JP6408163B2 - 光音響計測用プローブ並びにそれを備えたプローブユニットおよび光音響計測装置 - Google Patents
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Description
本発明は、被検体に向けて光を出射させ、その光を吸収して被検体内で発生した光音響波を検出する光音響計測用プローブに関するものである。
また本発明は、そのようなプローブを備えたプローブユニットおよび光音響計測装置に関するものである。
近年、光音響効果を利用した非侵襲の計測法が注目されている。この計測法は、ある適宜の波長（例えば、可視光、近赤外光または中間赤外光の波長帯域）を有するパルス光を被検体に向けて出射し、被検体内の吸収物質がこのパルス光のエネルギーを吸収した結果生じる弾性波である光音響波を検出して、その吸収物質の濃度を定量的に計測するものである。被検体内の吸収物質とは、例えば血液中に含まれるグルコースやヘモグロビンなどである。また、このような光音響波を検出しその検出信号に基づいて光音響画像を生成する技術は、光音響イメージング（ＰＡＩ：Photoacoustic Imaging）あるいは光音響トモグラフィー（ＰＡＴ：Photo Acoustic Tomography）と呼ばれている。
光音響イメージングでは、例えば特許文献１および２に示されるように、パルス光等の測定光を被検体に向けて出射させる光出射部と、測定光を吸収した被検体の部分から発せられた音響波を検出する音響波検出器と、内部に上記光出射部および音響波検出器を収容した筐体とを備えてなるプローブが多く使用される。
上述のようなプローブにおいては、音響波検出器等が発する熱を効率的に放熱させて、被検体に接するプローブ表面の温度が過度に高くならないようにすることが求められる。特許文献３には、そのような観点から、プローブ内部で発生した熱が伝熱する部材のうち、被検体の管腔内壁に接するプローブ部分に伝熱する部材は熱伝導率が比較的小さい材料から構成し、その他のプローブ部分に伝熱する部材は熱伝導率が比較的大きい材料から構成した構成が開示されている。
上記した光出射部、音響波検出器および筐体を備えてなるプローブにおいて、音響波検出器が出力する光音響波の検出信号は非常に微弱である。そこで、例えば光音響画像を取得する場合等には、光音響波の検出信号をプローブ外の受信回路等で増幅する前に、プローブ内で増幅しておくことが望まれる。そのためにプローブ内に増幅器を設置すると、音響波検出器に加えてこの増幅器が新たな熱源となるので、プローブの被検体に接する表面の温度がさらに高くなりがちである。
特許文献３に示されたプローブは、光音響波を検出する構成を備えていないので、上述のような増幅器を設置した場合のさらなる温度上昇に対処できるものとなっていない。
本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、内部に音響波検出器と共に、光音響波の検出信号を増幅する増幅器を備えた光音響計測用プローブにおいて、プローブ表面の過度な温度上昇を防止できる効率的な放熱構造を得ることを目的とする。
さらに本発明は、上記のように効率的な放熱を実現するプローブユニットおよび光音響計測装置を提供することを目的とする。
本発明による光音響計測用プローブは、
測定光を被検体に向けて出射させる光出射部と、
測定光を光出射部まで導光する光ファイバと、
測定光を吸収した被検体の部分から発せられた音響波を検出する、少なくとも第１の方向に並べて配された複数の電気音響変換素子を含む音響波検出器と、
音響波検出器の出力を増幅する増幅器と、
側板によって囲われた筒状の部材からなり、内部に光出射部、光ファイバ、音響波検出器、および増幅器を収容した筐体とを備えた光音響計測用プローブにおいて、
側板の一部および増幅器に接して、増幅器が発する熱を側板に伝導させる第１の熱伝導部材と、
側板の上記一部とは異なる部分および音響波検出器に接して、音響波検出器が発する熱を側板に伝導させる第２の熱伝導部材と、
が設けられたことを特徴とするものである。
測定光を被検体に向けて出射させる光出射部と、
測定光を光出射部まで導光する光ファイバと、
測定光を吸収した被検体の部分から発せられた音響波を検出する、少なくとも第１の方向に並べて配された複数の電気音響変換素子を含む音響波検出器と、
音響波検出器の出力を増幅する増幅器と、
側板によって囲われた筒状の部材からなり、内部に光出射部、光ファイバ、音響波検出器、および増幅器を収容した筐体とを備えた光音響計測用プローブにおいて、
側板の一部および増幅器に接して、増幅器が発する熱を側板に伝導させる第１の熱伝導部材と、
