JP5364675B2 - 光音響信号検出方法 - Google Patents
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Description
。この光音響トモグラフィーは、光を測定対象に入射させ、測定対象における光吸収によ
って発生した応力波を計測することにより組織の光吸収情報に関連した断層画像を得る手
法である(例えば、特許文献1参照。)。
度に対して光パルスが短いことが必要であり、短パルスのレーザ光が用いられる。組織内
で散乱により拡散された光は、組織内の吸収体により吸収され、圧力波を発生する。発生
した圧力波は、組織表面に配置した音響トランスデューサにより検出される。検出される
のは、圧力波の時間、振幅および波形である。圧力波の時間は検出からの距離、振幅は吸
収量にそれぞれ対応しているので、これにより、奥行き方向の吸収量の分布が測定される
。
画像のコントラストは照射した光の波長に対する吸収係数に関連したものとなる。高い分
解能を持った断層画像を得るためには、高い指向性を有する検出器を用いる必要がある。
音響トランスデューサは音波の入射角に対し敏感な応答特性を示すため、そのまま用いて
もある程度の横分解能を得ることができる。
いたシステムが開発されている(例えば、非特許文献1参照。)。このリング型の検出器
は、音波の干渉を利用することにより検出器の指向性を高めたものである。すなわち、リ
ングの中央軸から発生した信号は、振幅の山がリング全体に同時刻に到達するので強い信
号として検出することができるが、中心軸から外れた位置において発生した信号は、打ち
消すように干渉することもあり、弱い信号として検出されるという性質を利用したもので
ある。
請求項1に係る発明は、レーザ光を試料内部に向けて1点の入射点より入射し、該入射点を中心とする複数の同心円上の検出位置であって、各同心円の円周上の少なくとも3つの位置で試料内部で発生した音響信号を検出し、検出した音響信号に基づいて少なくとも試料内部の光吸収体の位置を特定することを特徴とする光音響信号検出方法である。
本実施形態に係る光音響信号検出装置1は、図1に示されるように、光音響信号検出ヘッド(以下、検出ヘッドという。)2と、該検出ヘッド2に光を供給する光源3と、検出ヘッド2により検出された音響信号を処理する信号処理部4と、該信号処理部4において処理された検出結果を表示するディスプレイ5と、検出結果を記録する記録部6とを備えている。
信号処理部4は、比較部13と判断部14と合成部15と画像処理部16とを備えている。また、信号処理部4には記録部6が接続され、検出結果を記録できるようになっている。
前記合成部15は、各音響検出器10からの出力信号を合成するようになっている。前記記録部6は、合成部15からの出力信号を、検出ヘッド2の位置情報と対応付けて記憶することができるようになっている。
本実施形態に係る光音響信号検出装置1を用いて、試料A内部の光吸収体Bを検出するには、作業者が、検出ヘッド2のグリップ部7を把持して、光射出部9と音響検出器10とが配置されている先端面8を試料Aの表面に密着させる。試料Aの表面には、必要に応じて超音波ゼリー等を塗布する。
また、複数の音響検出器10が配置された円Cの中心に、単一の光射出部9を配置したが、これに代えて、円C内に複数の光射出部9を配置したり、円C外に他の光射出部9を配置したりしてもよい。
本実施形態に係る光音響信号検出装置は、検出ヘッド20において第1の実施形態に係る光音響信号検出装置1と相違している。なお、第1の実施形態と構成を共通とする箇所には同一符号を付して説明を簡略化する。
本実施形態においては、検出ヘッド20は、その先端面に、光射出部9と、該光射出部9を中心とする円Cの円周上に周方向に間隔をあけて配される3個の音響検出器10と、これら音響検出器10を移動させる移動機構21とを備えている。
本実施形態に係る光音響信号検出装置によれば、各音響検出器10を直線溝23の所定の位置、例えば、光射出部9に対して最も外側の位置に配置して、光源3および音響検出器10を作動させることにより、試料A内部の光吸収体Bから発せられる音響信号を検出する。この場合に、各音響検出器10において得られた音響信号を合成することにより、大きな半径寸法のリング型音響検出器と同様の高感度かつ高分解能の検出を行うことが可能となる。
