JP2017077408A - 被検体情報取得装置 - Google Patents

Abstract

【課題】液槽を移動させることで走査を行う被検体情報取得装置において、測定の精度を向上させることができる被検体情報取得装置を提供する。
【解決手段】被検体情報取得装置は、被検者を支持する支持面と、被検者の一部である被検体が鉛直方向下方に挿入される挿入口２０１と、を有する支持部２００と、挿入口２０１の下方に配置され、側壁部４０３と底面部４０５によって音響整合液を４０１収納する液槽４００と、液槽４００の内部に配置され、被検体内から到来する音響波を受信する探触子４０２と、液槽４００を挿入口２０１に対して相対的に移動させる走査機構４１２と、被検者の頭部を支持面よりも低い位置で保持する垂下部２０２と、を有し、被検体を挿入する方向から見て、垂下部２０２が、液槽４００の側壁部４０３に内包されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、被検体内部の情報を取得する被検体情報取得装置に関する。

人の乳房を観察する検査装置として、被検者を伏臥位で保持するベッドを備え、当該ベッドに設けられた開口部に被検者の乳房を挿入することで測定を行う装置がある。例えば、超音波探触子を用いて、挿入された乳房に超音波を照射し、生体組織で発生するエコー信号を受信して、断層画像を再構成することで、被検体内部の情報を取得することができる。

被検体の内部から到来する音響波を受信して解析することで当該被検体の情報を取得する装置においては、音響波を効率よく伝播させるため、被検体と音響波探触子との間に音響インピーダンスを整合させるための部材を配置する場合が多い。例えば、特許文献１に記載の超音波診断装置では、液槽内に音響マッチング液を貯留したうえで、水中内を走査するコンベックス型の音響波探触子を液槽内に配置している。かかる構成によると、被検体の表面から探触子までの、音響波伝播経路の音響インピーダンスが均一になるため、精度のよい被検体情報を取得することができる。

また、特許文献１に記載の超音波診断装置では、被検者の頭部をベッド面よりも低い位置で保持することができる。かかる構成によると、被検者の体を開口部に密着させることができ、乳房を胸壁付近まで深く挿入させることができる。

特開２０１１−１７７３８５号公報 特開２０１５−８５０１５号公報

一方で、より広範囲から立体的な情報を持つ信号を得るための手法が提案されている。例えば、特許文献２には、半球状の容器上に複数の音響素子を配置し、音響素子が配置された容器を液槽ごと移動させるという特徴を持った被検体情報取得装置が記載されている。かかる構成によると、より広い範囲から音響波を取得することができる。

このような、音響波探触子を液槽ごと移動させる構成を持つ装置においては、被検者を支持する面（ベッド面）の直下にて液槽が移動するため、液槽を移動させるための空間を確保しなければならない。すなわち、特許文献１に記載の装置のように、被検者の頭部をベッド面より低くすることができない。
しかし、被検者の頭部をベッド面と同じ高さで保持した状態で乳房を開口部に挿入すると、体が反り返るような体勢となってしまうため、体がベッド面から浮き、胸壁近くまで乳房を深く挿入することが困難になるおそれがある。また、乳房の挿入が浅くなると、精度の高い被検体情報が取得できなくなるおそれがある。

本発明は、このような従来技術の課題に鑑みてなされたものであり、液槽を移動させることで走査を行う被検体情報取得装置において、測定の精度を向上させることを目的とする。

上記課題を解決するための、本発明に係る被検体情報取得装置は、
被検者を支持する支持面と、前記被検者の一部である被検体が鉛直方向下方に挿入される挿入口と、を有する支持部と、前記挿入口の下方に配置され、側壁部と底面部によって音響整合液を収納する液槽と、前記液槽の内部に配置され、前記被検体内から到来する音響波を受信する探触子と、前記液槽を前記挿入口に対して相対的に移動させる走査機構と、前記被検者の頭部を前記支持面よりも低い位置で保持する垂下部と、を有し、前記被検体を挿入する方向から見て、前記垂下部が、前記液槽の側壁部に内包されていることを特徴とする。

本発明によれば、液槽を移動させることで走査を行う被検体情報取得装置において、測定の精度を向上させることができる。

第一の実施形態に係る超音波診断装置の構成図である。 頭部垂下部の構造を示す断面図である。 第一の実施形態の効果を説明する図である。 頭部垂下部と液槽との位置関係を説明する図である。 第二の実施形態に係る超音波診断装置の構成図である。 従来技術に係る超音波診断装置の構成図である。

以下に図面を参照しつつ、本発明の好適な実施の形態について説明する。ただし、以下に記載されている構成部品の寸法、材質、形状およびそれらの相対配置などは、発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものである。よって、この発明の範囲を以下の記載に限定する趣旨のものではない。

