24 has a function of distributing the signal stored in the reception memory 23 to the photoacoustic image reconstruction unit 25 or the ultrasonic image reconstruction unit 28.

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 image reconstruction unit 25 performs phase matching addition processing based on the photoacoustic wave detection signal to reconstruct the photoacoustic wave data. The detection / logarithmic converter 26 performs logarithmic compression processing and envelope detection processing on the reconstructed photoacoustic wave data. Then, the photoacoustic image construction unit 27 converts the data processed by the detection / logarithmic converter 26 into luminance value data for each pixel.

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 image display unit 30 displays an image based on the combined image data generated by the image combining unit 211.

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 image display unit 30 as it is.

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 control unit 212 transmits a wavelength control signal to the LED drive circuit 12, and the LED drive circuit 12 that has received the wavelength control signal transmits the light trigger signal from the control unit 212 to the light source drive circuit 102. The drive circuit 12 transmits a drive signal to the LED element 131.

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 transmission control circuit 213 transmits a drive signal to the acoustoelectric conversion element 141 in accordance with an instruction from the control unit 212 to generate an ultrasonic wave. Note that the control unit 212 also controls the receiving circuit 21 and the like.

(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4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5はLED素子を備えた光源基板の概略図である。また、図6は光源部に備えられる光源保持部の斜視図であり、図7は図6に示す光源保持部の長手方向と直交する面で切断した断面図である。なお、図7は断面図であるが、断面を示すハッチングを省略している。
(First embodiment)
Next, details of the light source unit 13 which is a main part of the photoacoustic probe 10 according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 4 is an exploded perspective view of a light source unit provided in the photoacoustic probe according to the present invention, and FIG. 5 is a schematic view of a light source substrate provided with LED elements. 6 is a perspective view of a light source holding unit provided in the light source unit, and FIG. 7 is a cross-sectional view taken along a plane orthogonal to the longitudinal direction of the light source holding unit shown in FIG. Although FIG. 7 is a cross-sectional view, hatching indicating the cross-section is omitted.

光音響探触子10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。   The photoacoustic probe 10 includes two light source units 13, which have substantially the same configuration, and therefore, one of them will be illustrated and described as a representative.

図4に示すように、光源部13は、第1光源基板130(光源体)、第2光源基板132(光源体)、光源保持部15、光源カバートップ161及び光源カバーサイド162を含んでいる。図4に示すように、光源保持部15は、第1光源基板130と第2光源基板132を保持する構成となっており、第2光源基板132が第1光源基板130よりも被検体から離れて保持する構成となっている。また、光源保持部15に光源カバートップ161及び光源カバーサイド162を取り付けることで、第2光源基板132及び第1基板130が固定されるようになっている。光源カバートップ161には、LED駆動回路12から第1光源基板130、第2光源基板132に実装されたLED素子131に制御信号及び駆動電力を供給する配線4が貫通するようになっている。   As shown in FIG. 4, the light source unit 13 includes a first light source substrate 130 (light source body), a second light source substrate 132 (light source body), a light source holding unit 15, a light source cover top 161, and a light source cover side 162. . As shown in FIG. 4, the light source holding unit 15 is configured to hold the first light source substrate 130 and the second light source substrate 132, and the second light source substrate 132 is further away from the subject than the first light source substrate 130. Is configured to be held. In addition, the second light source substrate 132 and the first substrate 130 are fixed by attaching the light source cover top 161 and the light source cover side 162 to the light source holding part 15. In the light source cover top 161, a wiring 4 for supplying a control signal and driving power from the LED driving circuit 12 to the LED elements 131 mounted on the first light source substrate 130 and the second light source substrate 132 penetrates.

第1光源基板130及び第2光源基板132は略同じ構成であり、表面に配線パターンが形成された配線基板である。図5に示すように、光源基板130(132)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。また、LED素子131は千鳥配置でも良い。光源基板130(132)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(132)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 first light source substrate 130 and the second light source substrate 132 have substantially the same configuration, and are wiring substrates having a wiring pattern formed on the surface. As shown in FIG. 5, LED elements 131, which are light emitting elements, are mounted on the surface of the light source substrate 130 (132) in a two-dimensional array so as to be equally spaced in the vertical and horizontal directions. The LED elements 131 may be arranged in a staggered manner. The light source substrate 130 (132) is connected to the LED drive circuit 12, receives a drive signal from the LED drive circuit 12, and the LED element 131 emits pulsed light based on the drive signal. In the light source unit 13, the LED elements 131 are mounted in a two-dimensional array on the light source substrate 130 (132) to emit planar light with a constant luminous flux. The LED element 131 is an element that irradiates light having a wavelength (here, about 850 nm) that easily penetrates into the living body.