したがって、移動機構21を作動させて音響検出器10の位置を移動させることにより、試料A内部の比較的深い位置から比較的浅い位置までの広い領域にわたって、高い感度で検出を行うことができる。
本実施形態に係る光音響信号検出装置は、光射出部9を中心とした2つの同心円C1,C2、上に周方向に間隔をあけて4個ずつ、合計8個の音響検出器10を配列したものである。各音響検出器10には、該音響検出器10から、音響信号に対応する電気信号を個別に取り出すことができるように配線12が接続されている。
本実施形態に係る光音響信号検出装置によれば、各音響検出器10からの出力信号を比較することにより、光吸収体Bの存在する方向を迅速に検出できる点は、上記第1および第2の実施形態に係る光音響信号検出装置と同様である。
また、各円C1,C2上に4個の音響検出器10を配置したが、これに代えて、3個または5個以上の音響検出器10を配置してもよい。
本実施形態に係る光音響信号検出装置は、移動機構40において第2の実施形態に係る光音響信号検出装置と相違している。なお、既に述べた構成と同一の構成には共通の符号を付して説明を簡略化する。
本実施形態に係る光音響信号検出装置は、図7に示されるように、一方向に間隔をあけて一列に配置された複数、例えば、30個の光射出部9と、これら光射出部9を中心とした円周上に間隔をあけて配置された複数、例えば、6個の音響検出器10とを備えている。隣接する2つの光射出部9の周囲に配置された各6個の音響検出器10の内2個の音響検出器10は、共用されるようになっている。他の点については、第1の実施形態に係る光音響信号検出装置と同等である。
B 光吸収体
C,C1,C2,C3,C4,C5 円
L レーザ光(光)
1 光音響信号検出装置
2 検出ヘッド(光音響信号検出ヘッド)
3 光源
5 ディスプレイ(表示部)
9 光射出部
10 音響検出器
14 判断部(位置特定手段)
21 移動機構
43 軸線
44 保持プレート(揺動機構)
45 バネ(揺動機構)
46 押圧部材(揺動機構)
Claims (5)
- レーザ光を試料内部に向けて1点の入射点より入射し、
該入射点を中心とする複数の同心円上の検出位置であって、各同心円の円周上の少なくと
も3つの位置で試料内部で発生した音響信号を検出し、
検出した音響信号に基づいて少なくとも試料内部の光吸収体の位置を特定することを特徴
とする光音響信号検出方法。 - 前記入射点を試料の異なる位置において光走査し、
光走査により得られる音響信号に基づいて試料内部の光吸収体の画像を得ることを特徴と
する請求項1に記載の光音響信号検出方法。 - 特定の入射点において前記光吸収体の位置が複数の検出位置のどれに最も近いかを決定
し、決定した検出位置に向けてレーザ光の入射点を移動する請求項2に記載の光音響信号
検出方法。 - 請求項1から請求項3のいずれかに記載の光音響信号検出方法において、
前記光吸収体に関する位置情報が前記試料内部の深さ情報を含んでいる方法。 - 光散乱体である試料の入射点に対し1点からレーザ光を照射し、
前記入射点を中心とする同心円上で且つ二次元上の複数の位置で前記試料内部に存在し得
る光吸収体である被検物質から得られる検出信号を検出し、
前記検出信号に基づいて前記被検物質の有無を前記試料内部の深さごとに特定することを特徴とする散乱体内部の光学的検出方法。
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JP2010238845A JP5364675B2 (ja) | 2010-10-25 | 2010-10-25 | 光音響信号検出方法 |
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2010
- 2010-10-25 JP JP2010238845A patent/JP5364675B2/ja not_active Expired - Fee Related
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