側板の上記一部とは異なる部分および音響波検出器に接して、音響波検出器が発する熱を側板に伝導させる第２の熱伝導部材と、
が設けられたことを特徴とするものである。
上記構成を有する本発明の光音響計測用プローブにおいては、
筒状の部材が、少なくとも一部が４つの側板によって囲われた四角筒状のものであり、
第１の熱伝導部材が、第１の方向において互いに向かい合う２つの側板の少なくとも一方に接し、
第２の熱伝導部材が、第１の熱伝導部材が接している２つの側板とは別の２つの側板の少なくとも一方に接していることが望ましい。
筒状の部材が、少なくとも一部が４つの側板によって囲われた四角筒状のものであり、
第１の熱伝導部材が、第１の方向において互いに向かい合う２つの側板の少なくとも一方に接し、
第２の熱伝導部材が、第１の熱伝導部材が接している２つの側板とは別の２つの側板の少なくとも一方に接していることが望ましい。
そのような構成とされる場合は、特に、第２の熱伝導部材が接している２つの側板の各幅が、第１の熱伝導部材が接している２つの側板の各幅よりも大であることが望ましい。
なお、上記の「四角筒状」とは、その断面が完全な四角形である筒状のもののみならず、角の部分が丸みを帯びたり、各側板が例えば丸みを帯びた曲面になっているような概略四角筒状の形状や、さらには、筒状の部材の全長（筒軸方向の長さ）に亘って同じ断面形状ではなくて、比較的大きな四角筒状の部分と比較的小さな四角筒状部分とが筒軸方向に繋がって構成されているような概略四角筒状の形状も含むものである。
また、本発明の光音響計測用プローブにおいては、複数の光ファイバが、筒状の部材の筒軸方向に延び、かつ第１の方向と平行な方向に並ぶ状態に配されており、第２の熱伝導部材が、複数の光ファイバの周囲に配された部分を有することが望ましい。
また、本発明の光音響計測用プローブにおいて、複数の光ファイバを筐体に固定するファイバ固定部材がさらに設けられている場合は、そのファイバ固定部材よりも側板の基端側において、第２の熱伝導部材が側板に接していることが望ましい。
上記「側板の基端」とは、プローブが光ファイバを介して測定光の光源と繋がっている構造を考えた場合、光源に向かってプローブから光ファイバが出ている側の側板端、つまり光音響計測の際に被検体に接触するプローブ表面とは反対側の側板端のことである。
また、本発明の光音響計測用プローブにおいては、第２の熱伝導部材が、複数の光ファイバを筐体に固定するファイバ固定部材を兼ねていてもよい。
また、本発明の光音響計測用プローブにおいては、第２の熱伝導部材が保持部材を介して側板の内面に接していることが望ましい。
また、本発明の光音響計測用プローブにおいては、２つの光出射部を有し、
筒状の部材の先端側に音響波検出器が配され、
筒状の部材の先端側において２つの光出射部が、複数の電気音響変換素子の並び方向と交わる第２の方向内で、音響波検出器を間に置く状態に配されていることが望ましい。
筒状の部材の先端側に音響波検出器が配され、
筒状の部材の先端側において２つの光出射部が、複数の電気音響変換素子の並び方向と交わる第２の方向内で、音響波検出器を間に置く状態に配されていることが望ましい。
上記「筒状の部材の先端」とは、光音響計測の際に被検体に接触するプローブ表面側の部材先端のことである。
他方、本発明によるプローブユニットは、
以上説明した本発明による光音響計測用プローブと、
測定光を出力する光源と、
測定光を光音響計測用プローブの光出射部へ光学的に接続する接続部とを備えてなるものである。
以上説明した本発明による光音響計測用プローブと、
測定光を出力する光源と、
測定光を光音響計測用プローブの光出射部へ光学的に接続する接続部とを備えてなるものである。
また、本発明による光音響計測装置は、
以上説明した本発明による光音響計測用プローブと、
光音響計測用プローブが出力する光音響波検出信号に基づいて光音響画像を生成する信号処理部とを備えてなるものである。
以上説明した本発明による光音響計測用プローブと、
光音響計測用プローブが出力する光音響波検出信号に基づいて光音響画像を生成する信号処理部とを備えてなるものである。
本発明の光音響計測用プローブは、側板の一部および増幅器に接して、増幅器が発する熱を側板に伝導させる第１の熱伝導部材と、側板の上記一部とは異なる部分および音響波検出器に接して、音響波検出器が発する熱を側板に伝導させる第２の熱伝導部材とを備えたものであるので、増幅器が発する熱と音響波検出器が発する熱とをプローブ側板の別々の部分に伝熱して効率的に放熱可能となり、よって、プローブ表面の過度な温度上昇を防止できるものとなる。
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について詳しく説明する。
