JP2016221270A5

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Publication number: JP2016221270A5
Application number: JP2016104227A
Authority: JP
Filing date: 2016-05-25
Publication date: 2020-05-14
Anticipated expiration: 2036-05-25

Description

上記目的を達成するため、本発明の第一の態様は、
造影剤を含有する被検体に第１の光を照射することで前記被検体から第１の音響波を発生させた後、前記造影剤を含有する前記被検体に第２の光を照射することで前記被検体内の前記造影剤を退色させるとともに、前記造影剤を退色させた後、前記被検体に前記第１の光を照射することで前記被検体から第２の音響波を発生させる照射部と、
前記第１の音響波を受信して第１の電気信号を出力するとともに、前記第２の音響波を受信して第２の電気信号を出力する受信部と、
前記第１の電気信号に基づいて前記被検体の第１の特性情報を取得するとともに、前記第２の電気信号に基づいて前記被検体の第２の特性情報を取得する取得部と、を有し、
前記第２の光はパルス光であり、前記第２の光のパルス間隔は前記造影剤の三重項励起
状態緩和時間よりも短い時間である光音響装置を提供する。
本発明の第二の態様は、
造影剤を含有する被検体に第１の光を照射することで前記被検体から第１の音響波を発生させた後、前記造影剤を含有する前記被検体に第２の光を照射することで、前記第１の光の波長における、前記被検体の内部の前記造影剤の吸収係数を低下させ、前記造影剤の吸収係数を低下させた後、前記被検体に前記第１の光を照射することで前記被検体から第２の音響波を発生させる照射部と、
前記第１の音響波を受信して第１の電気信号を出力するとともに、前記第２の音響波を受信して第２の電気信号を出力する受信部と、
前記第１の電気信号に基づいて前記被検体の第１の特性情報を取得するとともに、前記第２の電気信号に基づいて前記被検体の第２の特性情報を取得する取得部と、を有し、
前記第２の光はパルス光であり、前記第２の光のパルス間隔は前記造影剤の三重項励起状態緩和時間よりも短い時間である光音響装置を提供する。
本発明の第三の態様は、
造影剤を含有する被検体に光源からの第１の光を照射することで前記被検体から第１の音響波を発生させた後、前記造影剤を含有する前記被検体に前記光源からの第２の光を照射することで前記被検体内の前記造影剤を退色させるとともに、前記造影剤を退色させた後、前記被検体に前記光源からの前記第１の光を照射することで前記被検体から第２の音響波を発生させる照射部と、
前記第１の音響波を受信して第１の電気信号を出力するとともに、前記第２の音響波を受信して第２の電気信号を出力する受信部と、
前記第１の電気信号に基づいて前記被検体の第１の特性情報を取得するとともに、前記第２の電気信号に基づいて前記被検体の第２の特性情報を取得する取得部と、
前記受信部は前記第１及び第２の音響波を受信してそれぞれ前記第１及び第２の電気信号を出力する複数の変換素子と、前記複数の変換素子を保持するとともに略球冠形状の保持体とを有し、
前記照射部は前記受信部と一体化される光音響装置を提供する。
本発明の第四の態様は、
造影剤を含有する被検体に光源からの第１の光を照射することで前記被検体から第１の音響波を発生させた後、前記造影剤を含有する前記被検体に前記光源からの第２の光を照射することで前記被検体内の前記造影剤を退色させるとともに、前記造影剤を退色させた後、前記被検体に前記光源からの前記第１の光を照射することで前記被検体から第２の音響波を発生させる照射部と、
前記第１の音響波を受信して第１の電気信号を出力するとともに、前記第２の音響波を受信して第２の電気信号を出力する受信部と、
前記第１の電気信号に基づいて前記被検体の第１の特性情報を取得するとともに、前記第２の電気信号に基づいて前記被検体の第２の特性情報を取得する取得部とを有し、
前記取得部は前記第１及び第２の電気信号をデジタル変換することによりそれぞれ第１および第２のデジタル電気信号を生成するとともに、前記第１および第２のデジタル電気信号に基づいてそれぞれ前記第１及び第２の特性情報を取得し、
前記第２の光が前記被検体に照射されることにより前記被検体の温度が上昇するときに、前記被検体の温度が上昇しないときの前記第２のデジタル電気信号または前記第２の特性情報の値に近づくように、前記第２の光の照射による前記被検体の温度の上昇量に基づいてそれぞれ前記第２のデジタル電気信号または前記第２の特性情報を補正する温度補正部をさらに有する光音響装置を提供する。
本発明の第五の態様は、
造影剤を含有する被検体に第１の光を照射することで前記被検体から第１の音響波を発生させる第１の照射工程と、
前記第１の照射工程の後、前記造影剤を含有する前記被検体に第２の光を照射することで前記第１の光の波長における、前記被検体の内部の前記造影剤の吸収係数を低下させる
第２の照射工程と、
前記第２の照射工程の後、前記被検体に前記第１の光を照射することで前記被検体から第２の音響波を発生させる第３の照射工程と、
前記第１の音響波を受信して第１の電気信号を出力するとともに、前記第２の音響波を受信して第２の電気信号を出力する受信工程と、
前記第１の電気信号に基づいて前記被検体の第１の特性情報を取得するとともに、前記第２の電気信号に基づいて前記被検体の第２の特性情報を取得する取得工程とを有し、
前記第２の光はパルス光であり、前記第２の光のパルス間隔は前記造影剤の三重項励起状態緩和時間よりも短い時間である情報取得方法を提供する。

