JP2016049215A - 光音響画像化装置用プローブ - Google Patents

Abstract

【課題】複数種類の光放出半導体素子光源を用いる場合でもプローブの本数が増えることがなくコスト等において有利となる光音響画像化装置用プローブを提供する。
【解決手段】被検体に光を照射可能である光放出半導体素子光源部１２２を含んだ光照射部と、被検体内にて発生した光音響波を検出する検出部１１と、を備え、光照射部は検出部に対して着脱可能である光音響画像化装置用プローブとしている。
【選択図】図１

Description

本発明は、光音響画像化装置用のプローブに関する。

従来、光源から被検体内へ出力された光が被検体内にて吸収されることで発生する弾性波である光音響波を検出し、信号処理を行い画像化を行う光音響イメージングが知られている。

例えば特許文献１に示された光音響画像化装置用のプローブは、レーザー光源から出射されたレーザー光を伝送する光ファイバーと、光ファイバーによって伝送されたレーザー光を被検体へ導く導光部材を備えたものとしている。

特開２０１３−２３３２３８号公報 特開２０１３−４８８９２号公報

しかしながら、レーザーを用いたシステム構成はサイズが大きくなってしまい、固体レーザーのコストも高いため、ＬＥＤ光源によるシステムが望まれる。そこで、仮に特許文献１のプローブにＬＥＤ光源を適用したとしても、複数の種類（波長等）を有したＬＥＤ光源を用いる場合、種類の数だけプローブを用意する必要があり、コスト等の問題点がある。

なお、特許文献２には、レーザー光源から出力されたレーザー光を被検体へ導く導光部材を有したアタッチメントを備えたプローブが開示されている。しかしながら、特許文献２では、ＬＥＤ光源を用いることについては検討されていない。

上記状況に鑑み、本発明は、複数種類の光放出半導体素子光源を用いる場合でもプローブの本数が増えることがなくコスト等において有利となる光音響画像化装置用プローブを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明の光音響画像装置用プローブは、被検体に光を照射可能である光放出半導体素子光源部を含んだ光照射部と、前記被検体内にて発生した光音響波を検出する検出部と、を備え、前記光照射部は前記検出部に対して着脱可能である構成としている。

また、上記構成において、前記光照射部を前記検出部に対してスライドさせることが可能なスライド機構と、前記スライド機構によるスライドが制限されるスライド位置にて係止される係止部と、を更に備えることとしてもよい。

また、上記構成において、弾性体によって互いに近接するように付勢された二つの第１フック部の間に第２フック部を挿入すると、第１フック部が離間して第２フック部が第１フック部に係止されることで前記光照射部を前記検出部に固定させる固定機構を更に備えることとしてもよい。また、前記固定機構は、第２フック部が第１フック部に係止されるときに嵌合される凸部と凹部を更に備えることとしてもよい。

また、上記構成において、前記光照射部は、閉めた状態にて前記検出部を挟み込むことが可能な開閉可能である開閉部と、前記開閉部を閉めた状態でロックすることが可能なロック部と、を備えることとしてもよい。

また、上記構成において、前記検出部に対して着脱可能なアタッチメントを更に備え、前記光照射部は前記アタッチメントに対して着脱可能であることとしてもよい。

また、上記構成において、前記光照射部を前記アタッチメントに対してスライドさせることが可能なスライド機構と、前記スライド機構によるスライドが制限されるスライド位置にて係止される係止部と、を更に備えることとしてもよい。

また、上記構成において、弾性体によって互いに近接するように付勢された二つの第１フック部の間に第２フック部を挿入すると、第１フック部が離間して第２フック部が第１フック部に係止されることで前記光照射部を前記アタッチメントに固定させる固定機構を更に備えることとしてもよい。また、前記固定機構は、第２フック部が第１フック部に係止されるときに嵌合される凸部と凹部を更に備えることとしてもよい。

また、上記構成において、前記光照射部は、前記光照射部を前記検出部の先端部に装着したときに前記先端部と内面が密着される第１カバー部と、前記装着したときに前記先端部と係止される係止部を有した第２カバー部と、第１カバー部と第２カバー部によって収容された状態で第１カバー部の周上に配される前記光放出半導体素子光源部と、を備えることとしてもよい。

また、上記いずれかの構成において、光音響画像化装置の本体部から前記光放出半導体素子光源部に電源を供給するためのケーブルが前記光照射部に接続されることとしてもよい。

また、上記いずれかの構成において、前記光照射部は、前記光照射部を前記検出部に装着したときに前記検出部が備える第１コネクタに接合可能な第２コネクタを備え、第１コネクタ及び第２コネクタを介して前記光放出半導体素子光源に電源が供給されることとしてもよい。

また、上記いずれかの構成において、前記光照射部は、前記光放出半導体素子光源部を識別可能とする識別情報を記憶する記憶部と、前記光照射部が前記検出部に装着されたことを検出する装着検出部と、前記装着検出部による検出に基づいて前記識別情報を送信する送信部と、を備えることとしてもよい。