本発明は、被検体から伝播する音響波を検出し、被検体内部の特性情報を生成および取得する技術に関する。よって本発明は、被検体情報取得装置またはその制御方法、あるいは被検体情報取得方法や信号処理方法として捉えることもできる。また、本発明は、これらの方法をＣＰＵやメモリ等のハードウェア資源を備える情報処理装置に実行させるプログラムや、そのプログラムを格納した記憶媒体として捉えることもできる。

本発明は、被検体に光（電磁波）を照射することにより被検体内で発生した音響波を受信して、被検体の特性情報を画像データとして取得する、光音響効果を利用した装置を含む。このような装置は、光音響測定の結果に基づき、被検体内部の特性情報を得ることから、光音響装置とも呼ばれる。

光音響装置における特性情報とは、光照射によって生じた音響波の発生源分布、被検体内の初期音圧分布、あるいは初期音圧分布から導かれる光エネルギー吸収密度分布や吸収係数分布、組織を構成する物質の濃度分布をなどである。組織を構成する物質とは、例えば、酸素飽和度分布や酸化・還元ヘモグロビン濃度分布などの血液成分、あるいは脂肪、コラーゲン、水分などである。

また、本発明の被検体情報取得装置には、被検体に超音波を送信し、被検体内で反射した超音波を受信して、被検体の構造情報を画像データとして取得する超音波装置を含む。構造情報とは、被検体内における、音響インピーダンスの異なる境界面の位置を示す情報である。

本発明における音響波とは、典型的には超音波であり、音波や音響波と呼ばれる弾性波を含む。また、探触子等により音響波から変換された電気信号を音響信号とも呼ぶ。ただし、本明細書における超音波または音響波という記載は、それらの弾性波の波長を限定するものではない。また、光音響効果により発生した音響波は、光音響波または光超音波と呼ばれる。光音響波に由来する電気信号を光音響信号とも呼ぶ。

以下の記載では、被検体情報取得装置の代表的な例として、受信した超音波を用いて被検体の診断を行う超音波診断装置について説明する。しかしこのことは、使用する超音波（音響波）の波長、探触子が受信および送信可能な波長範囲、装置の使用目的などを限定する趣旨ではない。

（第一の実施形態）
第一の実施形態に係る被検体情報取得装置は、超音波を被検体に送信し、被検体内で反射した超音波を解析することで、被検体内の音響特性に関連した情報を可視化、すなわち画像化する装置（超音波診断装置）である。被検体とは被検者の一部であり、本実施形態では乳房である。

<従来技術の問題点>
図６は、従来技術に係る被検体情報取得装置の断面図である。図６に示した例では、被検者１００が伏臥位で支持台２００に横たわり、ベッド面に設けられた開口部に乳房を挿入して測定を行う。また、符号７００は、超音波探触子を含んだ測定ユニットである。測定ユニットは、探触子と被検体との音響インピーダンスを整合させるための液体（音響マッチング液）を貯留する部材（以下、液槽）と、液槽を移動させるための走査機構を含み、ＸＹ平面に沿って全体が移動可能な構成となっている。また、探触子が配置された半球状の部材が液槽の一部をなしている。このように、探触子を液槽ごと移動させることで、被検体との音響整合を保ちつつ、広範囲に対して超音波の送受信を行うことができる。

一方、このような装置によって測定を行った場合、以下のような問題が発生する。
すなわち、被検者が伏臥位をとると、頭部がベッド面に当たるため、若干身体が浮いてしまい、ベッド面に設けられた挿入口に乳房を深く挿入することが困難になるという問題である。この問題に対する解決法として、頭部を収納する窪みをベッド面に設けるという方法がある。しかし、ベッド面の直下には、水平方向に移動する測定ユニット７００が存在するため、物理的な干渉が発生してしまう。すなわち、ベッド面よりも低い位置で頭部を保持することができない。
以下、この問題を解決するための、第一の実施形態に係る超音波診断装置について説明する。

<構成概要>
図１を参照しながら、第一の実施形態に係る超音波診断装置の構成を説明する。
符号１００は診断対象の被検者である。被検者は、被検者を支持するためのベッド状の支持台２００（本発明における支持部）上で伏臥位をとる。支持台２００には、被検体である乳房１０１（被検体）を、図中の鉛直方向下方に挿入するための挿入口２０１と、被検者の頭部を支持するための頭部垂下部２０２（本発明における垂下部）を有している。なお、支持台２００の高さは、脚部２０３によって調節することができる。支持台２００の被検者と接する面が、本発明における支持面である。

符号３００は、挿入口２０１に挿入された乳房を保持するための保持部材である。保持部材３００は、挿入口２０１にはめ込む形で設置され、被検体である乳房１０１の保持に利用される。また、保持部材３００には、乳房１０１と保持部材３００との音響インピーダンスを整合させるための音響整合剤３１０が貯留されている。