Claims

造影剤を含有する被検体に第１の光を照射することで前記被検体から第１の音響波を発生させた後、前記造影剤を含有する前記被検体に第２の光を照射することで前記被検体内の前記造影剤を退色させるとともに、前記造影剤を退色させた後、前記被検体に前記第１の光を照射することで前記被検体から第２の音響波を発生させる照射部と、
前記第１の音響波を受信して第１の電気信号を出力するとともに、前記第２の音響波を受信して第２の電気信号を出力する受信部と、
前記第１の電気信号に基づいて前記被検体の第１の特性情報を取得するとともに、前記第２の電気信号に基づいて前記被検体の第２の特性情報を取得する取得部と、を有し、
前記第２の光はパルス光であり、前記第２の光のパルス間隔は前記造影剤の三重項励起状態緩和時間よりも短い時間である光音響装置。
造影剤を含有する被検体に第１の光を照射することで前記被検体から第１の音響波を発生させた後、前記造影剤を含有する前記被検体に第２の光を照射することで、前記第１の光の波長における、前記被検体の内部の前記造影剤の吸収係数を低下させ、前記造影剤の吸収係数を低下させた後、前記被検体に前記第１の光を照射することで前記被検体から第２の音響波を発生させる照射部と、
前記第１の音響波を受信して第１の電気信号を出力するとともに、前記第２の音響波を受信して第２の電気信号を出力する受信部と、
前記第１の電気信号に基づいて前記被検体の第１の特性情報を取得するとともに、前記第２の電気信号に基づいて前記被検体の第２の特性情報を取得する取得部と、を有し、
前記第２の光はパルス光であり、前記第２の光のパルス間隔は前記造影剤の三重項励起状態緩和時間よりも短い時間である光音響装置。
前記第１の光及び前記第２の光は１つの光源から発生したものである請求項１または２に記載の光音響装置。
前記光源を更に有する請求項３に記載の光音響装置。
前記取得部は前記第１の電気信号に基づいて画像信号を形成することにより前記第１の特性情報である第１の画像信号を取得するとともに、前記第２の電気信号に基づいて画像
信号を形成することにより前記第２の特性情報である第２の画像信号を取得する請求項１乃至４のいずれか１項に記載の光音響装置。
前記取得部は前記第１および第２の画像信号に基づいて前記第１の画像信号のうち退色する前または吸収係数を低下させる前の前記造影剤から発生した音響波に起因する信号成分に基づく第３の画像信号をさらに取得する請求項５に記載の光音響装置。
前記取得部は前記第１の画像信号と前記第２の画像信号との差異に基づいて前記第３の画像信号を取得する請求項６に記載の光音響装置。
前記取得部は前記第１の画像信号の画像特徴量と前記第２の画像信号の画像特徴量との比較演算を行うことにより前記第３の画像信号を取得する請求項７に記載の光音響装置。
前記比較演算は差分演算である請求項８に記載の光音響装置。
前記取得部は前記第１の画像信号の画像特徴量と前記第２の画像信号の画像特徴量との比に基づいて前記第３の画像信号を取得する請求項７に記載の光音響装置。
前記照射部は前記第２の光を照射することにより、活性酸素種の発生および前記被検体における光照射部位の温度上昇のうち少なくとも一方を生じさせるものである請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の光音響装置。
前記第２の光の波長は前記造影剤の極大吸収波長より５０ｎｍだけ短い波長から前記極大吸収波長より５０ｎｍだけ長い波長までの範囲内の波長である請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の光音響装置。
前記第２の光のパルス間隔は０．７ミリ秒以下である請求項１２に記載の光音響装置。
