JP2018093901A - 光音響センサおよび血流診断システム - Google Patents

Abstract

【課題】被検者の皮膚に貼り付けて使用される光音響センサを提供する。【解決手段】光音響センサ１０は、被検者の被検部位へ照射する光を発生する発光器２０と、光の照射により被検部位で発生した音波を受信する受信器３０と、を備えたシート状のセンサ本体を有している。発光器２０は、例えば赤外光または近赤外光などの光を照射する１つ以上の発光素子で構成される。受信器３０は、例えば超音波などの音波を受信する１つ以上の受信素子で構成される。光音響センサ１０は、被検者の皮膚に貼り付けて使用され、例えば被検者の褥瘡（じょくそう）の監視に利用される。【選択図】図１

Description

本発明は、光音響センサおよび血流診断システムに関し、特に光音響効果を利用する光音響センサとその光音響センサを備えた血流診断システムに関する。

光音響効果は、例えば、光を吸収した分子が熱を放出し、その熱による体積膨張で音波が発生する現象である。例えば、特許文献１には、光音響効果を利用して得られる信号に基づいて人体の皮膚の状態を診断する光音響診断装置が記載されている。特許文献１の光音響診断装置は熱傷などの診断を主目的としているが、特許文献１には褥瘡への利用が示唆されている。

褥瘡（じょくそう）とは、例えば、皮膚からの圧迫により皮下近傍組織内における血流が遮断され、酸素と栄養の補給が途絶えることにより、その皮下近傍組織内の細胞が死滅してしまう症状である。褥瘡は、床ずれの症状として広く知られており、例えば、寝たきりの被検者の腰や仙骨部、肩甲骨部、かかと、ひじ、後頭部などに生じやすい。

褥瘡の初期症状としては皮膚に赤みが出る程度であるものの、半日程度で深刻な症状にまで進行してしまう場合もある。したがって、例えば、寝たきりの被検者の褥瘡を予防するにあたっては、褥瘡の初期症状等を早期に発見できることが望ましい。

国際公開第２０１３／１８３４０１号公報

例えば、被検部位における褥瘡の初期症状等を早期に発見するために、本願の発明者らは、被検者の被検部位における血流の状態に注目した。そして、例えば、被検部位における血流の状態を診断するためのセンサとして、光音響効果を利用する光音響センサに注目した。

本発明の目的は、被検者の皮膚に貼り付けて使用される光音響センサを提供することにある。また、本発明の他の目的は、被検者の皮膚に貼り付けて使用される光音響センサを備えた血流診断システムを提供することにある。

上記目的にかなう好適な光音響センサは、被検者の被検部位へ照射する光を発生する発光器と、光の照射により前記被検部位で発生した音波を受信する受信器と、を備えたシート状のセンサ本体を有し、前記被検者の皮膚に貼り付けて使用されることを特徴とする。

上記構成の光音響センサは光音響効果を利用する。光音響効果とは、光（光エネルギー）を吸収した分子が熱を放出し、その熱による体積膨張で音波（音響波）が発生する現象である。例えば、生体透過性の高い赤外光または近赤外光を利用して、生体内に発生する超音波が検出される。

また、上記構成において、被検者の被検部位の好適な具体例は被検者の皮下近傍組織であり、例えば、寝たきりの被検者の褥瘡の早期発見と予防を目的とする場合には、その被検者の腰や仙骨部、肩甲骨部、かかと、ひじ、後頭部などの皮下近傍組織が被検部位とされる。発光器は、例えば赤外光または近赤外光などの光を照射する１つ以上の発光素子で構成される。受信器は、例えば超音波などの音波を受信する１つ以上の受信素子で構成される。