符号４００は、被検体に超音波を送信し、反射した超音波を受信するユニット（本発明における液槽）である。液槽４００は、側壁部４０３、底面部４０５、および、底面部４０５に配置された探触子支持部４１１によって、音響インピーダンスを整合させるための液体（本発明における音響整合液。以下、音響マッチング液４０１）を貯留する構造となっている。
また、探触子支持部４１１には、被検体に対して音響波を送受信するための音響波探触子（以下、探触子４０２）が配置されている。

探触子４０２は、被検体１０１に対して超音波を送信し、被検体内で反射し伝播してくる超音波を受信する探触子（音響波探触子）であり、被検体内から到来する音響波を電気信号に変換する一つ以上の音響素子からなる。

液槽４００は、液槽を支持台２００と平行に二次元方向に移動させるための走査機構４１２と接続されている。液槽４００と走査機構４１２を合わせて、走査探触子ユニット４１０と称する。なお、本実施形態では、走査機構４１２は、支持台２００と平行な方向（ＸＹ平面内）に液槽を移動可能な構成となっているが、被検体の形状に応じてＺ方向に移動可動な構成としてもよい。

給排出部５００は、液槽４００に対して音響マッチング液４０１を供給し、排出するためのユニットである。被検体に対する測定を行う場合、給排出部５００が液槽４００内に音響マッチング液４０１を供給し、液槽４００内を満たす。

信号処理部６００（不図示）は、探触子４０２から出力される電気信号の処理や、走査機構４１２の駆動、給排出部５００の制御など、装置が有する各部位の制御を行う手段である。信号処理部６００は、探触子４０２から出力された電気信号を用いて、被検体１０１内の構造情報を表す画像を生成し、不図示の表示部に出力させる。

以下、それぞれの構成要素について、より詳しく説明する。
<支持台２００>
支持台２００は、被検者１００をうつぶせ（伏臥位）状態で保持するベッドであり、被検者の頭部を保持する頭部垂下部２０２と、脚部２０３とを有している。
支持台２００には、被検体１０１（本実施形態では乳房）を挿入するための開口（挿入口２０１）が設けられている。支持台２００は、被検者の体重を支持するための強度があれば、どのような材料で構成されてもよい。なお、本実施形態は、本発明を超音波診断装置に適用した場合の例であるが、本発明を光音響装置に適用する場合、装置外への光の散乱を防ぐため、光を透過しない材料で支持台２００を構成することが好ましい。例えば、金属材料であるアルミニウムや鉄、ステンレスを好適に用いることができる。

<頭部垂下部２０２>
頭部垂下部２０２は、乳房を挿入口２０１に挿入した被検者の頭部を支持するための部材である。頭部垂下部２０２は、被検者が支持台２００にうつぶせになった際に、頭部を下げ、挿入口２０１を抱え込むように密着する姿勢を取りやすいように、支持台２００の位置よりも低い位置に設けられる。
頭部垂下部２０２は、被検者の頭部を支持台２００よりも垂直方向（Ｚ軸方向）において低い位置で保持できれば、どのような形状であってもよい。例えば、支持台の上下方向（Ｚ軸方向）に段差（凹み）を有する、矩形や円形、Ｕ字型の領域であってもよい。

被検者を保持した際の頭部垂下部２０２の下端の高さは、支持台２００よりも少なくとも４０ｍｍ以上低いことが好ましい。さらに好ましくは、後述する枕部の高さの調節を行
うため、６０ｍｍ以上低いことが好ましい。

図２は、頭部垂下部２０２の具体的な例を表した図である。
図２（Ａ）は、頭部垂下部２０２を、支持台２００に対して低い位置に設けた場合の断面図である。
頭部垂下部２０２を設けるＹ軸方向の位置は、挿入口２０１の中心から２００ｍｍ以内であることが好ましい。このような位置に頭部垂下部２０２を設けると、被検者１００の頭部を支持した際に、頭部垂下部２０２と支持台２００との段差による頸部の圧迫を抑えることができる。
なお、支持台２００と頭部垂下部２０２との段差は、図示したように９０度であってもよいが、圧力を緩和するための勾配をつけたり、Ｒ面取り加工をしてもよい。

また、左右の乳房を入れ替えて測定を行う場合、同一の挿入口２０１に左右の乳房を挿入するため、被検者の頭の位置が移動する。そこで、このような位置ずれや、さらには体格の個人差を考慮して頭部垂下部２０２の大きさを設定する必要がある。例えば、頭部垂下部２０２の大きさは、支持台の短軸方向（Ｘ軸方向）において６００ｍｍ以上の幅を持ち、長軸方向（Ｙ軸方向）において４５０ｍｍ以上の長さを持つことが好ましい。これにより、左右の乳房入れ替えにともなう体勢の変更や、体格差によらず、頭部を適切に支持することができる。