＜第１の実施形態＞
まず、本発明の第１の実施形態による光音響計測用プローブ、プローブユニットおよび光音響計測装置について説明する。図１は本実施形態の光音響計測装置１０の全体構成を示す概略図である。また、図２、３、４および５はそれぞれ、上記光音響計測装置１０に用いられた光音響計測用プローブ（以下、単にプローブという）１１を示す側断面図、部分斜視図、図２のＡ−Ａ線に沿った断面を示す平断面図、および図２のＢ−Ｂ線に沿った断面を示す平断面図である。なお図１において、プローブ１１の形状は概略的に示してある。
＜第１の実施形態＞
まず、本発明の第１の実施形態による光音響計測用プローブ、プローブユニットおよび光音響計測装置について説明する。図１は本実施形態の光音響計測装置１０の全体構成を示す概略図である。また、図２、３、４および５はそれぞれ、上記光音響計測装置１０に用いられた光音響計測用プローブ（以下、単にプローブという）１１を示す側断面図、部分斜視図、図２のＡ−Ａ線に沿った断面を示す平断面図、および図２のＢ−Ｂ線に沿った断面を示す平断面図である。なお図１において、プローブ１１の形状は概略的に示してある。
本実施形態の光音響計測装置１０は、一例として、光音響信号に基づいて光音響画像を生成する機能を有するものであり、図１に概略的に示すように、超音波探触子からなるプローブ１１、超音波ユニット１２、レーザユニット１３および表示部１４等を備えている。以下、それらの構成要素について順次説明する。
プローブ１１は、例えば生体である被検体Ｍに向けて測定光および超音波を出射する機能と、被検体Ｍ内を伝搬する音響波Ｕを検出する機能とを有する。すなわちプローブ１１は、被検体Ｍに対する超音波の出射（送信）、および被検体Ｍで反射して戻って来た反射超音波（反射音響波）の検出（受信）を行うことができる。さらにプローブ１１は、被検体Ｍ内で発生した超音波（光音響波）も検出可能である。
本明細書において「音響波」とは、超音波および光音響波を含む用語である。ここで、「超音波」とはプローブにより送信された弾性波およびその反射波を意味し、「光音響波」とは吸収体６５が測定光を吸収することにより発する弾性波を意味する。また、プローブ１１が発する音響波は超音波に限定されるものでは無く、被検対象や測定条件等に応じて適切な周波数を選択してさえいれば、可聴周波数の音響波を用いてもよい。なお被検体Ｍ内の吸収体６５としては、例えば血管、金属部材等が挙げられる。
プローブ１１は一般に、セクタ走査対応のもの、リニア走査対応のもの、コンベックス走査対応のもの等が用意され、それらの中から適宜のものが撮像部位に応じて選択使用される。またプローブ１１には、後述するレーザユニット１３から発せられた測定光であるレーザ光Ｌを、光出射部４０まで導光させる接続部としての光ファイバ６０が接続されている。
プローブ１１は、図２に詳しく示される通り、音響波検出器である振動子アレイ２０と、この振動子アレイ２０を間に置いて、振動子アレイ２０の両側に各々１つずつ配設された合計２つの光出射部４０と、振動子アレイ２０および２つの光出射部４０等を内部に収容した筐体５０とを備えている。
図２に示される通り筐体５０は、例えば４つの側板５０ａによって囲われた筒状の部材と、この筒状の部材の両端を閉じる上板５０ｂおよび底板５０ｄとからなるものである。側板５０ａ、上板５０ｂおよび底板５０ｄは、一例としてＡＢＳ（acrylonitrile butadiene styrene）樹脂等の合成樹脂から構成されている。なお上板５０ｂには、光出射部４０から出射したレーザ光Ｌを透過させる、例えば合成樹脂やガラス等からなる透明窓５０ｃが嵌め込まれている。側板５０ａ、上板５０ｂおよび底板５０ｄは、一体的に成形されてもよいし、あるいは、別々の部材から構成された後に接合されてもよい。
本実施形態において振動子アレイ２０は、超音波送信素子としても機能する。振動子アレイ２０は、端子４１および配線４２を介して、後述するプリアンプ４４や、超音波送信用の回路および音響波受信用の回路等と接続されている。
振動子アレイ２０は図３に示すように、電気音響変換素子である超音波振動子２０ａが複数、一方向に並設されてなるものである。これらの超音波振動子２０ａの並び方向を、「第１の方向」と称することとする。この第１の方向は、図２では紙面に垂直な方向であり、図４では左右方向である。超音波振動子２０ａは、例えば圧電セラミクス、またはポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）のような高分子フィルムから構成された圧電素子である。超音波振動子２０ａは、受信した音響波Ｕを電気信号に変換する機能を有している。なお、振動子アレイ２０は音響レンズを含んでもよい。