本発明の光音響画像化装置用プローブによると、複数種類の光放出半導体素子光源を用いる場合でもプローブの本数が増えることがなくコスト等において有利となる。

本発明の第１実施形態に係る光音響プローブ（光音響画像化装置用プローブ）の分解斜視図である。 本発明の第１実施形態に係る光音響プローブの斜視図である。 本発明の第１実施形態に係る光音響画像化装置のブロック構成図である。 本発明の第１実施形態に係る超音波プローブ先端部の側面図である。 本発明の第１実施形態に係る光源上部カバーの斜視図である。 本発明の第１実施形態に係る光源上部カバーの背面図と側面図である。 本発明の第２実施形態に係る光音響プローブの分解斜視図である。 本発明の第２実施形態に係る光音響プローブの斜視図である。 本発明の第２実施形態に係る光源上部カバーの背面斜視図である。 本発明の第２実施形態に係る光源上部カバーの正面図である。 図１０におけるＢ−Ｂ断面図である。 図１１Ａの状態からフック部が係止した状態へ変化した状態を示す断面図である。 本発明の第３実施形態に係る光音響プローブの分解斜視図である。 本発明の第３実施形態に係る光音響プローブの斜視図である。 本発明の第３実施形態に係る光音響プローブにおいて開閉部を開けた状態を示す斜視図である。 本発明の第３実施形態に係る光源上部カバーの上面図である（開閉部が閉状態でロックされていない）。 本発明の第３実施形態に係る光源上部カバーの上面図である（開閉部が開状態）。 本発明の第３実施形態に係る光源上部カバーの上面図である（開閉部が閉状態でロック済）。 本発明の第４実施形態に係る光音響プローブの一部斜視図である。 本発明の第４実施形態に係るロック機構を示す上面図である。 本発明の第４実施形態に係るロック機構を示す上面図である。 本発明の第４実施形態に係るロック機構を示す上面図である。 本発明の第５実施形態に係る光音響プローブの分解斜視図である。 本発明の第６実施形態に係る光音響プローブの分解斜視図である。 本発明の第７実施形態に係る光音響プローブの分解斜視図である。 本発明の第７実施形態に係る光音響プローブにおける光照射ユニットの装着を示す斜視図である。 本発明の第７実施形態に係る光照射ユニットの裏面を示す斜視図である。 本発明の第７実施形態に係る光照射ユニットを超音波プローブに装着した状態を示す側面図である。 本発明の第８実施形態に係る光音響プローブの一部斜視図である。 本発明の第９実施形態に係る光音響プローブの分解斜視図である。 本発明の第１０実施形態に係る光音響プローブの概略一部斜視図である。

＜第１実施形態＞
以下に本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。まず、本発明の第１実施形態について説明する。本実施形態に係る光音響画像化装置用プローブ（以下、光音響プローブ）の分解斜視図を図１に、組み立て後の斜視図を図２に示す。なお、本実施形態に係る光音響プローブを備えた光音響画像化装置の構成については後述する。

図１、２に示す光音響プローブ１は、超音波を被検体（生体）に発信すると共に被検体内にて反射された超音波を検出する超音波プローブ１１と、被検体に光を照射可能に構成された光照射ユニット１２Ａ及び１２Ｂを備えている。ここでは、超音波プローブ１１として所謂リニア方式としているが、これに限らず、コンベックス方式やセクタ方式のものとしてもよい。

光照射ユニット１２Ａ及び１２Ｂは、それぞれ光源上部カバー１２１と、ＬＥＤ光源部１２２と、光源下部カバー１２３を備えている。ＬＥＤ光源部１２２は光源下部カバー１２３に載置され、保護のため光源下部カバー１２３を光源上部カバー１２１によって封じる。即ち、光源上部カバー１２１と光源下部カバー１２３から成るカバーによってＬＥＤ光源部１２２は収容される。このように構成された光照射ユニット１２Ａ及び１２Ｂは、超音波プローブ１１の正面側と背面側にそれぞれ超音波プローブ１１を挟み込むように配され、超音波プローブ１１に固定される。この固定方法については後に詳述する。

なお、図２に示すように、光源上部カバー１２１には電源ケーブル２０を通すための孔部２０Ａが設けられ、孔部２０Ａを通された電源ケーブル２０はＬＥＤ光源部１２２に接続される。電源ケーブル２０によってＬＥＤ光源部１２２に電力が供給される。電源ケーブル２０の一端は、光音響画像化装置の本体部（不図示）に接続される。

ここで、光音響プローブ１を備えた本実施形態に係る光音響画像化装置のブロック構成を図３に示す。図３に示す光音響画像化装置１００は、光音響プローブ１の他に、駆動電源部１０１、光源駆動回路１０２、画像生成部３０、及び画像表示部４０を備えている。駆動電源部１０１、光源駆動回路１０２、画像生成部３０、及び画像表示部４０は、例えば光音響画像化装置１００の本体部（不図示）に設けられる。