頭部垂下部２０２は、支持台２００と一体で形成してもよいし、別体で形成し、支持台に取り付けるようにしてもよい。別体として形成すると、コストを低減でき、また、異なる材料を使用できて設計に自由度が生じるため好ましい。
頭部垂下部２０２を別体として支持台に固定する場合、例えば、頭部垂下部の周囲にフランジ形状を設け、フランジ部を支持台に設置し固定する。フランジ形状部分を支持台に取り付ける方法として、例えば、ねじ固定や接着剤固定、クランプ固定などがあるが、どのような方法を用いてもよい。このとき、支持台２００との固定部において、水密構造を採用すると、被検者の頭部が音響マッチング液によって濡れることを防止できる。
また、頭部垂下部２０２の材質は、頭部を支持できるだけの強度があれば、どのようなものを用いてもよい。本発明を光音響装置に適用する場合は、光を透過しない材料（遮光部材）が好ましく、例えば、金属材料であるアルミニウムや鉄、ステンレス、黒系の樹脂を用いることが好ましい。

また、図２（Ａ）のように、頭部垂下部２０２の上に枕部（符号２０４）を設置しても良い。これにより、圧力が分散され、安楽性が向上する。
また、枕部の、目や鼻、口の部分は切り欠いてもよい。また、当該部分を薄くすることにより、目や鼻、口の部分を圧迫しない形状としてもよい。さらに、枕部２０４は、数種類の厚みを持つものを選択可能にしてもよい。このようにすることで、被検者にとって適切な枕を選択することができる。なお、枕部２０４には、ラテックスマットやウレタンマット、ポリエチレンマットなど、任意の素材を採用することができる。

図２（Ｂ）は、被検者の頭部の重みによって頭部垂下部が段差を形成する形態の例である。図示したように、頭部垂下部は、必ずしも初期状態（頭部を配置しない状態）において段差を形成している必要はない。例えば、伸縮性を持つシート部材２０５によって頭部を支持してもよい。この場合、シート部材２０５が頭部垂下部となる。このように、変形するシート部材で頭部を保持することにより、密着性を向上させることができ、圧力を分散させることができる。
シート部材２０５は、伸縮性がある材料であれば、どのようなものを用いてもよい。なお、本発明を光音響装置に適用する場合、光を透過しない黒系のゴム材料を用いることが好ましい。このような材料として、例えば、ニトリルゴムやＥＰＤＭゴム、クロロプレン
ゴムなどがある。

支持台２００に頭部垂下部２０２が無い場合、伏臥位を取った被検者の顔が支持台２００と干渉するため、頭部を反らせる動作が必要になり、これに起因して、乳房の挿入が浅くなるおそれがある。
一方、本実施形態に係る超音波診断装置は、頭部垂下部２０２を有しているため、被検者が支持台２００を抱え込むように胸部を密着させやすくなり、乳房を胸壁近くまで深く挿入することができるようになる。これにより、保持部材３００に密着する乳房の割合が増えるため、乳房に対して効率良く光を照射したり、被検体内で発生した音響波を効率良く受信することができるようになる。すなわち、乳房を画像化した時の死角領域を減らすことができる。さらに、頭部を支持台より低い位置で支持するため、頸部の捻りや頭部への圧迫が減少し、乳房を保持した際の被検者の安楽性を向上することができる。

<保持部材３００>
保持部材３００は、挿入口２０１に設置される、乳房を保持するための部材である。保持部材３００の形状は、円柱状や直方体やお椀状など、乳房と接触し保持することができれば、どのような形状であってもよい。本実施形態では、保持部材３００は、お椀状の形状をした部材である。伏臥位では乳房が重力によって釣鐘状となるため、保持部材をお椀状とすることで、乳房と保持部材３００の接触面積を増やすことができる。また、保持部材３００は、乳房の大きさに応じて複数のサイズから選択可能であってもよい。

保持部材３００の材料には、生体の音響インピーダンスに近い材料を用いることが好ましい。これにより、乳房と保持部材３００との界面における超音波の反射を抑えることができる。また、保持部材３００は薄い素材であることが好ましい。これにより、超音波の減衰や屈折の影響を低減でき、ノイズを低減することができる。
更に、光音響効果を用いた装置では、保持部材３００を介して乳房にパルス光が照射されるため、保持部材３００の材料には、光の透過率が高いもの（好ましくは９０％以上）を用いるとよい。これらの条件を満たす材料として、例えばポリメチルペンテン、ポリエチレンテレフタレート等がある。

さらに、保持部材３００は、伸縮性があるシート部材で構成されてもよい。材質は、特に伸縮性を有するゴム部材であることが好ましく、ゴム硬度が低い材料であることが好ましい。例えばゴム硬度は５０以下であることが好ましい。また、生体の音響インピーダンスに近い材料が好ましい。このような材料としては、シリコーンゴムや天然ゴム、イソプレンゴムがある。
保持部材３００をシート状にすることにより、乳房を保持した際にシート部材が変形し、密着性をより向上させることができる。