図6に示すように、光源保持部15は、接触部150と、第1基板固定部151と、第2基板固定部152と、導光部153とを含む。光源保持部15は、LED素子131が実装されている第1光源基板130及び第2光源基板132を保持する保持部材であるとともに、LED素子131から出射された光を接触部150まで導光し、接触部150から被検体Bdに照射する。そのため、導光部153と接触部150とは光が効率よく伝達されるように構成されており、少なくとも、導光部153及び接触部150はそれぞれ透光性を有する材料で形成されている。なお、透光性を有する材料としては、例えば、アクリル、ポリカーボネイト等を挙げることができるが、これに限定されない。また、本実施形態では光源保持部15全体が透光性材料で形成されているものとする。   As shown in FIG. 6, the light source holding unit 15 includes a contact unit 150, a first substrate fixing unit 151, a second substrate fixing unit 152, and a light guide unit 153. The light source holding unit 15 is a holding member that holds the first light source substrate 130 and the second light source substrate 132 on which the LED elements 131 are mounted, and guides the light emitted from the LED elements 131 to the contact unit 150. The object Bd is irradiated from the contact part 150. Therefore, the light guide unit 153 and the contact unit 150 are configured to transmit light efficiently, and at least the light guide unit 153 and the contact unit 150 are each formed of a light-transmitting material. Note that examples of the light-transmitting material include acrylic and polycarbonate, but are not limited thereto. In the present embodiment, it is assumed that the entire light source holding part 15 is formed of a translucent material.

図6、図7に示すように、接触部150は、平板形状を有しており光音響探触子10で被検体Bdの断層画像情報を検出するとき、被検体Bdと接触する。そして、接触部150の底面1500から断層画像情報の検出に必要な光を照射するようになっている。接触部150は、平面視長方形状の平板形状を有しており、短手方向の中央部分に軸に沿って延びる第1領域1501と、第1領域1501の短手方向両側に配置される第2領域1502とを含んでいる。   As shown in FIGS. 6 and 7, the contact unit 150 has a flat plate shape, and contacts the subject Bd when the photoacoustic probe 10 detects tomographic image information of the subject Bd. Then, light necessary for detection of tomographic image information is emitted from the bottom surface 1500 of the contact portion 150. The contact portion 150 has a flat plate shape that is rectangular in plan view, and a first region 1501 extending along the axis at the center portion in the short-side direction and a first region 1501 disposed on both sides in the short-side direction of the first region 1501. 2 regions 1502.

接触部150の第1領域1501に第1光源基板130を配置するための第1光源固定部151が形成されており、第2領域1502は導光部153が連設されている。第1光源固定部151は第1光源基板130に実装されているLED素子131から出射される光が入射する入光面1511が設けられている。   A first light source fixing part 151 for arranging the first light source substrate 130 is formed in a first area 1501 of the contact part 150, and a light guide part 153 is continuously provided in the second area 1502. The first light source fixing portion 151 is provided with a light incident surface 1511 on which light emitted from the LED element 131 mounted on the first light source substrate 130 enters.

図7に示すように、第1光源基板130のLED素子131からの光は、入光面1511から入射し、接触部150の第1領域1501を透過し、底面1500から被検体Bdに照射される。   As shown in FIG. 7, the light from the LED element 131 of the first light source substrate 130 enters from the light incident surface 1511, passes through the first region 1501 of the contact portion 150, and is irradiated to the subject Bd from the bottom surface 1500. The

導光部153は、接触部150の第2領域1502の両方から第1光源固定部151を囲むように突出し、第1光源固定部151の上方で結合した構成を有している。つまり、光源保持部15は、長手方向に延びる貫通孔を備えた形状を有しており、その貫通孔に第1光源基板130を配置する構成となっている。   The light guide unit 153 protrudes from both the second regions 1502 of the contact unit 150 so as to surround the first light source fixing unit 151, and has a configuration in which the light guiding unit 153 is coupled above the first light source fixing unit 151. That is, the light source holding part 15 has a shape having a through hole extending in the longitudinal direction, and the first light source substrate 130 is arranged in the through hole.