上記構成の光音響センサは被検者の皮膚に貼り付けて使用される。そのため、発光器と受信器を備えたセンサ本体はシート状に形成される。シート状のセンサ本体は、柔軟性を有しており薄いことが望ましい。また、シート状のセンサ本体は、伸縮性を備えていることがさらに望ましい。センサ本体がシート状に形成されることにより、被検者の皮膚への負担や違和感が軽減される。これにより、例えば、寝たきりの被検者の褥瘡の早期発見と予防を目的とする比較的長時間に亘る光音響センサの利用が可能になる。また、光音響センサを被検者の皮膚に貼り付けて使用することができるため、例えば運動する被検者の血流計測等への光音響センサの応用も期待される。

望ましい具体例において、前記発光器は、２次元的に配列された複数の発光素子を備えることを特徴とする。この構成により２次元的なセンシングが可能になる。例えば、各発光素子ごとにその発光素子の近傍において局所的な箇所に光が照射され、その照射により局所的な箇所に発生した音波が受信器によって受信される。これにより、２次元的な複数の箇所において各箇所ごとに光に伴う音波を検出することが可能になる。

望ましい具体例において、前記受信器は、２次元的に配列された複数の受信素子を備えることを特徴とする。この構成により２次元的なセンシングが可能になる。例えば、発光器から被検部位に光が照射されることにより被検部位で音波が発生し、各受信素子ごとにその受信素子の近傍の局所的な箇所における音波が受信される。これにより、２次元的な複数の箇所において各箇所ごとに光に伴う音波を検出することが可能になる。

望ましい具体例において、前記発光器を構成する少なくとも１つの発光素子と前記受信器を構成する少なくとも１つの受信素子の組み合わせにより各光音響素子が構成され、前記センサ本体は、２次元的に配列された複数の光音響素子を有することを特徴とする。

望ましい具体例において、前記光音響センサは、前記センサ本体の前記被検者側に設けられ、光と音波の透過性を備えた接着層をさらに有することを特徴とする。

また、上記目的にかなう好適な血流診断システムは、光音響センサと装置本体を有する血流診断システムであって、前記光音響センサは、被検者の被検部位へ照射する光を発生する発光器と、光の照射により前記被検部位で発生した音波を受信する受信器と、を備えたシート状のセンサ本体を有し、前記被検者の皮膚に貼り付けて使用され、前記装置本体は、前記光音響センサから得られる音波の受信信号に基づいて前記被検部位内の血流量情報を得ることを特徴とする。

望ましい具体例において、前記発光器を構成する少なくとも１つの発光素子と前記受信器を構成する少なくとも１つの受信素子の組み合わせにより各光音響素子が構成され、前記光音響センサは、２次元的に配列された複数の光音響素子を有し、前記装置本体は、前記複数の光音響素子から２次元的に得られる音波の受信信号に基づいて、前記被検部位内における血流量情報の２次元分布を形成することを特徴とする。

望ましい具体例において、前記血流診断システムは、前記光音響センサと共に前記被検者の皮膚に貼り付けて使用され、前記被検部位へ与える震動を発生する震動器をさらに有し、前記装置本体は、前記被検部位内の血流量情報が血流低下条件を満たす場合に、前記震動器を制御して震動を発生させることを特徴とする。

本発明により、被検者の皮膚に貼り付けて使用される光音響センサが提供される。例えば本発明の好適な態様によれば、光音響センサのセンサ本体がシート状に形成されることにより、被検者の皮膚への負担や違和感が軽減される。また、本発明の他の好適な態様によれば、被検者の皮膚に貼り付けて使用される光音響センサを備えた血流診断システムが提供される。

本発明の実施において好適な光音響センサの具体例を示す図である。 受信器の好適な構成例を示す図である。 発光器の好適な具体例を示す図である。 光音響素子の具体例を示す図である。 ２次元センサアレイの具体例を示す図である。 密着カプラによる貼り付けの具体例を示す図である。 血流状態を診断する血流診断システムの具体例を示す図である。 血流診断システムの好適な使用例を説明するための図である。 被検部位へ与える震動を発生する震動器の好適な具体例を示す図である。