保持部材３００は、挿入口２０１に対して取り付けるため、挿入口２０１よりも大きいサイズであることが好ましい。例えば、保持部材３００の外縁にフランジ形状部を設け、挿入口２０１に取り付ける。フランジ形状部分を挿入口２０１に取り付ける方法は、ねじ固定や接着剤固定、クランプ固定など、任意の方法を採用できる。また、保持部材の取り付け部は、後述する音響整合材が漏出しないように、水密構造とすると良い。例えば、リング状のシール材を挟んでネジ固定してもよい。また、フランジ形状部が樹脂で作られている場合など、強度が足りない場合、シール材とフランジ形状の上からさらに金属のリング状部材を配置し、補強して挟み込むようにしてもよい。

保持部材３００の内部には、被検体１０１との音響インピーダンスを整合させるための部材（音響整合材３１０）が貯留される。音響整合材３１０には、生体と音響インピーダンスが近いものを用いることが好ましい。例えば、水、ゲル、ジェル等を用いることがで
きる。

<液槽４００>
液槽４００は、挿入口２０１および保持部材３００の下方に位置し、探触子４０２によって超音波を被検体に照射し、また、被検体内で反射した超音波を受信するユニットである。また、液槽４００は、保持部材３００と探触子４０２との間を、音響マッチング液４０１で満たす構造となっている。液槽４００は、底面部４０５、側壁部４０３、探触子４０２が配置された探触子支持部４１１から構成される。
液槽４００は、音響マッチング液４０１を貯留した状態で、探触子４０２を用いて超音波を送受信し、走査探触子ユニット４１０（探触子４０２）の位置を支持台に対して相対的に移動しながら、所望の撮像範囲から信号を取得する。

液槽４００の構成要素について説明する。
探触子４０２は、被検体１０１に対して超音波を送受信する探触子（音響波探触子）であり、超音波と電気信号とを変換する一つ以上の音響素子からなる。利用する音響素子は、圧電効果を用いたトランスデューサー、光の共振を用いたトランスデューサー、容量の変化を用いたトランスデューサーなど、超音波を受信して電気信号に変換することができれば、どのような素子であってもよい。超音波を送受信する素子を一次元または二次元さらには三次元に複数配列することにより、同時に複数の場所で超音波を受信することができ、受信時間を短縮できる。また、必要に応じて、素子から出力されたアナログの電気信号をデジタル化するコンバータや、電気信号を増幅するアンプなどを配置してもよい。

探触子４０２は、探触子支持部４１１の表面に配置される。
探触子４０２は、平面状に配置してもよいし、球面状に配置してもよい。被検部１０１から発生する超音波が取得できれば、どのような配置であってもよい。より好適には、探触子の受信面が夫々の受信指向性の最も感度の高い方向が交わるように、保持部材３００を取り囲むように球面状に設置するとよい。この配置により、探触子４０２の受信面に対して超音波が垂直に入射する割合が多くなり、探触子４０２の素子の角度依存性を低減できる。
このように素子を球面状に配置する場合、最も感度が高い領域が一点に交わる。そこで、本実施形態では、広い撮像領域を得るため、走査機構４１２を用いて探触子を走査させる。

走査機構４１２は、液槽４００（探触子支持部４１１）をＸ−Ｙ方向に移動させる手段である。走査機構４１２を用いることで、受信感度が最も高い領域を移動させることができ、広範囲に対して測定を行うことができる。
走査機構４１２は、探触子を移動させるための機構であれば、どのようなものであってもよい。例えば、ボールねじ、リニアガイド、チェーン、タイミングベルトなどの直動機構や、スラストベアリングやＲガイド、クロスローラベアリングの様な回動機構であってもよい。また、所望する動きに応じて、直動および回動を組み合わせてもよい。
走査機構４１２の動力は、電動であっても手動であってもよい。電動の場合は、ＤＣモータやブラシレスモータなどを用いることができ、手動の場合は、ハンドルやグリップなど、手の動きを動力に変換するような機構と合わせて使用することができる。

探触子４０２と保持部材３００との間に空気層があると、音響インピーダンスの差異により、界面において超音波の反射が発生する。そこで、本実施形態では、探触子４０２と、保持部材３００との間に、音響インピーダンスを整合させるための部材（音響マッチング液４０１）を配置する。音響マッチング液４０１は、生体の音響インピーダンスと近く、超音波の減衰が小さい材料を選定することが好ましい。例えば、水や油を主成分とする液体を好適に用いることができる。
なお、光音響効果を用いた装置では、音響マッチング液４０１中を光が透過するため、光の吸収率が少ない材料（例えば水）を用いることが好ましい。

液槽シール部材４０４は、側壁部４０３と支持台２００の隙間を埋める部材である。液槽シール部材４０４は、液槽の全周を取り囲むように、側壁部４０３上部と支持台２００との隙間に設けられており、伸縮かつ摺動可能に接触している。これにより、走査時に波立った音響マッチング液４０１が、側壁部４０３と支持台２００の隙間から漏出することを防ぐことができる。また、支持台の下面に付着した音響マッチング液４０１を液槽４００内に戻すことができる。