図３では、光音響プローブ１に含まれる光照射ユニット１２Ａ及び１２Ｂを便宜上、光照射ユニット１２として表記している。光照射ユニット１２に含まれるＬＥＤ光源部１２２は、基板上に実装されるＬＥＤ素子１２２Ａを有している。なお、ＬＥＤ素子１２２Ａは、単体でもよいし、直並列接続された複数のもの等でもよい。

また、光音響プローブ１に含まれる超音波プローブ１１（図２）は、音響電気変換部１１１を内蔵している。音響電気変換部１１１は、被検体１５０表面に押し当てられる超音波プローブ１１の先端部（図２のＺ方向下端部）近傍に、正面左右方向（図２のＸ方向）に複数配列される不図示の超音波振動子から構成される。

この超音波振動素子は、電圧を印加すると振動により超音波を発生し、振動（超音波）が加わると電圧を発生する圧電素子である。なお、音響電気変換部１１１と被検体１５０表面の間には音響インピーダンスの差を調整する調整層（不図示）が介在している。この調整層は、超音波振動素子から発生した超音波を効率良く被検体１５０内へ伝播し、且つ被検体１５０内からの超音波（光音響波も含む）を効率良く超音波振動素子に伝播させる機能を有する。

光源駆動回路１０２は、駆動電源部１０１から電力を供給される。ＬＥＤ素子１２２Ａは、光源駆動回路１０２から送られる駆動信号によってパルス発光し、被検体１５０へＬＥＤ光を照射する。光源駆動回路１０２からＬＥＤ光源部１２２への駆動信号の出力に電源ケーブル２０（図２）が用いられる。

ＬＥＤ素子１２２Ａから出射されたパルス光は、光源下部カバー１２３（図１）を介して被検体１５０内へ散乱しながら入射され、被検体１５０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１５０内を伝播し、超音波振動素子（音響電気変換部１１１）により電圧信号に変換される。

また、超音波振動素子（音響電気変換部１１１）は超音波を発生して被検体１５０内へ超音波を送り、被検体１５０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行う。つまり、本実施形態の光音響画像化装置１００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。

画像生成部３０は、受信回路３０１、Ａ／Ｄコンバータ３０２、受信メモリ３０３、データ処理部３０４、光音響画像再構成部３０５、検波・対数コンバータ３０６、光音響画像構築部３０７、超音波画像再構成部３０８、検波・対数コンバータ３０９、超音波画像構築部３１０、画像合成部３１１、制御部３１２、及び送信制御回路３１３を備えている。

受信回路３０１は、複数の超音波振動素子から一部の超音波振動素子を選択し、選択された超音波振動素子についての電圧信号（検出信号）を増幅させる処理を行う。

光音響イメージングの場合は、例えば、複数の超音波振動素子を正面左右方向（図２の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、複数の超音波振動素子のうち一部の隣接する超音波振動素子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３０１でも上記グループを切替えながら選択する。

Ａ／Ｄコンバータ３０２は、受信回路３０１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３０３は、Ａ／Ｄコンバータ３０２からのデジタル信号を保存する。データ処理部３０４は、受信メモリ３０３に保存された信号を光音響画像再構成部３０５または超音波画像再構成部３０８へ振り分ける機能を有する。

光音響画像再構成部３０５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３０６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３０７は、検波・対数コンバータ３０６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。即ち、図２におけるＸＺ平面上の画素毎の輝度値データとして光音響画像データ（グレースケール）が生成される。

一方、超音波画像再構成部３０８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３０９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３１０は、検波・対数コンバータ３０９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。即ち、図２におけるＸＺ平面上の画素毎の輝度値データとして超音波画像データ（グレースケール）が生成される。

画像合成部３１１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４０は、画像合成部３１１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。

なお、画像合成部３１１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４０へ出力してもよい。

また、制御部３１２は、光源駆動回路１０２に光トリガー信号を送り、光源駆動回路１０２に駆動信号を送信させる。

また、送信制御回路３１３は、制御部３１２からの指示により、音響電気変換部１１１に駆動信号を送信し、超音波を発生させる。なお、制御部３１２は、他にも受信回路３０１等を制御する。

ここで、ＬＥＤ素子１２２Ａの発光波長としては、近赤外領域の波長、例えば、７５０ｎｍ、８５０ｎｍ、９３０ｎｍ、１２１０ｎｍ等に設定することができる。例えば、７５０ｎｍの波長の光は、血液中の酸化ヘモグロビンに対する吸収率が高く、８５０ｎｍの波長の光は、血液中の還元ヘモグロビンに対する吸収率が高い。また、ＬＥＤ素子１２２Ａの波長は、光照射ユニット１２Ａと１２Ｂとで同一としてもよいし、異なるものとしてもよい。例えば、光照射ユニット１２Ａでは７５０ｎｍ、光照射ユニット１２Ｂでは８５０ｎｍと設定してもよい。