図１は、本発明の実施において好適な光音響センサの具体例を示す図である。図１には円形のシート状のセンサ本体を有する光音響センサ１０が図示されている。図１（Ａ）は光音響センサ１０のセンサ本体の上面図、図１（Ｂ）は光音響センサ１０のセンサ本体の側面図である。

図１の光音響センサ１０は、被検者の被検部位へ照射する光を発生する発光器２０と、光の照射により被検部位で発生した音波を受信する受信器３０と、を備えたセンサ本体を有している。センサ本体はシート状に形成される。シート状のセンサ本体は、柔軟性を有しており薄いことが望ましい。また、シート状のセンサ本体は、伸縮性を備えていることがさらに望ましい。

図１の具体例において、受信器３０は、その全容が円盤状であり、直径Ｄは例えば２０ｍｍ程度であり、厚さＴは例えば１ｍｍ程度である。そして、円盤状の受信器３０の中心部に発光器２０が埋め込まれている。

図２は、受信器３０（図１）の好適な構成例を示す図である。図２には、受信器３０を構成する受信素子の好適な具体例であるＰＶＤＦメンブレン型の受信素子の側面図が示されている。図２の受信器３０は、振動層とバッキング層を備えた受信素子で構成され、被検者の被検部位からの超音波を受波する。

振動層は、誘電材を２枚の電極で挟んだ構成であり、誘電材としては、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）が好適である。振動層は、受信する超音波の周波数に対応した波長λの１／４であるλ／４に相当する厚さが望ましい。例えば、１００〜２００μｍ（マイクロメートル）程度の厚さであるシート状の誘電材の上下面に、厚さ６μｍ程度の電極を蒸着することにより振動層が形成される。

そして、超音波の多重を低減するために、例えば厚さが６００μｍ程度のバッキング層を振動層に重ねることにより、例えば厚さが１ｍｍ（ミリメートル）程度のシート状の受信素子が形成される。

図３は、発光器２０（図１）の好適な具体例を示す図である。図３には、発光素子としてＬＥＤ（発光ダイオード）を利用した発光器２０の側面から見た内部構造が図示されている。

ＬＥＤは、被検者の被検部位へ照射する光を発生する発光素子であり、例えば、生体透過性の高い赤外光または近赤外光を発生する。ＬＥＤは基板に取り付けられる。その基板には、ＬＥＤのアノード電極に電気的に接続されるアノード信号ラインＡＬと、ＬＥＤのカソード電極に電気的に接続されるカソード信号ラインＫＬが設けられる。

さらに、ＬＥＤが発生する光をできるだけ被検者の皮膚（図の下側）に垂直に照射するために、リフレクターが設けられている。リフレクターは、例えば、ＬＥＤが設けられた基板側（図の上側）から被検者の皮膚側（図の下側）に向かってテーパ状（円錐状）に広がる形状が望ましい。なお、リフレクター内には、光の透過性を有する樹脂などが封入されてもよい。

図３に示す発光器２０のトータル（基板＋ＬＥＤ＋リフレクター）の厚さは、例えば、図２の受信素子（受信器３０）と同程度（例えば１ｍｍ程度）とされる。そして、例えば図２に示す円盤状の受信素子（受信器３０）の中心に、図３の発光器２０が埋め込まれることにより、図１の光音響センサ１０を形成することができる。なお、光音響センサ１０の形状は円盤状（円形）に限らず、その他の形状（例えば矩形など）でシート状に形成されてもよい。

図１から図３には、１つの受信素子（図２のＰＶＤＦメンブレン型の受信素子）と１つの発光素子（図３のＬＥＤ）で構成される光音響センサ１０の具体例を示したが、複数の発光素子と複数の受信素子により構成される２次元センサアレイを備えた光音響センサ１０が実現されてもよい。２次元センサアレイは、複数の光音響素子によって構成され、各光音響素子は、例えば１つの受信素子と１つの発光素子で構成される。