<給排出部５００>
給排出部５００は、液槽４００へ音響マッチング液４０１を供給および排出するための手段であり、ポンプ５０１、タンク５０２、流量計５０３、配管５０４、液量センサ５０５を有している。
音響マッチング液４０１はタンク５０２に貯留されており、ポンプ５０１により、配管５０４を通って液槽４００内に供給される。供給される音響マッチング液４０１の量と流速は、流量計５０３で計測され、制御されている。
また、供給された音響マッチング液４０１が所望の液位まで満たされているかは、液量センサ５０５により検知する。液量センサ５０５は、例えば、液面の高さを検知するセンサであってもよいし、供給された液量を水圧または気圧によって検知するセンサであってもよい。
ポンプ５０１は、音響マッチング液４０１を流すことができれば、どのようなものであってもよい。より好ましくは、ギアポンプやチューブポンプのような、モータを正転および逆転できるポンプを用いるとよい。このようにすることで、供給用のポンプと排出用のポンプを共用することができ、給排出部を小型化できる。
タンク５０２は液槽４００を含め、給排出部５００を流れる音響マッチング液４０１を全て貯めることのできる容積を持っており、不図示の給水口および排水口を備える。

<信号処理部６００>
信号処理部６００には、超音波診断装置を動作させるための処理全般を行う手段である。具体的には、探触子４０２から出力される電気信号の処理、走査機構４１２の駆動、給排出部５００の制御など、装置内の各部位の制御を行う。また、探触子４０２が受信し変換した電気信号を処理し、画像を再構成する処理などを実行する。画像の再構成処理には、整相加算など既知の手法を利用できる。なお、信号処理部６００は、典型的にはワークステーションなどの汎用の処理装置が用いられるが、これに限られない。

<作用および効果>
次に、本実施形態に係る超音波診断装置の作用および効果を、図３を参照しながら説明する。なお、図３においては、本発明の効果と直接関係ない要素は図示を省略している。
図３（Ａ）は、走査探触子ユニット４１０が走査領域の中心に位置し、乳房の中心と概ね一致した状態の断面図である。また、図３（Ｂ）は、走査探触子ユニット４１０が被検者１００の脚側（Ｙ軸負方向）に移動している状態の断面図である。なお、図３（Ａ）および図３（Ｂ）の破線４１５は走査領域の中心を示し、概ね乳房の中心と一致している。

液槽への音響マッチング液４０１の供給は給排出部５００により行う。また、音響マッチング液４０１は、側壁部４０３、底面部４０５、および、底面部４０５に配置された探触子支持部４１１によって構成された空間に収納される。
音響マッチング液４０１は、センサ５０５によって液面が検知されるまで供給される。
供給された音響マッチング液４０１の液面が高く、支持台２００の下面に近づくほど、音響マッチング液４０１と保持部材３００との接触領域が増えるため、被検体からの音響
信号をより広範囲で受信することができる。
従って、側壁部４０３の上端は、支持台２００の被検者１００の体重による変形や、走査探触子ユニット４１０の幾何公差を考慮し、支持台２００に接触しない隙間を確保したうえで、出来る限り支持台２００に近づけることが好ましい。

側壁部４０３の上端を支持台２００に近づけると、側壁部４０３の上端は、頭部垂下部２０２の底面よりも高い位置に位置することとなる。
本実施形態に係る超音波診断装置は、図３（Ｂ）に示したように、移動する液槽の位置にかかわらず、側壁部４０３と頭部垂下部２０２が衝突しないように設計されている。すなわち、被検者の頭側（Ｙ軸正方向）における、側壁部４０３と頭部垂下部２０２との隙間４１６が、図３（Ｂ）における、脚側（Ｙ軸負方向）への走査距離４１８よりも大きくとられている。
このように構成すると、液槽４００がＹ軸負方向に最大まで移動した際の、側壁部４０３と頭部垂下部２０２との隙間４１６’は、図３（Ａ）における隙間４１６と、図３（Ｂ）における走査距離４１８との差分となる。

同様に、本実施形態に係る超音波診断装置は、液槽４００がＹ軸正方向に最大まで移動した場合であっても、側壁部４０３と頭部垂下部２０２が衝突しないように設計されている。すなわち、被検者の脚側（Ｙ軸負方向）における、側壁部４０３と保持部材３００との隙間４１７が、図３（Ｂ）における、頭側（Ｙ軸正方向）への走査距離４１９よりも大きくとられている。

図４は、被検体を挿入する方向（Ｚ軸正方向）から装置を観察した場合における、液槽と頭部垂下部との位置関係を説明する図である。図示したように、本実施形態では、被検体を挿入する方向から見て、頭部垂下部２０２が、液槽４００の側壁部４０３に内包されている。また、走査機構によって側壁部４０３が移動する領域の境界線（符号４０３’）に、頭部垂下部２０２が内包されている。
なお、以上の説明では、液槽４００のＹ軸方向への走査について主に説明したが、Ｘ軸方向の走査についても同様である。すなわち、液槽４００がＸ軸（正および負）方向に最大まで移動した場合であっても、側壁部４０３と頭部垂下部２０２が衝突しないように設計されている。