更に、ＬＥＤ素子１２２Ａは、複数の波長のものを組み合わせたものとしてもよい。この場合、光源駆動回路１０２は、それぞれの波長のＬＥＤ素子ごとに駆動信号を送信する。

なお、ＬＥＤ光源部１２２においては、基板上に記憶部１２２Ｂ、接続検出部１２２Ｃ、及び送信部１２２Ｄも実装されるが、これらについては後述する。

次に、光照射ユニット１２Ａ及び１２Ｂの超音波プローブ１１への取付方法について図４〜図６も参照して説明する。

図１に示すように、超音波プローブ１１の筐体における正面及び背面には、左右方向（Ｘ方向）に延在する凸部１１Ａと、矩形状の凹部１１Ｂが設けられる（背面側は図１では不図示）。凸部１１Ａは、超音波プローブ１１のほぼ端から端までにかけて設ける。また、図４に示す超音波プローブ１１の側面図のように、凸部１１Ａは側面視で根元より先へ行くほど幅が広くなる形状となっている。

また、光源上部カバー１２１の詳細構成について図５、図６を用いて説明する。図５は光源上部カバー１２１の斜視図であり、図６は光源上部カバー１２１の図５におけるＡ方向（背面側）から視た平面図（紙面左方）と側面図（紙面右方）を示す。

光源上部カバー１２１は、基台部１２１１と、基台部１２１１から突設された壁部１２１２を有している。基台部１２１１の長手方向両端部にはそれぞれ光源下部カバー１２３（図１）とのネジ止めのための孔部１２１１Ａが形成される。また、壁部１２１２には、長手方向に延在する凹部１２１２Ａと、孔部１２１２Ｂ内に形成された板バネ状のフック部１２１２Ｃが設けられる。

図６に示すように、凹部１２１２Ａは、壁部１２１の長手方向の一端から他端より所定の距離の位置までに形成されると共に、側面視で壁面部１２１内部へ行くほど幅が広がる形状となっている。

このような構成の光源上部カバー１２１を有した光照射ユニット１２Ａ（又は１２Ｂ）を超音波プローブ１１に取り付ける際は、超音波プローブ１１の側面から凹部１２１２Ａを凸部１１Ａに嵌合させ、そのまま光源上部カバー１２１（光照射ユニット）をスライドさせる。このとき、板バネ状のフック部１２１２Ｃは付勢に反して持ち上がった状態で超音波プローブ１１の表面上を摺動する。

スライドさせてゆくと、凹部１２１２Ａ端部の壁部Ｗ（図６）に凸部１１Ａの端部が当接され、それ以上スライドさせることが不可能となる。そのタイミングにおいて、フック部１２１２Ｃが付勢により凹部１１Ｂに嵌合される。これにより、光源上部カバー１２１の抜け止めとなる。なお、光照射ユニットを取り外す場合は、フック部１２１２Ｃを持ち上げて先と逆方向に光源上部カバー１２１をスライドさせることで、容易に取り外しが可能となる。

このように本実施形態によれば、光照射ユニット１２Ａ及び１２Ｂを超音波プローブ１１に対して容易に着脱可能としている。従って、複数の種類（波長等）のＬＥＤ光源部１２２を有した光照射ユニットを用いる場合でも、一本の超音波プローブ１１に対して着脱すればよいので、コスト等で有利となる。

また、先述したように、本実施形態では、ＬＥＤ光源部１２２の基板上に記憶部１２２Ｂが実装されている。この記憶部１２２Ｂ内には、ＬＥＤ素子１２２Ａの特徴を表す情報が記憶される。例えば、波長、波長組み合わせ類、温度係数、シリアルナンバー、封止樹脂の厚さ、反射板の有無、光量、順方向電圧、定格電流値等の情報が記憶される。

そして、接続検出部１２２Ｃは、例えば光源上部カバー１２１をスライドさせてフック部１２１２Ｂが超音波プローブ１１の凹部１１Ｂに嵌合して光照射ユニットが固定されたときにオンとなるスイッチを含むように構成され、当該スイッチがオンとなったことを検出することにより光照射ユニットと超音波プローブ１１の接続を検出する。

接続検出部１２２Ｃが上記接続を検出すると、送信部１２２Ｄは、記憶部１２２Ｂに記憶された情報を制御部３１２へ送信する。この送信は、有線でも無線によってもよい。有線の場合は、例えば電源ケーブル２０を用いてもよい。

制御部３１２は、送信部１２２Ｄから送られたＬＥＤ素子１２２Ａに関する情報に基づき、各種制御を行うことができる。一例としては、波長の異なる光照射ユニット１２Ａ及び１２Ｂのそれぞれから送られる光量の情報に基づき、光量の違いを補正するよう受信回路３０１での増幅率を制御する等である。

＜第２実施形態＞
以下に上記第１実施形態の様々な変形例について説明する。ここでは、第２実施形態について説明する。本実施形態に係る光音響プローブの一部分解斜視図を図７に、組み立て後の斜視図を図８に示す。