図４は、光音響素子の具体例を示す図である。図４には、１つの光音響素子５２が図示されている。図４（Ａ）は光音響素子５２の上面図、図４（Ｂ）は光音響素子５２の側面図である。

図４に示す具体例において、光音響素子５２は、１つの受信素子と１つの発光素子で構成される。つまり、矩形状の受信素子の中心部に発光素子が埋め込まれて構成される。受信素子は、例えば、Ｘ方向とＹ方向の長さがそれぞれ４．５ｍｍ程度であり、ＰＶＤＦメンブレン型（図２参照）であることが望ましい。受信素子の上下面には電極が設けられている（図２参照）。そして、受信素子の上面側には上面電極端子ＵＴが設けられ、下面側には下面電極端子ＤＴが設けられる。

発光素子は、例えば生体透過性の高い赤外光または近赤外光を発生するＬＥＤである（図３参照）。図４には、ＬＥＤのアノード電極端子ＡＴとカソード電極端子ＫＴが図示されている。アノード電極端子ＡＴとカソード電極端子ＫＴは、例えば、受信素子の上面側に設けられる。

例えば、図４に示す構成の光音響素子５２の複数個を２次元的に配列することにより２次元センサアレイが形成される。

図５は、２次元センサアレイの具体例を示す図である。図５に示す具体例において、２次元センサアレイは、Ｘ方向に５個とＹ方向に５個の合計２５個（Ｎ１〜Ｎ２５）の光音響素子５２で構成されるセンサ本体を有している。例えば図４に示す光音響素子５２により図５の２次元センサアレイが形成される。

図５に示す具体例において、各光音響素子５２は、Ｘ方向とＹ方向の長さがそれぞれ５ｍｍ程度であり、矩形状の各受信素子の中心部に各発光素子が埋め込まれて構成される。各受信素子は、例えば、Ｘ方向とＹ方向の長さがそれぞれ４．５ｍｍ程度であり、ＰＶＤＦメンブレン型（図２参照）であることが望ましい。

各発光素子は、例えば、生体透過性の高い赤外光または近赤外光を発生するＬＥＤであり、そのＬＥＤは基板に取り付けられる（図３参照）。その基板には、ＬＥＤのアノード電極端子（図４の符号ＡＴ）に電気的に接続されるアノード信号ラインＡＬと、ＬＥＤのカソード電極端子（図４の符号ＫＴ）に電気的に接続されるカソード信号ラインＫＬが設けられる。さらに、ＬＥＤが発生する光をできるだけ被検者の皮膚に垂直に照射するためにリフレクターが設けられてもよい（図３参照）。

図５に示される面は、被検者の皮膚に貼り付ける面の反対側の面、つまり非生体側の面である。２次元センサアレイの非生体側の面には、５本のカソード信号ライン（ＫＬ１〜ＫＬ５）と、５本のアノード信号ライン（ＡＬ１〜ＡＬ５）が設けられる。５本のカソード信号ライン（ＫＬ１〜ＫＬ５）と５本のアノード信号ライン（ＡＬ１〜ＡＬ５）は、フレキシブルなパターンであることが望ましい。各カソード信号ラインＫＬは、Ｙ方向に並ぶ５つの光音響素子５２に対応した５つのＬＥＤのカソード電極端子に接続され、各アノード信号ラインは、Ｘ方向に並ぶ５つの光音響素子５２に対応した５つのＬＥＤのアノード電極端子に接続される。

また、２次元センサアレイの非生体側の面には、５本の上面信号ライン（ＵＬ１〜ＵＬ５）が設けられる。各上面信号ラインＵＬは、Ｙ方向に並ぶ５つの光音響素子５２に対応した５つの受信素子の上面電極端子（図４の符号ＵＴ）に接続される。そして、図５に示される裏側の面に、つまり生体側の面に、５本の下面信号ライン（ＤＬ１〜ＤＬ５）が設けられる。各下面信号ラインＤＬは、Ｘ方向に並ぶ５つの光音響素子５２に対応した５つの受信素子の下面電極端子（図４の符号ＤＴ）に接続される。５本の上面信号ライン（ＵＬ１〜ＵＬ５）と５本の下面信号ライン（ＤＬ１〜ＤＬ５）は、フレキシブルなパターンであることが望ましい。