そして、導光部153の結合している部分の上部に第2光源固定部152が連設されている。第2光源固定部152は、第2光源基板132を配置するための上面が開口した箱体である。そして、第2光源固定部152の底面は導光部153に向かって第2光源基板132のLED素子131からの光が入射する入光面1521となっている。第2光源固定部152は配置された第2光源基板132が、第1光源固定部151に配置された第1光源基板130とZ方向に重なるように形成されている。すなわち、図7に示すように、光源保持部15の短手方向の中心軸C1が第1光源固定部151及び第2光源固定部152の中心を通過する。また、図7に示すように、入光面1521から入射した光は、導光部153に向かって進む。   And the 2nd light source fixing | fixed part 152 is continuously provided in the upper part of the part which the light guide part 153 couple | bonds. The second light source fixing part 152 is a box having an open upper surface for arranging the second light source substrate 132. The bottom surface of the second light source fixing unit 152 is a light incident surface 1521 on which light from the LED elements 131 of the second light source substrate 132 enters the light guide unit 153. The second light source fixing part 152 is formed so that the second light source substrate 132 disposed overlaps the first light source substrate 130 disposed in the first light source fixing part 151 in the Z direction. That is, as shown in FIG. 7, the center axis C <b> 1 in the short direction of the light source holding part 15 passes through the centers of the first light source fixing part 151 and the second light source fixing part 152. Further, as shown in FIG. 7, the light incident from the light incident surface 1521 travels toward the light guide unit 153.

導光部153は第2光源固定部152に配置された第2光源基板132に実装されたLED素子131からの光を接触部150に導く。導光部153は、第2光源固定部152の入光面1521の下部に配置され、入光面1521から入射した光を光源保持部15の短手方向に分割する分岐部1530を有している。そして、導光部153は、分岐部1530から音響波検出部14に近接する側の第1導光路1531と、反対側の第2導光路1532とを有している。第1導光路1531及び第2導光路1532は光源保持部15の短手方向の中心軸C1に対して角度a傾いて形成されている。   The light guide unit 153 guides the light from the LED element 131 mounted on the second light source substrate 132 disposed in the second light source fixing unit 152 to the contact unit 150. The light guide unit 153 includes a branch unit 1530 that is disposed below the light incident surface 1521 of the second light source fixing unit 152 and divides the light incident from the light incident surface 1521 in the short direction of the light source holding unit 15. Yes. The light guide unit 153 includes a first light guide 1531 on the side close to the acoustic wave detection unit 14 from the branch unit 1530 and a second light guide 1532 on the opposite side. The first light guide 1531 and the second light guide 1532 are formed to be inclined at an angle a with respect to the central axis C <b> 1 in the short direction of the light source holding unit 15.

入光面1521から入射した光のうち、分岐部1530よりも音響波検出部14に近い光は、第1導光路1531に入射し、遠い光は第2導光路1532に入射する。第1導光路1531及び第2導光路1532は、外部との境界となる反射面154及び反射面155を対向配置した構造を有している。第1導光路1531及び第2導光路1532の内部で光は、反射面154と反射面155との間で反射を繰り返して、接触部150に進む。内部の光が反射面154及び反射面155で効率よく反射するため、反射面154及び155の外面は、アルミニウムや金等の反射率の高い材料(金属)の反射膜が形成されている。これにより、導光部153の内部の光が、反射面154及び反射面155から外部に漏れるのを抑制し、第2光源基板132のLED素子131からの光の減衰を抑制することができる。   Of the light incident from the light incident surface 1521, light closer to the acoustic wave detection unit 14 than the branching unit 1530 enters the first light guide 1531, and far light enters the second light guide 1532. The first light guide path 1531 and the second light guide path 1532 have a structure in which a reflective surface 154 and a reflective surface 155 serving as a boundary with the outside are arranged to face each other. Light is repeatedly reflected between the reflection surface 154 and the reflection surface 155 in the first light guide path 1531 and the second light guide path 1532 and proceeds to the contact portion 150. Since the internal light is efficiently reflected by the reflective surfaces 154 and 155, the reflective surfaces of the reflective surfaces 154 and 155 are formed of a highly reflective material (metal) such as aluminum or gold. Thereby, the light inside the light guide unit 153 can be prevented from leaking to the outside from the reflective surface 154 and the reflective surface 155, and the attenuation of light from the LED elements 131 of the second light source substrate 132 can be suppressed.