図７、８に示す光音響プローブ２は、超音波プローブ２１と、光照射ユニット２２Ａ及び２２Ｂを備えている。超音波プローブ２１の筐体における正面側と背面側にはフック部２１Ａと、位置決め用のボス部２１Ｂが設けられる。光照射ユニット２２Ａ（及び２２Ｂ）は、光源上部カバー２２１と、光源下部カバー２２３、及びこれらによって構成されるケースに収容されるＬＥＤ光源部（不図示）から構成される。

ここで、光源上部カバー２２１の詳細構成について説明する。図９は光源上部カバー２２１の背面斜視図であり、基台部２２１１から突設された壁部２２１２の壁面には長手方向に延在する長孔である位置決め孔部２２１２Ａと、超音波プローブ２１のフック部２１Ａを挿入するための取付け孔部２２１２Ｂが設けられる。取付け孔部２２１２Ｂより更に奥側にはフック部Ｈ１及びＨ２が配されている。

図１０は光源上部カバー２２１の正面図（図９の対向側）であり、カバー部２２１２Ｃによってフック部Ｈ１及びＨ２の位置規制、及び外れ防止がなされる。

図１１Ａは、図１０におけるＢ−Ｂ断面図において、超音波プローブ２１のフック部２１Ａを挿入する様子を示す。フック部Ｈ１及びＨ２は、それぞれバネＳ１、Ｓ２により中央側へ付勢される。フック部２１Ａを取付け孔部２２１２Ｂに挿入してゆくと、フック部２１Ａによってフック部Ｈ１及びＨ２はバネＳ１、Ｓ２の付勢に反して離間するように移動する。そして、所定の挿入位置において、フック部２１Ａとフック部Ｈ１及びＨ２が係止され、フック部２１Ａが抜けなくなる（図１１Ｂ）。このとき、ボス部２１Ｂは位置決め孔部２２１２Ａに嵌合され、超音波プローブ２１の位置決めがなされる。

また、超音波プローブ２１を取り外す場合は、フック部Ｈ１及びＨ２を指等で押して（図１０で示す正面側）離間させることで取り外しが可能となる。

このような実施形態によっても、第１実施形態と同様の効果が奏される。

＜第３実施形態＞
次に、本発明の第３実施形態について説明する。本実施形態に係る光音響プローブの分解斜視図を図１２に、組み立て後の斜視図を図１３に示す。

図１２、１３に示す光音響プローブ３は、超音波プローブ３１と、光照射ユニット３２を備えている。光照射ユニット３２は、光源上部カバー３２１、二つのＬＥＤ光源部３２２、二つの光源下部カバー３２３から構成される。各光源下部カバー３２３に各ＬＥＤ光源部３２２が載置されて光源上部カバー３２１によって封じられることで、ＬＥＤ光源部３２２が収容される。

超音波プローブ３１の正面側と背面側には、それぞれ位置決め用のボス部３１Ａが設けられる。光源上部カバー３２１は、基台部３２１Ａと、基台部３２１Ａに対してヒンジ部Ｈ５及びＨ６によってそれぞれ回動可能に接続された開閉部３２１Ｂ及び３２１Ｃを備えている。

光源上部カバー３２１の上面図を図１５に示す。このように、開閉部３２１Ｃのヒンジ部Ｈ６側と反対側の端部には、上面視で９０°の角度で回動可能（図１５の矢印）でネジ回しも可能に構成されたロック部３２１Ｄが備えられる。また、開閉部３２１Ｂのヒンジ部Ｈ５側と反対側の端部には切欠きが設けられた切片部３２１１が備えられる。

ここで、超音波プローブ３１を光照射ユニット３２に取り付ける場合、図１６に示すように、開閉部３２１Ｂ及び３２１Ｃを開けるように回動させた状態で、超音波プローブ３１の先端部を基台部３２１Ａの中央に設けられた凹部３２１２に押し当てる。その状態の斜視図を図１４に示す。

そして、図１７に示すように、開閉部３２１Ｂ及び３２１Ｃを閉じるように回動させると、開閉部３２１Ｂに形成された孔部Ｈ３（図１２）がボス部３１Ａに嵌合し、開閉部３２１Ｃに形成された孔部Ｈ４が裏側のボス部３１Ａに嵌合する。そして、ロック部３２１Ｄを切片部３２１１の切欠き部に軸部が通るように回動させて開閉部３２１Ｂ及び３２１Ｃが開かないようにし、更にロック部３２１Ｄの先端部を把持してネジ回しすることで超音波プローブ１１が完全に固定される。

超音波プローブ１１を取り外す場合は、ロック部３２１Ｄの先端部を把持して回動させてネジによる締め付けをゆるめ、上面視で９０°回動させれば、開閉部３２１Ｂ及び３２１Ｃは開けることが可能となるので、超音波プローブ１１を取り外せる。

このような本実施形態によっても、第１実施形態と同様の効果が奏される。

＜第４実施形態＞
次に、本発明の第４実施形態について説明する。本実施形態に係る光音響プローブの一部斜視図を図１８に示す。

本実施形態は上記第３実施形態の変形例となり、開閉部のロック機構が異なる。図１８に示す光音響プローブ３’では、超音波プローブ３１’が載置される基台部３２１Ａ’に対してヒンジ部（不図示）によって回動可能に接続された開閉部３２１Ｂ’及び３２１Ｃ’が備えられる。