図１から図４を利用して説明される光音響センサ１０は、被検者の皮膚に貼り付けて使用される。つまり、光音響センサ１０はウェアラブルであることが望ましい。光音響センサ１０は、被検者の皮膚に直接的に貼り付けられてもよいし、接着層として機能する部材を介して、被検者の皮膚に間接的に貼り付けられてもよい。

図６は、密着カプラ６０による貼り付けの具体例を示す図である。光音響センサ１０はセンサ本体１２を備えており、センサ本体１２は、例えば図４の２次元センサアレイ５０を備えている。なお、光音響センサ１０は、例えば、図１から図３を利用して説明した構造であってもよい。図６に示す具体例において、光音響センサ１０は、接着層として機能する密着カプラ６０を介して被検者の皮膚に貼り付けられる。

密着カプラ６０は、光音響センサ１０（特にセンサ本体１２）と被検者（生体）との間の音響整合層（音響カプラ）としての機能を備えており、例えばスチレン系エラストマー樹脂などの材料で形成される。密着カプラ６０は、ゼリー状の比較的柔らかい透明なシートであり、厚さは０．５〜１．０ｍｍ程度であることが望ましい。

密着カプラ６０として、粘着性があるスチレン系エラストマー樹脂を利用することにより、皮膚上に置くだけでも光音響センサ１０を軽く固定することができる。さらに、スチレン系エラストマー樹脂は、柔軟性に優れているため、被検者の患部の凹凸に対しても密着性が高められる。なお、密着カプラ６０により対応できない程度の大きな凹凸が被検者の患部にある場合には、例えばその患部にエコーゼリーを塗布してから密着カプラ６０を貼り付けてもよい。つまり、密着カプラ６０と被検者の皮膚との間にエコーゼリーが存在してもよい。また、密着カプラ６０は、ディスポーザブル（使い捨て）であってもよいし、衛生的な利用が可能であるならば、繰り返し利用できるものでもよい。また、使用前に密着カプラ６０の表面がフィルムなどにより衛生的に保護され、使用時にそのフィルムを剥がすようにしてもよい。

光音響センサ１０は、例えば密着カプラ６０を介して被検者の皮膚に貼り付けて利用され、被検者の被検部位へ光を照射し、その光の照射により被検部位で発生した超音波を受信する。つまり、光音響センサ１０は光音響効果を利用する。光音響センサ１０は、光音響効果を利用して、例えば被検者の皮下近傍組織内の血管から、光吸収に伴う超音波を受信する。光音響センサ１０を利用することにより、被検者の被検部位における血流の状態を診断することができる。

図７は、血流状態を診断する血流診断システムの具体例を示す図である。図７には、２次元センサアレイ５０を備えた光音響センサ１０を利用した（光音響センサ１０を有する）血流診断システムの好適な具体例が図示されている。

図７に示す具体例では、図５の２次元センサアレイ５０を備えた光音響センサ１０が利用される。そして、図７の血流診断システムでは、２次元センサアレイ５０に設けられた５本のカソード信号ライン（ＫＬ１〜ＫＬ５）と５本のアノード信号ライン（ＡＬ１〜ＡＬ５）がＬＥＤ選択部７６に電気的に接続され、２次元センサアレイ５０に設けられた５本の上面信号ライン（ＵＬ１〜ＵＬ５）と５本の下面信号ライン（ＤＬ１〜ＤＬ５）が受信素子選択部８２に電気的に接続される。