前記第２の光のパルス幅の値をτとするとともに前記第２の光の周波数の値をｆとすると、前記τおよびｆが下記式（ＩＩ）を満たす請求項１２または１３に記載の光音響装置。
（１−τ・ｆ）／ｆ＜７×１０^-4 ・・・（式ＩＩ）
造影剤を含有する被検体に光源からの第１の光を照射することで前記被検体から第１の音響波を発生させた後、前記造影剤を含有する前記被検体に前記光源からの第２の光を照射することで前記被検体内の前記造影剤を退色させるとともに、前記造影剤を退色させた後、前記被検体に前記光源からの前記第１の光を照射することで前記被検体から第２の音響波を発生させる照射部と、
前記第１の音響波を受信して第１の電気信号を出力するとともに、前記第２の音響波を受信して第２の電気信号を出力する受信部と、
前記第１の電気信号に基づいて前記被検体の第１の特性情報を取得するとともに、前記第２の電気信号に基づいて前記被検体の第２の特性情報を取得する取得部と、
前記受信部は前記第１及び第２の音響波を受信してそれぞれ前記第１及び第２の電気信号を出力する複数の変換素子と、前記複数の変換素子を保持するとともに略球冠形状の保持体とを有し、
前記照射部は前記受信部と一体化される光音響装置。
造影剤を含有する被検体に光源からの第１の光を照射することで前記被検体から第１の音響波を発生させた後、前記造影剤を含有する前記被検体に前記光源からの第２の光を照射することで前記被検体内の前記造影剤を退色させるとともに、前記造影剤を退色させた
後、前記被検体に前記光源からの前記第１の光を照射することで前記被検体から第２の音響波を発生させる照射部と、
前記第１の音響波を受信して第１の電気信号を出力するとともに、前記第２の音響波を受信して第２の電気信号を出力する受信部と、
前記第１の電気信号に基づいて前記被検体の第１の特性情報を取得するとともに、前記第２の電気信号に基づいて前記被検体の第２の特性情報を取得する取得部とを有し、
前記取得部は前記第１及び第２の電気信号をデジタル変換することによりそれぞれ第１および第２のデジタル電気信号を生成するとともに、前記第１および第２のデジタル電気信号に基づいてそれぞれ前記第１及び第２の特性情報を取得し、
前記第２の光が前記被検体に照射されることにより前記被検体の温度が上昇するときに、前記被検体の温度が上昇しないときの前記第２のデジタル電気信号または前記第２の特性情報の値に近づくように、前記第２の光の照射による前記被検体の温度の上昇量に基づいてそれぞれ前記第２のデジタル電気信号または前記第２の特性情報を補正する温度補正部をさらに有する光音響装置。
前記温度補正部は前記第２のデジタル電気信号または前記第２の特性情報を補正するにあたり、照射された前記第２の光のエネルギー量に基づいた前記被検体の温度上昇により変化した前記被検体の音速および体積膨張係数を前記温度上昇がないときの前記被検体の音速および体積膨張係数に近づくように補正する請求項１６に記載の光音響装置。
造影剤を含有する被検体に第１の光を照射することで前記被検体から第１の音響波を発生させる第１の照射工程と、
前記第１の照射工程の後、前記造影剤を含有する前記被検体に第２の光を照射することで前記第１の光の波長における、前記被検体の内部の前記造影剤の吸収係数を低下させる第２の照射工程と、
前記第２の照射工程の後、前記被検体に前記第１の光を照射することで前記被検体から第２の音響波を発生させる第３の照射工程と、
前記第１の音響波を受信して第１の電気信号を出力するとともに、前記第２の音響波を受信して第２の電気信号を出力する受信工程と、
前記第１の電気信号に基づいて前記被検体の第１の特性情報を取得するとともに、前記第２の電気信号に基づいて前記被検体の第２の特性情報を取得する取得工程とを有し、
前記第２の光はパルス光であり、前記第２の光のパルス間隔は前記造影剤の三重項励起状態緩和時間よりも短い時間である情報取得方法。