そして、開閉部３２１Ｃ’の一端部にはレバー部３２１Ｄ’が回動可能に接続され、レバー部３２１Ｄ’には更にフック部３２１Ｅ’が回動可能に接続される。

ここで、超音波プローブ３１’を基台部３２１Ａ’に載置し、開閉部３２１Ｂ’及び３２１Ｃ’を閉めた状態とする。この状態で図１９に示すような上面図の状態であるとする。ここで、図２０のようにフック部３２１Ｅ’を開閉部３２１Ｂ’端部に設けられたフック部３２１１’に引っ掛けて、レバー部３２１Ｄ’を倒すと、図２１のような状態となり、開閉部３２１Ｂ’及び３２１Ｃ’が閉まった状態で固定され、超音波プローブ３１’も固定される。

このような本実施形態によっても、第１実施形態と同様の効果が奏される。

＜第５実施形態＞
次に、本発明の第５実施形態について説明する。本実施形態に係る光音響プローブの分解斜視図を図２２に示す。図２２に示す光音響プローブ４は、超音波プローブ４１と、アタッチメント４２と、光照射ユニット４３Ａ及び４３Ｂを備えている。

超音波プローブ４１の正面側と背面側には、それぞれボス部４１Ａが設けられる。アタッチメント４２は、上記第３実施形態における光源上部カバー３２１（図１２）の一部構造に類似しており、基部４２Ｃに対して開閉部４２Ａがヒンジ部Ｈ７によって回動可能に接続され、基部４２Ｃに対して開閉部４２Ｂがヒンジ部Ｈ８によって回動可能に接続される構成となっている。開閉部４２Ａ及び４２Ｂには、ボス部４１Ａが嵌合される孔部４２１が形成される。また、アタッチメント４２は、第３実施形態と同様なロック部４２Ｄも備えている。

アタッチメント４２を超音波プローブ４１に取り付ける場合、開閉部４２Ａ及び４２Ｂを開いてから超音波プローブ４１を挟み込むように閉じて、ボス部４１Ａを孔部４２１に嵌合させる。ここで、ロック部４２Ｄによって開閉部４２Ａ及び４２Ｂをロックすることで、超音波プローブ４１が固定される。

なお、アタッチメントのロック部については、第４実施形態で示したようなものとしてもよい。

更に、第１実施形態と同様な構成である光源上部カバー４３１、ＬＥＤ光源部４３２、及び光源下部カバー４３３から成る光照射ユニット４３Ａ及び４３Ｂがアタッチメント４２に着脱可能となっている。

光照射ユニット４３Ａ（又は４３Ｂ）をアタッチメント４２に固定する場合は、第１実施形態と同様に、開閉部４２Ａ（又は４２Ｂ）に形成された凸部４２２に光源上部カバー４３１に形成された凹部４３１Ａを嵌合させるようにして光源上部カバー４３１をスライドさせ、光源上部カバー４３１のフック部４３１Ｂを開閉部４２Ａ（又は４２Ｂ）に形成された孔部４２３に嵌合させる。

このような本実施形態によっても、第１実施形態と同様な効果を奏することができる。

＜第６実施形態＞
次に、本発明の第６実施形態について説明する。本実施形態に係る光音響プローブの一部分解斜視図を図２３に示す。図２３に示す光音響プローブ４’ は、超音波プローブ４１’と、アタッチメント４２’と、光照射ユニット４３Ａ’及び４３Ｂ’を備えている。

アタッチメント４２’の超音波プローブ４１’に対する固定に関する構成は、第５実施形態と同様である（即ち、固定方法も同様である）。また、第２実施形態と同様の構成である光照射ユニット４３Ａ’及び４３Ｂ’がアタッチメント４２’に着脱可能となっている。

光照射ユニット４３Ａ’（又は４３Ｂ’）をアタッチメント４２’に固定する場合は、第２実施形態と同様に、光源上部カバー４３１の背面に設けられた取付け孔部（不図示）にアタッチメント４２’のフック部４２１’を挿入させてフック部Ｈ９、Ｈ１０をバネによる付勢に反して離間させ、フック部４２１’をフック部Ｈ９、Ｈ１０に係止させる。このとき、アタッチメント４２’のボス部４２２’が位置決め孔部４３１Ａに嵌合される。

このような本実施形態によっても、第１実施形態と同様な効果を奏することができる。

＜第７実施形態＞
次に、本発明の第７実施形態について説明する。本実施形態に係る光音響プローブの分解斜視図を図２４に示す。図２４に示す光音響プローブ５は、経直腸プローブ（又は経膣プローブ）である超音波プローブ５１と、光照射ユニット５２を備えている。光照射ユニット５２は、光源上部カバー５２Ａ、ＬＥＤ光源部５２Ｂ、及び光源下部カバー５２Ｃから構成される。図２５に示すように、光照射ユニット５２は超音波プローブ５１の先端部に取り付けられる。