ＬＥＤ選択部７６は、２次元センサアレイ５０を構成する２５個の光音響素子５２に対応した２５個のＬＥＤ（発光素子）の中から、駆動用のパルス信号を供給するＬＥＤを選択する。ＬＥＤ選択部７６は、カソード信号ラインＫＬとアノード信号ラインＡＬの組み合わせによりＬＥＤを選択する。

例えば、図５に示す具体例において、カソード信号ラインＫＬ１とアノード信号ラインＡＬ１のみを利用して駆動用のパルス信号を供給することにより、Ｎ１の光音響素子５２が備えるＬＥＤのみを駆動することができる。また、カソード信号ラインＫＬ２とアノード信号ラインＡＬ１のみを利用して駆動用のパルス信号を供給することにより、Ｎ２の光音響素子５２が備えるＬＥＤのみを駆動することができる。つまり、カソード信号ラインＫＬとアノード信号ラインＡＬの組み合わせにより、Ｎ１〜Ｎ２５の光音響素子５２が備えるＬＥＤを選択的に駆動対象とすることができる。なお、１つ以上のカソード信号ラインＫＬと１つ以上のアノード信号ラインＡＬを同時に利用して、複数のＬＥＤが駆動対象として選択されてもよい。

図７に戻り、受信素子選択部８２は、２次元センサアレイ５０を構成する２５個の光音響素子５２に対応した２５個の受信素子（ＰＶＤＦ）の中から、受信信号を取得する受信素子を選択する。受信素子選択部８２は、上面信号ラインＵＬと下面信号ラインＤＬの組み合わせにより受信素子を選択する。

例えば、図５に示す具体例において、上面信号ラインＵＬ１と下面信号ラインＤＬ１のみを利用して受信信号を取得することにより、Ｎ１の光音響素子５２が備える受信素子のみから受信信号を得ることができる。また、上面信号ラインＵＬ２と下面信号ラインＤＬ１のみを利用して受信信号を取得することにより、Ｎ２の光音響素子５２が備える受信素子のみから受信信号を得ることができる。つまり、上面信号ラインＵＬと下面信号ラインＤＬの組み合わせにより、Ｎ１〜Ｎ２５の光音響素子５２が備える受信素子を選択的に受信対象とすることができる。なお、１つ以上の上面信号ラインＵＬと１つ以上の下面信号ラインＤＬを同時に利用して、複数の受信素子が受信対象として選択されてもよい。

図７に戻り、駆動信号発生部７２は駆動用のパルス信号を発生する。駆動信号発生部７２が発生したパルス信号は、駆動アンプ７４を介してＬＥＤ選択部７６に送られる。そして、ＬＥＤ選択部７６によって選択されたＬＥＤ（発光素子）に駆動用のパルス信号が供給され、選択されたＬＥＤが被検者の被検部位へ照射する光を発生する。

そして、受信素子選択部８２によって選択された受信素子から得られる受信信号が受信アンプ８４を介して受信信号処理部８６に送られる。受信信号処理部８６は、受信信号に対して、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）処理やアナログデジタル（ＡＤ）変換処理などを施す。血流情報生成部８８は、受信信号処理部８６による処理後の受信信号に基づいて、被検者の被検部位内における血流情報を得る。

血流情報生成部８８は、被検者の被検部位から得られる受信信号に基づいて、例えば被検部位内における血流量に係る情報を得る。なお、血流情報として、例えば、被検部位内における血流の酸素飽和度やヘモグロビン量などの情報を得るようにしてもよい。

また、血流情報生成部８８は、図５の２次元センサアレイ５０を構成する複数の光音響素子５２から２次元的に得られる音波の受信信号に基づいて、被検部位内における血流量情報の２次元分布を形成してもよい。例えば、図５の２次元センサアレイ５０を構成する各光音響素子５２がＮ１〜Ｎ２５の順に利用され、各光音響素子５２の位置において局所的に光の照射と音波の受信が行われる。そして、各光音響素子５２から得られる局所的な受信信号に基づいて、図７の血流情報生成部８８が局所的な血流量情報を得る。これにより、例えば２次元センサアレイ５０によりカバーされる２次元領域内における血流量情報の分布を形成することができる。