かかる構成によると、頭部垂下部が液槽と干渉してしまうという従来技術の問題を解決することができる。また、音響マッチング液４０１の液面を、支持台２００の下面に近い位置まで上昇させることができるため、液槽内において、音響マッチング液と保持部材とが接触する領域が広がり、可観測領域を広げることができる。
また、前述したように、頭部垂下部２０２を設けることにより、被検者が支持台２００を抱え込むように胸部を密着させることができるため、乳房を画像化した時の死角領域を減少させることができる。さらに、前述したように頸部の捻りや頭部への圧迫も減少するため、乳房を保持した際の被検者の安楽性を向上させることができる。

（第二の実施形態）
第二の実施形態は、第一の実施形態よりもさらに高い水位まで音響マッチング液を供給し、かつ、漏出した音響マッチング液を回収する手段をさらに設けた実施形態である。
図５を参照しながら、第二の実施形態に係る超音波診断装置の構成を説明する。

第二の実施形態に係る超音波診断装置は、側壁部４０３の外周に、第二の側壁部５０９を有しており、側壁部４０３の外部に漏出した音響マッチング液を一時的に貯留する空間である回収部５０７を有しているという点において、第一の実施形態と相違する。また、回収部５０７に溜まった音響マッチング液を回収し、タンク５０２へ導く構成を有してい
るという点において、第一の実施形態と相違する。

給排出部５００から液槽４００内へ音響マッチング液４０１を供給すると、液槽４００内における音響マッチング液４０１の液面が上昇する。第一の実施形態では、側壁部４０３の上端付近にセンサ５０５を設置し、音響マッチング液４０１が液槽４００からあふれないように音響マッチング液の供給を停止させていた。これに対し、第二の実施形態では、側壁部４０３と支持台２００の隙間から音響マッチング液４０１が溢れるまで音響マッチング液４０１を供給する。

このとき、液槽４００への音響マッチング液の供給量を、側壁部４０３と支持台２００の隙間からの漏出量以上とすることにより、液槽内の音響マッチング液４０１の液面を支持台まで上昇させることができる。このとき、溢れた音響マッチング液４０１は、側壁部４０３の外周に設けられた回収部５０７に流入する。
回収部５０７に流入した音響マッチング液は、側壁部４０３のさらに外周を囲むように設けられた第二の側壁部５０９により堰き止められ、一時的に貯留される。そして、配管５０４ａを介して、タンク５０２に回収される。

なお、第二の側壁部５０９の上部には、第二のシール部材５０８が、液槽の全周を取り囲むように配置されており、支持台２００に対して伸縮可能かつ摺動可能に接触している。これにより、溢れ出た音響マッチング液４０１が、回収部５０７のさらに外側に溢れ出すことを防いだり、支持台の下面に付着した音響マッチング液４０１を、回収部５０７内に戻すことができる。

なお、液槽４００内の液面を十分に上げていても、走査探触子ユニット４１０を走査させることで、側壁部４０３と支持台２００の隙間より音響マッチング液４０１が漏れ出し、液面が下がる可能性がある。そこで、常にポンプ５０１を動作させ、音響マッチング液を供給する。このような構成にすることで、液槽４００内の液面を高い状態で維持することができる。すなわち、保持部材３００と音響マッチング液４０１とが接触する領域がより増加するため、第一の実施形態よりも広い範囲から信号を取得することができる。

なお、回収部５０７からの音響マッチング液４０１の回収能力を、ポンプ５０２から供給される音響マッチング液の流量より大きくすることで、回収部５０７からの音響マッチング液の漏出を防止することができる。

第一の実施形態では、センサ５０５を液槽４００の内部に設置することで音響マッチング液の漏出を防止したが、第二の実施形態は、音響マッチング液を常に溢れさせる構成であるため、液槽４００の上端まで液面が来ていることを検知する手段が必要となる。
しかし、液面センサを支持台２００の近傍に取り付けることは、設置スペースや、誤検知のおそれなどにより困難な場合が多い。そこで、配管の途中に、例えば流量センサのようなセンサを設置し、どの程度の液量が供給されているかを認識できるようにしてもよい。この他にも、回収部５０７の溝部にセンサを設置するようにしてもよい。

一方、支持台２００の位置まで音響マッチング液を充填すると、液槽内の内圧が上昇し、保持部材３００が変形してしまうおそれがある。これは特に、保持部材３００にゴムのような柔らかい材料を使用する場合に顕著である。そこで、液槽内の内圧の上昇を回避する手段を設けてもよい。例えば、側壁部４０３に設置された液槽シール部材４０４と支持台２００の隙間をあけたり、あるいは液槽シール部材４０４を離散的に設置することにより、音響マッチング液４０１を溢れさせる隙間を設け、音響マッチング液４０１を意図的にオーバーフローさせる構成としてもよい。