光照射ユニット５２を裏面側から視た斜視図を図２６に示す。光源上部カバー５２Ａ内は、超音波プローブ５１の先端部が挿入されるための空洞となっている。光源上部カバー５２Ａにおける超音波プローブ５１先端を挿入するための開口部の円周上にＬＥＤ光源部５２Ｂが配置され、光源上部カバー５２Ａは光源下部カバー５２Ｃによって封じられる。これにより、ＬＥＤ光源部５２Ｂが保護される。また、光源下部カバー５２Ｃには、対向するよう配されるフック部５２１が備えられる。

光照射ユニット５２を超音波プローブ５１の先端部に取り付けた状態の側面図を図２７に示す。この状態で、両側のフック部５２１は、超音波プローブ５１の先端部の対向する両側に設けられた凹部５１１に嵌合され、光照射ユニット５２の抜け止めとなる。また、超音波プローブ５１の先端部は、光源上部カバー５２Ａの内面に密着する。

また、光源下部カバー５２Ｃの先端に設けられる装着部５２２（図２７）の径は、超音波プローブ５１の先端部のうち先端へ行くほど径が大きくなる根元部分の径よりも小さくしているため、当該根元部分は装着部５２２によって締め付けられ、荷重を緩和するよう装着部５２２は図２７の破線矢印方向へ移動しようとし、光照射ユニット５２としては装着方向（図２７の実線矢印）へ常に力がかかる。これにより、 光照射ユニット５２の抜け防止となる。

このような実施形態によっても、光照射ユニット５２を超音波プローブ５１に対して容易に着脱が可能であるため、第１実施形態と同様な効果を奏することができる。

＜第８実施形態＞
第３実施形態の変形例として、図２８に示すように、光源上部カバー３２１’ ’における基台部３２１Ａ’ ’のヒンジ部Ｈ５、Ｈ６に挟まれた箇所に接して穿刺用ガイドＧを設けてもよい。穿刺用ガイドＧを介して穿刺針を被検体内へ刺しいれることが可能となる。なお、穿刺用ガイドＧは、段階的な角度にて穿刺針を刺しいれることができるようにしてもよいし、無段階の角度にて刺しいれることができてもよい。

なお、第５実施形態や第６実施形態で述べたアタッチメントに対して同様に穿刺用ガイドを設けることも可能である。

＜第９実施形態＞
第２実施形態（図７）では光照射ユニット２２Ａ（又は２２Ｂ）に電源ケーブル２３が接続され、光音響画像化装置の本体部から電源ケーブル２３を介してＬＥＤ光源部に電源が供給されるものとしていた。

この変形例として、図２９に示すように、光照射ユニット２２Ａ’（又は２２Ｂ’）にコネクタ２２４’（図２９では雄コネクタ）を設け、光照射ユニット２２Ａ’を超音波プローブ２１’に取り付けると、第１コネクタ２２４’と超音波プローブ２１’の孔部２１Ｃ’を介して接合される第２コネクタ（不図示、雌コネクタ）を超音波プローブ２１’に内蔵してもよい。なお、コネクタの雌雄の関係は逆でもよい。

この場合、光音響画像化装置の本体部（不図示）から電源ケーブル（不図示）で超音波プローブ２’へ供給された電源が第２コネクタ（不図示）、及び第１コネクタ２２４’を介してＬＥＤ光源部に供給される。

なお、超音波プローブ２’がワイヤレス形式の場合は、ＬＥＤ光源部は低消費電力でもあるのでバッテリー駆動も可能であることから、超音波プローブに内蔵されたバッテリーに第２コネクタが接続されていてもよい。

＜第１０実施形態＞
本発明の第１０実施形態に係る光音響プローブの概略構成を図３０に示す。図３０に示す光音響プローブ６は、内視鏡を備えたコンベックス型プローブである超音波プローブ６１と、それに取り付けられる光照射ユニット６２を備えている。超音波プローブ６１は、例えば経食道プローブとして用いられる。

光照射ユニット６２は、基部６２Ａの両側にそれぞれＬＥＤ光源部６２Ｂを備え、各ＬＥＤ光源部６２Ｂから出力された光をそれぞれ導光する導光部材６２Ｃを備える構成としている。

そして、超音波プローブ６１の先端部を両側面から導光部材６２Ｃによって挟み込むようにして、着脱可能に光照射ユニット６２が超音波プローブ６１に取り付けられる。

＜その他の変形例＞
例えば、第１実施形態等では超音波プローブ１１の正面側と背面側に光照射ユニットを取り付ける形態としたが、それに加えて側面側に光照射ユニットを更に着脱可能に取り付けるように構成してもよい。

また例えば、超音波プローブに取り付けられる光照射ユニットに対して更に光照射ユニットを着脱可能に取り付けられるようにしてもよい。例えば、第１実施形態（図１）であれば、光源上部カバー１２１において超音波プローブ１１に設けたような凸部１１Ａと凹部１１Ｂを設け、別の光照射ユニットをスライドによって取り付けるようにしてもよい。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明の趣旨の範囲内であれば、実施形態は種々の変形が可能である。