また、皮膚は、約２００μｍ程度の厚さの表皮層と、表皮層の奥にある２〜３ｍｍ程度の厚さの真皮層と、真皮層の奥にある皮下組織で構成される。生体内における音速は約１５００ｍ／ｓ（メートル毎秒）程度であるため、光の照射（パルス信号の供給）のタイミングから１０〜２０μｓ後に得られる受信信号は真皮層に対応し、それ以降に得られる受信信号は皮下組織に対応することがわかる。そこで、血流情報生成部８８は、真皮層に対応する期間の受信信号に基づいて真皮層における血流量情報を生成し、皮下組織に対応する期間の受信信号に基づいて皮下組織における血流量情報を生成するようにしてもよい。

図７のシステム制御部９０は、血流診断システム内を全体的かつ集中的に制御する。例えば、システム制御部９０は、血流情報生成部８８から得られる血流量情報に基づいて、表示部９２とスピーカー９４と通信部９６を適宜に制御して、例えば、被検者の被検部位における血流量の状態に関する通知を行う。

図８は、血流診断システムの好適な使用例を説明するための図である。図８には、光音響センサ１０と装置本体１００を有する血流診断システムにより、自宅のベッドに寝たきりである被検者の褥瘡を監視する具体例が図示されている。

まず、例えば、訪問看護師、介護士または被検者の家族は、被検者をうつ伏せに寝かせて、被検者の患部（例えば、腰、仙骨部、肩甲骨部、かかと、ひじ、後頭部など）の皮膚の状態を目視で確認する。そして、褥瘡の監視が必要な患部をアルコールなどにより消毒し、消毒後の患部の皮膚表面に密着カプラ６０（図６）を置き、密着カプラ６０上に光音響センサ１０を配置する。光音響センサ１０の位置がずれないように、必要に応じて、医療用テープ等により光音響センサ１０を被検者に固定してもよい。

光音響センサ１０が貼り付けられると被検者が元の姿勢に戻される。例えば、図８に示すように、被検者がベッド上で通常の寝ている姿勢に戻される。光音響センサ１０と装置本体１００は、信号線等により互いに通信可能なように電気的に接続されており、装置本体１００が例えばベッド脇の見やすい場所に設定される。

そして、光音響センサ１０と装置本体１００を有する血流診断システムにより、定期的に、例えば３０分程度の間隔で、被検者の患部の血流量が監視される。つまり、光音響センサ１０を利用して被検者の患部から光音響効果により得られる受信信号に基づいて、装置本体１００が被検者の患部の血流量の状態を監視する。

図８に示す装置本体１００は、例えば、図７に示す血流情報生成部８８とシステム制御部９０と表示部９２とスピーカー９４と通信部９６などを備えている。そして、図８の装置本体１００は、被検者の患部内における血流量情報を得て、血流量の低下つまり褥瘡の兆候を検出する。例えば、血流量が基準値（基準となる閾値）を下回る（閾値以下または閾値より小さい）場合に、血流量が低下していると判定され、装置本体１００が備える表示部９２またはスピーカー９４から血流量の低下を警告する出力（アラーム灯の点灯やアラーム音の出力）が成される。また、装置本体１００が備える通信部９６から、例えば被検者の家族が利用する情報端末１５０へ、血流量の低下を知らせる警告信号が送信され、情報端末１５０に警告表示や警告音が出力されてもよい。

なお、血流量の低下を知らせる警告が無い場合でも、つまり、褥瘡の兆候が検出されない場合においても、一定期間（例えば１日程度または１週間程度）ごとに、被検者の患部の皮膚の状態を目視で確認することが望ましい。