図7に示すように、第1光源基板130のLED素子131からの光は、入光面1521を介して、直接接触部150の第1領域1501に入射する。LED素子131からの光は、拡散光であるが、ある程度の指向性も有するため、LED素子131の側部に多くの光を照射が困難である。そこで、本発明のように、導光部153を利用して、第2光源基板132のLED素子131からの光を、第1光源基板130のLED素子131からの光の側部に導くことで、LED素子を用いても、側方の光量不足を解消することが可能である。これにより、被検体Bdの内部の音響波検出部14の軸に沿う領域に十分な光束の光を照射することが可能である。   As shown in FIG. 7, the light from the LED element 131 of the first light source substrate 130 enters the first region 1501 of the contact portion 150 directly through the light incident surface 1521. Although the light from the LED element 131 is diffused light, it also has a certain degree of directivity, so that it is difficult to irradiate much light on the side of the LED element 131. Therefore, as in the present invention, the light from the LED element 131 of the second light source substrate 132 is guided to the side of the light from the LED element 131 of the first light source substrate 130 by using the light guide unit 153. Even if the LED element is used, it is possible to solve the shortage of light quantity on the side. As a result, it is possible to irradiate the region along the axis of the acoustic wave detector 14 inside the subject Bd with a sufficient amount of light.

導光部153では、反射面154、155で反射を繰り返すことで光を接触部150に導いている。反射面154、155では反射膜で反射効率を高めてはいるが、反射するごとに光束が減衰する。そのため、反射回数は少ない方が好ましい。そして、反射面154、155では、光が常に接触部150に向かうように反射することが好ましい。このような条件を満たすため、第1導光路1531及び第2導光路1532の傾き角度aを45°以下となるようにしている。このようにすることで、反射面154、155(特に内側の反射面155)で反射される光が第2光源保持部152側に戻るのを抑制することができる。また、角度を小さくすることで第1導光路1531、第2導光路1532を直線的に形成できるため、反射回数も減少する。   In the light guide unit 153, the light is guided to the contact unit 150 by repeating reflection on the reflection surfaces 154 and 155. Although the reflection surfaces 154 and 155 improve the reflection efficiency with the reflection film, the light flux attenuates each time it is reflected. Therefore, it is preferable that the number of reflections is small. In addition, it is preferable that the reflection surfaces 154 and 155 reflect light so that the light always travels toward the contact portion 150. In order to satisfy such conditions, the inclination angle a of the first light guide 1531 and the second light guide 1532 is set to 45 ° or less. By doing in this way, it can suppress that the light reflected by the reflective surfaces 154 and 155 (especially inner reflective surface 155) returns to the 2nd light source holding | maintenance part 152 side. In addition, since the first light guide path 1531 and the second light guide path 1532 can be formed linearly by reducing the angle, the number of reflections also decreases.

また、本発明のように、光源基板を上下に配置する構成の場合、光源部15の平面面積を大きくすることなく、光量を大きくすることができる。これにより、光音響探触子10で検出される断層画像情報の精度を高めることが可能である。一方、光源基板を上下に配置する構成とすることで、光源部15の平面面積を小さくすることが可能である。これにより、光音響探触子10を小型化することが可能であり、狭い部分にも光音響探触子10を使用でき、操作性を高めることが可能である。   Further, in the case of the configuration in which the light source substrates are arranged vertically as in the present invention, the amount of light can be increased without increasing the planar area of the light source unit 15. Thereby, it is possible to improve the accuracy of tomographic image information detected by the photoacoustic probe 10. On the other hand, the planar area of the light source unit 15 can be reduced by arranging the light source substrates vertically. Thereby, the photoacoustic probe 10 can be reduced in size, the photoacoustic probe 10 can be used also in a narrow part, and operability can be improved.

また、導光部153を用いることで、音響波検出部14に近接する部分にも光を導光することができるため、被検体Bdの表面に近い部分にも十分な光を照射することが可能である。 Further, by using the light guide unit 153, light can be guided also to a portion close to the acoustic wave detection unit 14, and therefore, sufficient light can be irradiated to a portion close to the surface of the subject Bd. Is possible.

(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8は本発明にかかる光音響探触子の他の例に用いられる光源保持部の断面図である。図8に示すように、光源保持部15bは、導光部153bの第1導光路1533及び第2導光路1534の形状が異なる以外は、光源保持部15と同じ構成である。そのため、光源保持部15bにおいて、光源保持部15と実質上同じ部分についての詳細な説明は省略する。また、光陰陽探触子の光源保持部15b以外の部分について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. 8 is a cross-sectional view of a light source holding unit used in another example of the photoacoustic probe according to the present invention. As shown in FIG. 8, the light source holding part 15b has the same configuration as the light source holding part 15 except that the shapes of the first light guide path 1533 and the second light guide path 1534 of the light guide part 153b are different. Therefore, the detailed description of the light source holding unit 15b that is substantially the same as the light source holding unit 15 is omitted. In addition, detailed description of portions other than the light source holding portion 15b of the light-in-yang probe is omitted.