本実施形態における振動子アレイ２０は、上述の通り、複数の超音波振動子２０ａが一次元に配列されてなるものであるが、複数の超音波振動子２０ａが二次元に配列されてなる振動子アレイが用いられてもよい。
上記超音波振動子２０ａは、超音波を送信する機能も有する。すなわち、この超音波振動子２０ａに交番電圧が印加されると、超音波振動子２０ａは交番電圧の周波数に対応した周波数の超音波を発生させる。なお、超音波の送信と受信は互いに分離させてもよい。つまり、例えばプローブ１１とは異なる位置から超音波の送信を行い、その送信された超音波に対する反射超音波をプローブ１１で受信するようにしてもよい。
光出射部４０は、光ファイバ６０によって導光されたレーザ光Ｌを被検体Ｍに向けて出射させる部分である。本実施形態において光出射部４０は、光ファイバ６０の先端部、つまり測定光の光源であるレーザユニット１３から遠い方の端部によって構成されている。図１および図２に示されるように、本実施形態では２つの光出射部４０が、振動子アレイ２０を間に置いて、振動子アレイ２０の例えばエレベーション方向の両側に配置されている。このエレベーション方向とは、複数の超音波振動子２０ａが一次元に配列された場合、その配列方向（前述した第１の方向）に対して直角で、振動子アレイ２０の検出面に平行な方向である。上記エレベーション方向を、「第２の方向」と称することとする。この第２の方向は、図２では左右方向であり、図４では上下方向である。
図２に示される通り光ファイバ６０の先端に近い部分は、ファイバ固定部材４３によって、筐体５０の側板５０ａの内面に固定されている。このファイバ固定部材４３は、例えば合成樹脂からなる直方体状の部材の一表面（図２中で配線４２側を向く表面）側に、光ファイバ６０を１本ずつ、あるいは複数本ずつ嵌合、固定する溝が形成されたものである。
なお光出射部は、光ファイバ６０の先端に光学的に結合させた導光板および拡散板から構成されてもよい。そのような導光板は、例えばアクリル板や石英板から構成することができる。また拡散板としては、マイクロレンズが基板上にランダムに配置されているレンズ拡散板や、例えば拡散微粒子が分散された石英板等を使用することができる。レンズ拡散板としてはホログラフィック拡散板やエンジニアリング拡散板を用いてもよい。
図１に示されるレーザユニット１３は、例えばＱスイッチアレキサンドライトレーザ等のフラッシュランプ励起Ｑスイッチ固体レーザを有し、測定光としてのレーザ光Ｌを発する。レーザユニット１３は、例えば超音波ユニット１２の制御部３４からのトリガ信号を受けてレーザ光Ｌを出力するように構成されている。レーザユニット１３は、１〜１００ｎｓｅｃ（ナノ秒）のパルス幅を有するパルスレーザ光Ｌを出力するものであることが好ましい。
レーザ光Ｌの波長は、計測の対象となる被検体Ｍ内の吸収体６５の光吸収特性に応じて適宜選択される。例えば計測対象が生体内のヘモグロビンである場合、つまり血管を撮像する場合、一般的にその波長は、近赤外波長域に属する波長であることが好ましい。近赤外波長域とはおよそ７００〜８５０ｎｍの波長域を意味する。しかし、レーザ光Ｌの波長は当然これに限られるものではない。またレーザ光Ｌは、単波長のものでもよいし、例えば７５０ｎｍおよび８００ｎｍ等の複数波長を含むものでもよい。レーザ光Ｌが複数の波長を含む場合、これらの波長の光は、同時に出射されてもよいし、交互に切り替えながら出射されてもよい。
なおレーザユニット１３は、上に述べたアレキサンドライトレーザの他、同様に近赤外波長域のレーザ光を出力可能なＹＡＧ−ＳＨＧ（Second harmonic generation：第二次高調波発生）−ＯＰＯ（Optical Parametric Oscillation：光パラメトリック発振）レーザや、Ｔｉ−Ｓａｐｐｈｉｒｅ（チタン−サファイア）レーザ等を用いて構成することもできる。
光源としての上記レーザユニット１３は、プローブ１１および光ファイバ６０と共にプローブユニットを構成している。
光ファイバ６０は、レーザユニット１３から出射されたレーザ光Ｌを、２つの光出射部４０まで導く。光ファイバ６０は特に限定されず、石英ファイバ等の公知のものを使用することができる。例えば１本の太い光ファイバが用いられてもよいし、あるいは複数の光ファイバが束ねられてなるバンドルファイバが用いられてもよい。一例としてバンドルファイバが用いられる場合、１つにまとめられたファイバ部分の光入射端面から上記レーザ光Ｌが入射するようにバンドルファイバが配置され、そしてバンドルファイバの２つに分岐されたファイバ部分の各先端部が前述した通り光出射部４０を構成する。