また、例えば褥瘡の兆候が検出された場合に、褥瘡を予防するために、被検者の患部（被検部位）を震動させるようにしてもよい。

図９は、被検部位へ与える震動を発生する震動器の好適な具体例を示す図である。図９には、光音響センサ１０と共に被検者の皮膚に貼り付けて使用され、被検部位へ与える震動を発生する震動器１４の具体例が図示されている。震動器１４は、例えば、コイン型の震動素子（バイブレータ）であり、１０〜数１００Ｈｚ（ヘルツ）程度の機械的な震動（バイブレーション）を発生し、センサ本体１２を介して、被検部位に震動を与える。

例えば、図８の装置本体１００は、被検部位内の血流量情報が血流低下の条件（血流量が基準値を下回る）を満たす場合に、震動器１４を制御して震動を発生させる。震動により被検部位内における血流の回復、つまり褥瘡の初期的な予防が期待される。

以上、本発明の好適な実施形態を説明したが、上述した実施形態は、あらゆる点で単なる例示にすぎず、本発明の範囲を限定するものではない。本発明は、その本質を逸脱しない範囲で各種の変形形態を包含する。

１０ 光音響センサ、１２ センサ本体、１４ 震動器、２０ 発光器、３０ 受信器、５０ ２次元センサアレイ、５２ 光音響素子、６０ 密着カプラ、８８ 血流情報生成部、９０ システム制御部、１００ 装置本体。

Claims (8)

1. 被検者の被検部位へ照射する光を発生する発光器と、
   光の照射により前記被検部位で発生した音波を受信する受信器と、
   を備えたシート状のセンサ本体を有し、
   前記被検者の皮膚に貼り付けて使用される、
   ことを特徴とする光音響センサ。
2. 請求項１に記載の光音響センサにおいて、
   前記発光器は、２次元的に配列された複数の発光素子を備える、
   ことを特徴とする光音響センサ。
3. 請求項１または２に記載の光音響センサにおいて、
   前記受信器は、２次元的に配列された複数の受信素子を備える、
   ことを特徴とする光音響センサ。
4. 請求項１から３のいずれか１項に記載の光音響センサにおいて、
   前記発光器を構成する少なくとも１つの発光素子と前記受信器を構成する少なくとも１つの受信素子の組み合わせにより各光音響素子が構成され、
   前記センサ本体は、２次元的に配列された複数の光音響素子を有する、
   ことを特徴とする光音響センサ。
5. 請求項１から４のいずれか１項に記載の光音響センサにおいて、
   前記センサ本体の前記被検者側に設けられ、光と音波の透過性を備えた接着層をさらに有する、ことを特徴とする光音響センサ。
6. 光音響センサと装置本体を有する血流診断システムであって、
   前記光音響センサは、
   被検者の被検部位へ照射する光を発生する発光器と、
   光の照射により前記被検部位で発生した音波を受信する受信器と、
   を備えたシート状のセンサ本体を有し、
   前記被検者の皮膚に貼り付けて使用され、
   前記装置本体は、前記光音響センサから得られる音波の受信信号に基づいて前記被検部位内の血流量情報を得る、
   ことを特徴とする血流診断システム。
7. 請求項６に記載の血流診断システムにおいて、
   前記発光器を構成する少なくとも１つの発光素子と前記受信器を構成する少なくとも１つの受信素子の組み合わせにより各光音響素子が構成され、
   前記光音響センサは、２次元的に配列された複数の光音響素子を有し、
   前記装置本体は、前記複数の光音響素子から２次元的に得られる音波の受信信号に基づいて、前記被検部位内における血流量情報の２次元分布を形成する、
   ことを特徴とする血流診断システム。
8. 請求項６または７に記載の血流診断システムにおいて、
   前記光音響センサと共に前記被検者の皮膚に貼り付けて使用され、前記被検部位へ与える震動を発生する震動器をさらに有し、
   前記装置本体は、前記被検部位内の血流量情報が血流低下条件を満たす場合に、前記震動器を制御して震動を発生させる、
   ことを特徴とする血流診断システム。