図8に示すように、第1導光路1533は、分岐部1530側の幅W1よりも接触部150側の幅W2の方が広くなるように、反射面154及び反射面155を配置している。このように配置することで、反射面154又は反射面155で反射された光が他方の反射面に入射する入射角度が大きくなる。これにより、光が分岐部1530側に戻るように反射するのを抑制することが可能である。なお、第2導光路1534も第1導光路1533と同様の構成としている。しかしながら、これに限定されるものではなく、第1導光路1533又は第2導光路1534の一方を上述のような構成とし、他方は第1実施形態の導光路と同じ構成としてもよい。   As shown in FIG. 8, in the first light guide 1533, the reflecting surface 154 and the reflecting surface 155 are arranged so that the width W2 on the contact portion 150 side is wider than the width W1 on the branch portion 1530 side. . By arranging in this way, the incident angle at which the light reflected by the reflecting surface 154 or the reflecting surface 155 enters the other reflecting surface is increased. Thereby, it is possible to suppress the reflection of light so as to return to the branching portion 1530 side. The second light guide 1534 has the same configuration as the first light guide 1533. However, the present invention is not limited to this, and one of the first light guide path 1533 or the second light guide path 1534 may have the above-described configuration, and the other may have the same configuration as the light guide path of 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9は本発明にかかる光音響探触子のさらに他の例に用いられる光源保持部の断面図である。図9に示すように、光源保持部15cは、153cの第1導光路1535及び第2導光路1536の形状が異なる以外は、光源保持部15と同じ構成である。そのため、光源保持部15cにおいて、光源保持部15と実質上同じ部分についての詳細な説明は省略する。また、光陰陽探触子の光源保持部15c以外の部分についての詳細な説明は省略する。
(Third embodiment)
Still another example of the photoacoustic probe according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 9 is a cross-sectional view of a light source holding unit used in still another example of the photoacoustic probe according to the present invention. As illustrated in FIG. 9, the light source holding unit 15 c has the same configuration as the light source holding unit 15 except that the shapes of the first light guide path 1535 and the second light guide path 1536 of the 153 c are different. Therefore, in the light source holding part 15c, the detailed description about the substantially same part as the light source holding part 15 is abbreviate | omitted. In addition, detailed description of portions other than the light source holding portion 15c of the light-in-yang probe is omitted.

光音響探触子10では、被検体内部の音響波検出部14の軸方向下方に位置する部分に強い光を照射することが好ましい。つまり、光源部から照射される光の光量は、音響波検出部14に近い部分で多くなる方がよい。   In the photoacoustic probe 10, it is preferable to irradiate strong light to the part located in the axial direction lower part of the acoustic wave detection part 14 inside a subject. That is, the amount of light emitted from the light source unit is preferably increased in a portion close to the acoustic wave detection unit 14.

そこで、本実施形態にかかる光源保持部15cでは、分岐部1530を中心軸C1より音響波検出部14から遠くなるように反射面1551及び1552を形成している。このように形成することで、第2光源基板132のLED素子131からの光の多くは第1導光路1535に入射する。これにより、接触面150の音響波検出部14側に多くの光が導光されるため、音響波検出部14の軸方向下部に照射される光量を多くし、取得可能な断層画像情報の精度を高めることができる。また、音響波検出部14から離れる方向に照射される光量を減らすので、音響波検出部14の軸方向下方から外れた位置からの弾性波の強度を弱めるため、音響波の検出精度を高めることが可能である。   Therefore, in the light source holding unit 15c according to the present embodiment, the reflecting surfaces 1551 and 1552 are formed so that the branching unit 1530 is farther from the acoustic wave detecting unit 14 than the central axis C1. By forming in this way, most of the light from the LED element 131 of the second light source substrate 132 enters the first light guide 1535. Thereby, since a lot of light is guided to the acoustic wave detection unit 14 side of the contact surface 150, the amount of light irradiated on the lower part in the axial direction of the acoustic wave detection unit 14 is increased, and the accuracy of tomographic image information that can be acquired is increased. Can be increased. In addition, since the amount of light emitted in the direction away from the acoustic wave detection unit 14 is reduced, the intensity of the elastic wave from a position deviated from the lower side in the axial direction of the acoustic wave detection unit 14 is weakened. Is possible.