超音波ユニット１２は、受信回路２１、受信メモリ２２、データ分離手段２３、光音響画像生成部２４、超音波画像生成部２９、表示制御部３０、送信制御回路３３および制御部３４を有する。
制御部３４は、光音響計測装置１０の各部を制御するものであり、本実施形態では図示外のトリガ制御回路を備える。このトリガ制御回路は、例えば光音響画像を取得する場合には、レーザユニット１３に光トリガ信号を送る。これによりレーザユニット１３のＱスイッチ固体レーザにおいて励起源のフラッシュランプが点灯し、レーザロッドの励起が開始される。このレーザロッドの励起状態が維持されている間、レーザユニット１３はレーザ光Ｌを出力可能な状態となる。
制御部３４は、その後トリガ制御回路からレーザユニット１３へＱスイッチトリガ信号を送信する。つまり制御部３４は、このＱスイッチトリガ信号によって、レーザユニット１３からのレーザ光Ｌの出力タイミングを制御する。また制御部３４は、Ｑスイッチトリガ信号の送信と同時に、サンプリングトリガ信号を受信回路２１に送信する。このサンプリングトリガ信号は、受信回路２１のＡＤ変換器（Analog to Digital convertor）における光音響信号のサンプリングの開始タイミングを規定する。このように、サンプリングトリガ信号を使用することにより、レーザ光Ｌの出力と同期して光音響信号をサンプリングすることが可能となる。
制御部３４は、超音波画像を取得する場合は、送信制御回路３３に超音波送信を指示する超音波送信トリガ信号を送信する。送信制御回路３３は、超音波送信トリガ信号を受けると、プローブ１１から超音波を送信させる。制御部３４は、超音波送信のタイミングに合わせて受信回路２１にサンプリングトリガ信号を送信し、反射超音波信号のサンプリングを開始させる。
以上述べた光音響画像あるいは超音波画像を取得する際、プローブ１１は、被検体Ｍに対して例えば前述したエレベーション方向に少しずつ位置が変えられて、レーザ光Ｌあるいは超音波により被検体Ｍが走査される。そこで上記光音響信号あるいは反射超音波信号のサンプリングはこの走査と同期して、音響波検出ラインを一ラインずつずらしながらなされる。なお上記走査は、術者がプローブ１１を手操作で動かすことによってなされてもよいし、あるいは自動走査機構を用いてなされてもよい。
受信回路２１は、プローブ１１の振動子アレイ２０が出力する検出信号を受信し、受信した検出信号を受信メモリ２２に格納する。受信回路２１は典型的には、低ノイズアンプ、可変ゲインアンプ、ローパスフィルタ、およびＡＤ変換器を含んで構成される。プローブ１１の検出信号は、低ノイズアンプで増幅された後に、可変ゲインアンプで深度に応じたゲイン調整がなされ、ローパスフィルタで高周波成分がカットされた後にＡＤ変換器でデジタル信号に変換され、受信メモリ２２に格納される。受信回路２１は、例えば１つのＩＣで構成される。
本実施形態においてプローブ１１は、光音響波の検出信号と反射超音波の検出信号とを出力する。そこで受信メモリ２２には、デジタル化された光音響波および反射超音波の検出信号（サンプリングデータ）が格納される。データ分離手段２３は、受信メモリ２２から光音響波検出信号のサンプリングデータ（光音響データ）を読み出して、光音響画像生成部２４に送信する。またデータ分離手段２３は、受信メモリ２２から反射超音波検出信号のサンプリングデータ（反射超音波データ）を読み出して、超音波画像生成部２９に送信する。
光音響画像生成部２４は、受信メモリ２２に格納された上記光音響データを、プローブ１１の振動子アレイ２０の位置に応じた遅延時間で互いに加算して１ライン分のデータを再構成し、各ラインの光音響データに基づいて断層画像（光音響画像）のデータを生成する。なお、この光音響画像生成部２４は、遅延加算法に代えて、ＣＢＰ法（Circular Back Projection）により再構成を行うものでもよい。あるいは光音響画像生成部２４は、ハフ変換法またはフーリエ変換法を用いて再構成を行うものでもよい。光音響画像生成部２４は、上記のようにして生成された光音響画像のデータを表示制御部３０に出力する。
以上の説明から明らかな通り、光音響画像生成部２４は、本発明の光音響計測装置における信号処理部を構成している。
超音波画像生成部２９は、受信メモリ２２に格納された反射超音波データに対して、基本的に上記光音響データに対するのと同様の処理を施して、断層画像（超音波画像）のデータを生成する。超音波画像生成部２９は、そのようにして生成された超音波画像のデータを表示制御部３０に出力する。