以上説明したように、第二の実施形態によると、音響マッチング液の水位を第一の実施形態よりも高く維持することができ、より広い範囲から被検体情報を取得することができる。

（変形例）
なお、実施形態の説明は本発明を説明する上での例示であり、本発明は、発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更または組み合わせて実施することができる。例えば、本発明は、上記処理の少なくとも一部を含む被検体情報取得装置として実施することもできる。上述した処理や手段は、技術的な矛盾が生じない限りにおいて、自由に組み合わせて実施することができる。

また、各実施形態では、超音波エコーによって被検体の測定を行う装置を例に説明を行ったが、音響インピーダンスの整合をとるために液体を用い、かつ、被検者を伏臥位で支持する装置であれば、他のモダリティに適用することもできる。例えば、光音響効果を利用した測定装置や、拡散光トモグラフィによる測定装置にも適用することができる。

また、音響マッチング液の漏出を防止するためのシール部材、漏出した音響マッチング液を回収する手段、音響マッチング液を供給する手段などは、必要に応じて採用すればよく、いずれも本発明の必須構成ではない。

また、各実施形態では、鉛直方向（Ｚ軸方向）における頭部垂下部２０２の下端が、音響マッチング液の液面よりも低い例を挙げたが、頭部垂下部の下端は、必ずしも音響マッチング液の液面より低くなくてもよい。被検者の頭部を垂下させて保持できるだけの段差があれば、頭部垂下部の深さは任意とすることができる。同様に、頭部垂下部の下端は、必ずしも側壁部４０３の上端より低くなくてもよい。

２００・・・支持台、２０１・・・挿入口、２０２・・・頭部垂下部、４００・・・液槽、４０１・・・音響マッチング液、４０２・・・探触子、４０３・・・側壁部、４１１・・・探触子支持部、４１２・・・走査機構

Claims (11)

1. 被検者を支持する支持面と、前記被検者の一部である被検体が鉛直方向下方に挿入される挿入口と、を有する支持部と、
   前記挿入口の下方に配置され、側壁部と底面部によって音響整合液を収納する液槽と、
   前記液槽の内部に配置され、前記被検体内から到来する音響波を受信する探触子と、
   前記液槽を前記挿入口に対して相対的に移動させる走査機構と、
   前記被検者の頭部を前記支持面よりも低い位置で保持する垂下部と、
   を有し、
   前記被検体を挿入する方向から見て、前記垂下部が、前記液槽の側壁部に内包されている
   ことを特徴とする、被検体情報取得装置。
2. 鉛直方向における、前記垂下部の下端の高さが、前記液槽の側壁部の上端の高さよりも低い
   ことを特徴とする、請求項１に記載の被検体情報取得装置。
3. 前記音響整合液が前記液槽に貯留された場合において、
   鉛直方向における、前記垂下部の下端の高さが、前記音響整合液の液面の高さよりも低い
   ことを特徴とする、請求項１または２に記載の被検体情報取得装置。
4. 前記被検体を挿入する方向から見て、前記走査機構によって前記液槽が移動する領域に、前記垂下部が内包されている
   ことを特徴とする、請求項１から３のいずれか１項に記載の被検体情報取得装置。
5. 前記支持部と、前記走査機構によって移動する前記液槽の側壁部とが摺動する
   ことを特徴とする、請求項１から４のいずれか１項に記載の被検体情報取得装置。
6. 前記液槽は、前記側壁部の外部に漏出した音響整合液を回収する機構を備える
   ことを特徴とする、請求項１から５のいずれか１項に記載の被検体情報取得装置。
7. 前記垂下部は、遮光部材からなる
   ことを特徴とする、請求項１から６のいずれか１項に記載の被検体情報取得装置。
8. 前記垂下部は、前記挿入口の中心から被検者の頭に向けて２００ｍｍ以内の位置に設けられる
   ことを特徴とする、請求項１から７のいずれか１項に記載の被検体情報取得装置。
9. 前記垂下部は、前記支持面の短軸方向に６００ｍｍ以上、長軸方向に４５０ｍｍ以上の大きさで設けられる
   ことを特徴とする、請求項１から８のいずれか１項に記載の被検体情報取得装置。
10. 前記垂下部は、前記支持面よりも４０ｍｍ以上低い位置で前記被検者の頭部を保持する
    ことを特徴とする、請求項１から９のいずれか１項に記載の被検体情報取得装置。
11. 前記被検体から前記音響整合液を介して伝播する音響波から変換された電気信号を用いて、前記被検体の特性情報を取得する信号処理部をさらに有する
    ことを特徴とする、請求項１から１０のいずれか１項に記載の被検体情報取得装置。

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