(第4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10は本発明にかかる光音響探触子のさらに他の例に用いられる光源保持部の断面図である。図10に示すように、光源保持部15dは、153dの第1導光路1537及び第2導光路1538の形状が異なる以外は、光源保持部15cと同じ構成である。そのため、光源保持部15dにおいて、光源保持部15cと実質上同じ部分についての詳細な説明は省略する。また、光陰陽探触子の光源保持部15d以外の部分についての詳細な説明は省略する。
(Fourth embodiment)
Still another example of the photoacoustic probe according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 10 is a cross-sectional view of a light source holding unit used in still another example of the photoacoustic probe according to the present invention. As shown in FIG. 10, the light source holding part 15d has the same configuration as the light source holding part 15c except that the shapes of the first light guide path 1537 and the second light guide path 1538 of 153d are different. Therefore, in the light source holding part 15d, the detailed description about the substantially same part as the light source holding part 15c is abbreviate | omitted. In addition, detailed description of portions other than the light source holding portion 15d of the light-in-yang probe is omitted.

図10に示す光源保持部15dは、光源保持部15cと同様に分岐部1530を音響波検出部14から離れる方向にずらしている。光源保持部15dでは、第1光源固定部151を音響波検出部14から離れる方向にずらしている。すなわち、第1導光路1537及び第2導光路1538の内側の反射面156の外側の反射面154に対する角度が同じになっている。このように配置することで、第1導光路1537の接触部150側の端部が狭くなるのを抑制し、分岐部1530側に光が戻るのを抑制することができる。   The light source holding unit 15d illustrated in FIG. 10 shifts the branching unit 1530 in the direction away from the acoustic wave detection unit 14 in the same manner as the light source holding unit 15c. In the light source holding unit 15 d, the first light source fixing unit 151 is shifted in a direction away from the acoustic wave detection unit 14. That is, the angle of the inner reflective surface 156 of the first light guide 1537 and the second light guide 1538 with respect to the outer reflective surface 154 is the same. By arranging in this way, it is possible to suppress the end portion on the contact portion 150 side of the first light guide 1537 from being narrowed and to prevent light from returning to the branch portion 1530 side.

また、光源保持部15dでは、第1光源固定部151の側部に形成された反射面1561が接触部150に近づくにしたがって広がるように形成されている。このように形成することで、光が分岐部1530側に戻るのを抑制することができる。   Further, the light source holding portion 15 d is formed so that the reflection surface 1561 formed on the side portion of the first light source fixing portion 151 spreads toward the contact portion 150. By forming in this way, it can suppress that light returns to the branch part 1530 side.

(第5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11は本発明にかかる光音響探触子のさらに他の例に用いられる光源保持部の断面図である。図11に示すように、光源保持部15eは、第1光源固定部151eの形状が異なる以外は、光源保持部15dと同じ構成である。そのため、光源保持部15eにおいて、光源保持部15dと実質上同じ部分についての詳細な説明は省略する。また、光陰陽探触子の光源保持部15e以外の部分についての詳細な説明は省略する。
(Fifth embodiment)
Still another example of the photoacoustic probe according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 11 is a cross-sectional view of a light source holding unit used in still another example of the photoacoustic probe according to the present invention. As shown in FIG. 11, the light source holding part 15e has the same configuration as the light source holding part 15d except that the shape of the first light source fixing part 151e is different. Therefore, in the light source holding part 15e, detailed description of substantially the same part as the light source holding part 15d is omitted. In addition, a detailed description of portions other than the light source holding portion 15e of the light-in-yang probe is omitted.

第4実施形態の光源保持部15dでは、第1光源基板130が音響波検出部14から離れた位置にずれて配置されている。このような構成の場合、ずれ量によっては第1光源基板130のLED素子131からの光が音響波検出部14から離れた位置に多く照射されることもある。このような、第1光源基板130のLED素子131からの光を、音響波検出部14側に多く照射するため、第1光源固定部151eは、LED素子131の光軸が音響波検出部14側に向く、第1光源基板130を傾けて固定する入射面1512を有している。   In the light source holding unit 15d of the fourth embodiment, the first light source substrate 130 is arranged at a position away from the acoustic wave detection unit 14. In such a configuration, depending on the amount of deviation, a large amount of light from the LED element 131 of the first light source substrate 130 may be irradiated to a position away from the acoustic wave detection unit 14. In order to irradiate a large amount of light from the LED element 131 of the first light source substrate 130 on the acoustic wave detection unit 14 side, the first light source fixing unit 151e is configured such that the optical axis of the LED element 131 is the acoustic wave detection unit 14. An incident surface 1512 for inclining and fixing the first light source substrate 130 toward the side is provided.