表示制御部３０は、上記光音響画像のデータに基づいて光音響画像を、また上記超音波画像のデータに基づいて超音波画像を、それぞれ表示部１４に表示させる。これら２つの画像は別々に、あるいは合成されて合成画像として表示部１４に表示される。後者の場合、表示制御部３０は、例えば光音響画像と超音波画像とを重畳させて画像合成を行う。このように、光音響画像に加えて超音波画像を生成、表示させれば、光音響画像では画像化することができない部分を超音波画像において観察可能となる。
次に、以上述べた通りの基本構成を有する光音響計測装置１０において、プローブ１１が発する熱を効率的に放熱させる構成について説明する。なお、以下で説明するプローブ１１における上、下、左、右という方向は、特記しない限り、プローブ１１を図２に示すように配置した状態での方向を言うものとする。
プローブ１１の振動子アレイ２０が出力する検出信号は、前述したように図１に示す受信回路２１に入力されるが、光音響波の検出信号は反射超音波の検出信号と比べて微弱であるため、受信回路２１の前段で増幅しておくことが望まれる。そのため本実施形態では、図２に示されるように、筐体５０内にプリアンプ４４（前置増幅器）が設置されている。このプリアンプ４４は、前述の配線４２を介して振動子アレイ２０および上記受信回路２１に接続されている。なおプリアンプ４４は、例えば１つのＩＣ（Integrated Circuit）で構成される。その場合のＩＣは、プリアンプ４４以外の回路を含んで構成されても構わない。
プローブ１１においては、本来、振動子アレイ２０が発する熱が直接、あるいは上板５０ｂを介して被検体Ｍに伝わりやすくなっている。この振動子アレイ２０に加えて、新たな熱源としてのプリアンプ４４が設けられると、被検体Ｍに接触する振動子アレイ２０および上板５０ｂがさらに高温になる可能性があるので、振動子アレイ２０および上板５０ｂの温度上昇を抑えることが必要になる。そのためには、プリアンプ４４の発熱自体を抑制することも考えられるが、そうした場合は、超音波を送信するために振動子アレイ２０に加える印加電圧の低下や、受信回路２１における検出信号のサンプリングレートの低下といった、光音響計測装置１０の満足度や表示画質に関わる問題が生じる。
そこで本実施形態においては、振動子アレイ２０およびプリアンプ４４から発生する熱を効率的に放熱させることによって、上記問題を防止可能としている。以下、そのための構成について詳しく説明する。プリアンプ４４の左右両側には、高熱伝導性材料からなる第１の熱伝導部材としての伝熱板５１が密着固定され、各伝熱板５１の一端、他端はそれぞれ、筐体５０の向かい合う２つの側板５０ａの内面に密着固定されている。これら２つの側板５０ａは、図４における左右の側板５０ａ、つまり前述した第１の方向において向かい合う側板５０ａである。
ここで、上記の「高熱伝導性材料」とは、一般に、熱伝導率が１Ｗ／ｍ・Ｋ以上である材料を指すものとする。そのような高熱伝導性材料として具体的には、例えばアルミニウムやステンレス鋼、パナソニックエレクトロニクスデバイス株式会社製の「ＰＧＳグラファイトシート」などのパイロリティックグラファイト、さらには３Ｍ社(３Ｍ Ｃｏｍｐａｎｙ)製の「３Ｍ(登録商標)ハイパーソフト放熱材」で代表される高熱伝導性樹脂等が適用可能である。なお、伝熱板５１の一端、他端はそれぞれＴ字状に加工されて、側板５０ａとの固定強度が高められている。この固定は、例えば耐熱性の有る接着剤による接着や、あるいはネジ止めによる接合によってなされる。
一方、振動子アレイ２０の下部の左右両側には、高熱伝導性材料からなる伝熱板５２の上端部がそれぞれ固定されている。伝熱板５２は、先に例を挙げた伝熱板５１に用いられるものと同様の高熱伝導性材料から構成することができる。この伝熱板５２は図に示されるように３か所で折り曲げられた板状のものとされ、各伝熱板５２の下端はそれぞれ伝熱部材５３の上部に固定されている。
伝熱部材５３は一方のものを図５に示す通り、１列に並べて配設された複数の光ファイバ６０の周囲に配された部分を有する概略薄い四角筒状のものであり、高熱伝導性材料を用いて構成されている。この高熱伝導性材料としては、例えば銅箔やアルミニウム箔等の金属箔を適用することができる。
各伝熱部材５３の下端に近い部分には、それぞれ伝熱板５４の一端が固定されている。２つの伝熱板５４の各他端は、筐体５０の向かい合う２つの側板５０ａの内面に密着固定されている。つまり伝熱部材５３は、ファイバ固定部材４３よりも側板５０ａの基端側（プローブ１１の表面と反対側）において、伝熱板５４を介して側板５０ａに固定されている。上記２つの側板５０ａは、図４における上下の側板５０ａ、つまり前述した第２の方向において向かい合う側板５０ａである。伝熱板５４も、先に例を挙げた伝熱板５１に用いられるものと同様の高熱伝導性材料から構成することができる。