例えば、以上の実施形態では、光源部をＬＥＤ光源部としたが、その他、半導体レーザー素子や有機発光ダイオード素子等を用いた光源部としてもよい。

１ 光音響画像化装置用プローブ
１１ 超音波プローブ
１２Ａ、１２Ｂ 光照射ユニット
２０ 電源ケーブル
１２１ 光源上部カバー
１２２ ＬＥＤ光源部
１２３ 光源下部カバー

Claims (17)

1. 被検体に光を照射可能である光放出半導体素子光源部を含んだ光照射部と、前記被検体内にて発生した光音響波を検出する検出部と、を備え、前記光照射部は前記検出部に対して着脱可能である、光音響画像化装置用プローブ。
2. 前記光照射部を前記検出部に対してスライドさせることが可能なスライド機構と、前記スライド機構によるスライドが制限されるスライド位置にて係止される係止部と、を更に備えることを特徴とする請求項１に記載の光音響画像化装置用プローブ。
3. 弾性体によって互いに近接するように付勢された二つの第１フック部の間に第２フック部を挿入すると、第１フック部が離間して第２フック部が第１フック部に係止されることで前記光照射部を前記検出部に固定させる固定機構を更に備えることを特徴とする請求項１に記載の光音響画像化装置用プローブ。
4. 前記固定機構は、第２フック部が第１フック部に係止されるときに嵌合される凸部と凹部を更に備えることを特徴とする請求項３に記載の光音響画像化装置用プローブ。
5. 前記光照射部は、閉めた状態にて前記検出部を挟み込むことが可能な開閉可能である開閉部と、前記開閉部を閉めた状態でロックすることが可能なロック部と、を備えることを特徴とする請求項１に記載の光音響画像化装置用プローブ。
6. 前記検出部に対して着脱可能なアタッチメントを更に備え、前記光照射部は前記アタッチメントに対して着脱可能であることを特徴とする請求項１に記載の光音響画像化装置用プローブ。
7. 前記光照射部を前記アタッチメントに対してスライドさせることが可能なスライド機構と、前記スライド機構によるスライドが制限されるスライド位置にて係止される係止部と、を更に備えることを特徴とする請求項６に記載の光音響画像化装置用プローブ。
8. 弾性体によって互いに近接するように付勢された二つの第１フック部の間に第２フック部を挿入すると、第１フック部が離間して第２フック部が第１フック部に係止されることで前記光照射部を前記アタッチメントに固定させる固定機構を更に備えることを特徴とする請求項６に記載の光音響画像化装置用プローブ。
9. 前記固定機構は、第２フック部が第１フック部に係止されるときに嵌合される凸部と凹部を更に備えることを特徴とする請求項８に記載の光音響画像化装置用プローブ。
10. 前記光照射部は、前記光照射部を前記検出部の先端部に装着したときに前記先端部と内面が密着される第１カバー部と、前記装着したときに前記先端部と係止される係止部を有した第２カバー部と、第１カバー部と第２カバー部によって収容された状態で第１カバー部の周上に配される前記光放出半導体素子光源部と、を備えることを特徴とする請求項１に記載の光音響画像化装置用プローブ。
11. 光音響画像化装置の本体部から前記光放出半導体素子光源部に電源を供給するためのケーブルが前記光照射部に接続されることを特徴とする請求項１〜請求項１０のいずれか１項に記載の光音響画像化装置用プローブ。
12. 前記光照射部は、前記光照射部を前記検出部に装着したときに前記検出部が備える第１コネクタに接合可能な第２コネクタを備え、第１コネクタ及び第２コネクタを介して前記光放出半導体素子光源に電源が供給されることを特徴とする請求項１〜請求項１０のいずれか１項に記載の光音響画像化装置用プローブ。
13. 前記光照射部は、前記光放出半導体素子光源部を識別可能とする識別情報を記憶する記憶部と、前記光照射部が前記検出部に装着されたことを検出する装着検出部と、前記装着検出部による検出に基づいて前記識別情報を送信する送信部と、を備えることを特徴とする請求項１〜請求項１２のいずれか１項に記載の光音響画像化装置用プローブ。
14. 前記光放出半導体素子光源部は、発光ダイオード素子により構成されたことを特徴とする請求項１〜請求項１３のいずれか１項に記載の光音響画像化装置用プローブ。
15. 前記光放出半導体素子光源部は、半導体レーザー素子により構成されたことを特徴とする請求項１〜請求項１３のいずれか１項に記載の光音響画像化装置用プローブ。
16. 前記光放出半導体素子光源部は、有機発光ダイオード素子により構成されたことを特徴とする請求項１〜請求項１３のいずれか１項に記載の光音響画像化装置用プローブ。
17. 請求項１〜請求項１６のいずれか１項に記載の光音響画像化装置用プローブと、前記検出部による検出信号に基づき光音響画像を生成する画像生成部と、を備える光音響画像化装置。

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