これにより、第2光源基板132のLED素子131からの光の多くを音響波検出部14側に導くとともに、第1光源基板130のLED素子131からの光を音響波検出部14側に向けて照射する。これにより、接触面150の音響波検出部14側に多くの光が導光されるため、音響波検出部14の軸方向下部に照射される光量を多くし、取得可能な断層画像情報の精度を高めることができる。また、音響波検出部14から離れる方向に照射される光量を減らすので、音響波検出部14の軸方向下方から外れた位置からの弾性波の強度を弱めるため、音響波の検出精度を高めることが可能である。   Thereby, most of the light from the LED element 131 of the second light source substrate 132 is guided to the acoustic wave detection unit 14 side, and the light from the LED element 131 of the first light source substrate 130 is directed to the acoustic wave detection unit 14 side. Irradiate. Thereby, since a lot of light is guided to the acoustic wave detection unit 14 side of the contact surface 150, the amount of light irradiated on the lower part in the axial direction of the acoustic wave detection unit 14 is increased, and the accuracy of tomographic image information that can be acquired is increased. Can be increased. In addition, since the amount of light emitted in the direction away from the acoustic wave detection unit 14 is reduced, the intensity of the elastic wave from a position deviated from the lower side in the axial direction of the acoustic wave detection unit 14 is weakened. Is possible.

本実施形態では、第1光源基板を傾ける構成としているが、これに限定されない。例えば、第2光源基板を傾ける構成であってもよいし、第1光源基板及び第2光源基板両方を傾ける構成であってもよい。   In the present embodiment, the first light source substrate is inclined, but the present invention is not limited to this. For example, the configuration may be such that the second light source substrate is tilted, or both the first light source substrate and the second light source substrate may be tilted.

上記各実施形態において、2個の光源基板(光源体)を用いた光源部について説明しているが、これに限定されるものではなく、3個以上の光源基板を上下に重ねて配置するような光源部としてもよい。   In each of the above embodiments, the light source unit using two light source substrates (light source bodies) has been described. However, the present invention is not limited to this, and three or more light source substrates are stacked one above the other. It is good also as a simple light source part.

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)
14 音響波検出部
15、15b〜15e 光源保持部
151 第1光源固定部
152 第2光源固定部
153 導光部
154 反射面
155 反射面
161 光源カバートップ
162 光源カバーサイド
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
4 配線
A Photoacoustic imaging apparatus 10 Photoacoustic probe 11 Drive power supply unit 12 LED drive circuit 13 Light source unit 130 Light source substrate 131 LED element (light emitting element)
14 acoustic wave detection units 15, 15b to 15e light source holding unit 151 first light source fixing unit 152 second light source fixing unit 153 light guide unit 154 reflection surface 155 reflection surface 161 light source cover top 162 light source cover side 20 image generation unit 21 reception circuit 22 A / D converter 23 Reception memory 24 Data processing unit 25 Photoacoustic image reconstruction unit 26 Detection / logarithmic converter 27 Photoacoustic image construction unit 28 Ultrasonic image reconstruction unit 29 Detection / logarithmic converter 210 Ultrasonic image construction unit 211 Image Composition unit 212 Control unit 213 Transmission control circuit 30 Image display unit 4 Wiring

Claims (14)