以上説明した伝熱板５２、伝熱部材５３および伝熱板５４は、本発明における第２の熱伝導部材を構成している。また伝熱部材５３は、複数の光ファイバ６０を保護する機能も果たす。特に伝熱部材５３が弾性に富む部材から構成された場合は、プローブ１１に外部から加わる振動によって光ファイバ６０が破損したり、位置ずれを起こしたりすることを防止する効果も得られる。
なお、伝熱板５２および伝熱板５４の幅は、複数の光ファイバ６０を取り囲んでいる上記伝熱部材５３の幅とほぼ同じとされている。また、振動子アレイ２０に対する伝熱板５２の固定、および筐体側板５０ａに対する伝熱板５４の固定は、例えば耐熱性の有る接着剤による接着や、あるいはネジ止めによる接合によってなされる。一方、伝熱板５２および伝熱板５４の伝熱部材５３に対する固定は、例えば耐熱性の有る接着剤による接着によってなされる。
以上の構成において、主にプリアンプ４４から発生する熱は伝熱板５１を介して、良好に２つの側板５０ａに伝えられる。また、主に振動子アレイ２０から発生する熱は伝熱板５２、伝熱部材５３および伝熱板５４を介して良好に２つの側板５０ａに伝えられる。合計４つの側板５０ａは、筐体５０の上板５０ｂと比べれば面積が相当大きいので、これらの側板５０ａから良好に放熱がなされ得る。それにより、被検体Ｍに接する筐体５０の上板５０ｂや振動子アレイ２０、さらにはそれらの近辺部分が過度に温度上昇することが防止される。
なお、主にプリアンプ４４から発生する熱を、伝熱板５１を介して１つの側板５０ａに伝えるようにしてもよい。また、主に振動子アレイ２０から発生する熱を伝熱板５２、伝熱部材５３および伝熱板５４を介して１つの側板５０ａに伝えるようにしてもよい。
上に列挙した高熱伝導性材料の熱伝導率は、筐体５０の材料として多く使われるＡＢＳ樹脂等の一般的な樹脂と比較すると、通常、金属の場合で２〜３桁程度、高熱伝導性樹脂の場合で１〜２桁程度高い。そこで、筐体自体を伝熱経路とする場合と比べれば、プローブ１１の表面（上板５０ｂの表面や振動子アレイ２０の表面）の近くで発生する熱を、より効率的にプローブ１１の根元側、つまりプローブ表面から遠い側に伝えることが可能になっている。
なお本実施形態では、主に振動子アレイ２０から発生する熱を、前述した通りの形状を有する伝熱部材５３を介して側板５０ａに伝熱するようにしているので、前述した第２の方向（エレベーション方向）で考えた場合、振動子アレイ２０と側板５０ａとの間に複数の光ファイバ６０が存在していても、上記伝熱がなされ得る。
本実施形態では、主にプリアンプ４４から発生する熱を前述した第１の方向、つまり振動子アレイ２０における超音波振動子２０ａのアレイ方向に伝熱させ、主に振動子アレイ２０から発生する熱を前述した第２の方向（エレベーション方向）に伝熱させるようにしているが、それとは反対に、主にプリアンプ４４から発生する熱を第２の方向（エレベーション方向）に伝熱させ、主に振動子アレイ２０から発生する熱を第１の方向（アレイ方向）に伝熱させるようにしてもよい。以上の点は、後述する第２〜第４の実施形態においても同様である。
ただし図４に示される通り、一般に、筐体５０の４つの側板５０ａのうち、上記第２の方向（エレベーション方向）に向かい合う２つの側板５０ａは、振動子アレイ２０にある程度十分な長さが必要になることから、第１の方向（アレイ方向）に向かい合う２つの側板５０ａと比べて、より幅が広いものとなる。そして通常は、プリアンプ４４が発する熱量よりも、振動子アレイ２０が発する熱量の方が大である。したがって、主に振動子アレイ２０から発生する熱を上記第２の方向（エレベーション方向）に伝熱させて、この第２の方向に向かい合う、より幅が広い２つの側板５０ａから放熱させる方が、放熱の上でより効率的であると言える。
＜第２の実施形態＞
次に図６を参照して、本発明の第２の実施形態によるプローブ２１１について説明する。図６は、本実施形態のプローブ２１１の側断面形状を示すものである。なおこの図６において、先に説明した図２中のものと同等の要素には同番号を付してあり、それらについての説明は、特に必要の無い限り省略する（以下、同様）。このプローブ２１１は、図２に示したプローブ１１と比べると、第２の熱伝導部材の構成が異なるものである。すなわち本実施形態では、図２のファイバ固定部材４３に代えて、高熱伝導性材料から構成されたファイバ固定部材５５が適用されている。上記高熱伝導性材料としては、例えばアルミニウムやステンレス鋼、パナソニックエレクトロニクスデバイス株式会社製の「ＰＧＳグラファイトシート」などのパイロリティックグラファイト、３Ｍ社(３Ｍ Ｃｏｍｐａｎｙ)製の「３Ｍ(登録商標)ハイパーソフト放熱材」で代表される高熱伝導性樹脂、さらにはそのような高熱伝導性樹脂の表面に銅箔などの高熱伝導性材料を配したもの等が適用可能である。このファイバ固定部材５５は、直方体状の部材の一表面（図６中で配線４２側を向く表面）からやや内側に、光ファイバ６０を１本ずつ、あるいは複数本ずつ嵌合、固定する溝が形成されてなるものである。