被検体に対し光を照射する光源部と、
前記光源部と隣接して配置されるとともに前記光源部からの光が前記被検体内部で吸収されたとき発生する音響波を検出する音響波検出部とを有し、
前記光源部は、
発光素子を配列した長尺形状の複数個の光源体と、
前記被検体と接触するとともに前記被検体に対して光を出射する接触部と、
前記複数個の光源体を前記接触部から見て重なるように間隔をあけて保持する光源保持部とを有し、
前記光源保持部は、前記各光源体から出射された光をその光源体よりも前記接触部に近い光源体の横を透過させ前記接触部に導く導光部を備えている光音響探触子。
A light source unit that emits light to the subject;
An acoustic wave detection unit that is disposed adjacent to the light source unit and detects an acoustic wave generated when light from the light source unit is absorbed inside the subject;
The light source unit is
A plurality of elongated light source bodies in which light emitting elements are arranged;
A contact portion that contacts the subject and emits light to the subject;
A light source holding part that holds the plurality of light source bodies at an interval so as to overlap each other when viewed from the contact part;
The light source holder includes a light guide that transmits light emitted from each light source through the side of the light source closer to the contact than the light source and guides the light to the contact. .
前記接触部が、最も被検体に近い光源体の光を受光し前記被検体に照射する第1領域と、
前記導光部からの光を受光し前記被検体に照射する第2領域とを有している請求項1に記載の光音響探触子。
A first region in which the contact portion receives light of a light source body closest to the subject and irradiates the subject;
The photoacoustic probe according to claim 1, further comprising: a second region that receives light from the light guide unit and irradiates the subject.
前記導光部は、入射する光を分岐させる分岐部を有し、
前記導光部は、前記分岐された光が前記被検体の近くに配置されている光源体の短手方向の両端よりも外側を通るように形成された導光路を有している請求項1又は請求項2に記載の光音響探触子。
The light guide section has a branch section that branches incident light;
2. The light guide section has a light guide path formed so that the branched light passes outside both ends in a short direction of a light source body arranged near the subject. Or the photoacoustic probe of Claim 2.
前記分岐部の頂点が、前記導光部に光を入射させる光源体の短手方向の中心よりも前記音響波検出部から遠くなるように形成されている請求項3に記載の光音響探触子。   The photoacoustic probe according to claim 3, wherein the apex of the branching portion is formed so as to be farther from the acoustic wave detection unit than a center in a short direction of a light source body that makes light incident on the light guide unit. Child. 前記導光路の前記導光部に光を入射させる光源体の光軸に対する傾斜角度が45度よりも小さい請求項3又は請求項4に記載の光音響探触子。   The photoacoustic probe according to claim 3 or 4, wherein an inclination angle with respect to an optical axis of a light source body that causes light to enter the light guide portion of the light guide path is smaller than 45 degrees. 前記導光部は内部を透過する光を反射する反射面を対向配置している請求項1から請求項5のいずれかに記載の光音響探触子。   The photoacoustic probe according to any one of claims 1 to 5, wherein the light guide section has a reflecting surface that reflects light that passes through the light guide section. 前記反射面は内部を透過する光の内部への反射率を高める処理を施している請求項6に記載の光音響探触子。   The photoacoustic probe according to claim 6, wherein the reflecting surface is subjected to a process for increasing a reflectance of light passing through the inside. 前記対向配置している反射面の距離は前記被検体に近づくほど広がるように形成されている請求項6または請求項7に記載の光音響探触子。   The photoacoustic probe according to claim 6 or 7, wherein a distance between the opposing reflecting surfaces is formed so as to be closer to the subject. 前記複数の光源体のうち少なくとも一方が、前記発光素子の光軸を前記音響波検出部に向けて傾けられて保持されている請求項1から請求項8のいずれかに記載の光音響探触子。   The photoacoustic probe according to any one of claims 1 to 8, wherein at least one of the plurality of light source bodies is held with an optical axis of the light emitting element inclined toward the acoustic wave detection unit. Child. 前記音響波検出部を挟むように配置された複数個の前記光源部を備えている請求項1から請求項9のいずれかに記載の光音響探触子。   The photoacoustic probe according to any one of claims 1 to 9, further comprising a plurality of the light source units arranged so as to sandwich the acoustic wave detection unit. 前記発光素子が発光ダイオード素子を含む請求項1から請求項10のいずれかに記載の光音響探触子。   The photoacoustic probe according to any one of claims 1 to 10, wherein the light emitting element includes a light emitting diode element. 前記発光素子が半導体レーザ素子を含む請求項1から請求項10のいずれかに記載の光音響探触子。   The photoacoustic probe according to any one of claims 1 to 10, wherein the light emitting element includes a semiconductor laser element. 前記発光素子が有機発光ダイオード素子を含む請求項1から請求項10のいずれかに記載の光音響探触子。   The photoacoustic probe according to any one of claims 1 to 10, wherein the light emitting element includes an organic light emitting diode element. 請求項1から請求項13に記載の光音響探触子を備え、
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 claim 1, comprising:
A photoacoustic imaging apparatus that images an internal state of the subject based on information from the photoacoustic probe.
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