次に図６を参照して、本発明の第２の実施形態によるプローブ２１１について説明する。図６は、本実施形態のプローブ２１１の側断面形状を示すものである。なおこの図６において、先に説明した図２中のものと同等の要素には同番号を付してあり、それらについての説明は、特に必要の無い限り省略する（以下、同様）。このプローブ２１１は、図２に示したプローブ１１と比べると、第２の熱伝導部材の構成が異なるものである。すなわち本実施形態では、図２のファイバ固定部材４３に代えて、高熱伝導性材料から構成されたファイバ固定部材５５が適用されている。上記高熱伝導性材料としては、例えばアルミニウムやステンレス鋼、パナソニックエレクトロニクスデバイス株式会社製の「ＰＧＳグラファイトシート」などのパイロリティックグラファイト、３Ｍ社(３Ｍ Ｃｏｍｐａｎｙ)製の「３Ｍ(登録商標)ハイパーソフト放熱材」で代表される高熱伝導性樹脂、さらにはそのような高熱伝導性樹脂の表面に銅箔などの高熱伝導性材料を配したもの等が適用可能である。このファイバ固定部材５５は、直方体状の部材の一表面（図６中で配線４２側を向く表面）からやや内側に、光ファイバ６０を１本ずつ、あるいは複数本ずつ嵌合、固定する溝が形成されてなるものである。
そして伝熱板５２は、伝熱部材５３に密着固定されると共に、上記ファイバ固定部材５５にも密着固定される形状とされている。また伝熱部材５３およびファイバ固定部材５５は、保持部材としてのフレーム部材５６に密着固定され、そしてこのフレーム部材５６は筐体５０の側板５０ａの内面に密着固定されている。つまり伝熱部材５３およびファイバ固定部材５５は、間にフレーム部材５６を介して側板５０ａの内面に固定されている。こうして光ファイバ６０の先端に近い部分が、ファイバ固定部材５５を介して、筐体５０の側板５０ａの内面に固定されている。フレーム部材５６も、先に例を挙げた伝熱板５１に用いられるものと同様の高熱伝導性材料から構成されている。
以上述べた伝熱板５２、伝熱部材５３、ファイバ固定部材５５およびフレーム部材５６は、本発明における第２の熱伝導部材を構成している。一方、第１の熱伝導部材は、図２の構成におけるのと同様に伝熱板５１から構成されている。
以上の構成において、主にプリアンプ４４から発生する熱は伝熱板５１を介して、良好に２つの側板５０ａに伝えられる。また、主に振動子アレイ２０から発生する熱は伝熱板５２、伝熱部材５３およびフレーム部材５６を介して、さらには伝熱板５２、ファイバ固定部材５５およびフレーム部材５６を介して良好に２つの側板５０ａに伝えられる。そこで、上記４つの側板５０ａから良好に放熱がなされ得る。それにより本実施形態においても、被検体Ｍに接する筐体５０の上板５０ｂや振動子アレイ２０、さらにはそれらの近辺部分が過度に温度上昇することが防止される。
特に本実施形態では、共に高熱伝導性材料からなるファイバ固定部材５５およびフレーム部材５６を適用したことにより、第１の実施形態と比較して、第２の熱伝導部材が筐体５０の側板５０ａに接する面積をより大きくすることが可能である。それにより本実施形態のプローブ２１１は、特に放熱効果が高いものとなる。
＜第３の実施形態＞
次に図７を参照して、本発明の第３の実施形態によるプローブ３１１について説明する。図７は、本実施形態のプローブ３１１の側断面形状を示すものである。このプローブ３１１は、図６に示したプローブ２１１と比べると、伝熱板５２に代えて、一端部、他端部がそれぞれ振動子アレイ２０とファイバ固定部材５５に密着固定された伝熱板５８が用いられ、また、伝熱部材５３が省かれた点で基本的に異なっている。なお伝熱部材５３が省かれたことにより、図６の構成におけるフレーム部材５６とは若干異なって、単純な板状とされたフレーム部材５７が用いられている。
次に図７を参照して、本発明の第３の実施形態によるプローブ３１１について説明する。図７は、本実施形態のプローブ３１１の側断面形状を示すものである。このプローブ３１１は、図６に示したプローブ２１１と比べると、伝熱板５２に代えて、一端部、他端部がそれぞれ振動子アレイ２０とファイバ固定部材５５に密着固定された伝熱板５８が用いられ、また、伝熱部材５３が省かれた点で基本的に異なっている。なお伝熱部材５３が省かれたことにより、図６の構成におけるフレーム部材５６とは若干異なって、単純な板状とされたフレーム部材５７が用いられている。
以上の構成において、主にプリアンプ４４から発生する熱は伝熱板５１を介して、良好に２つの側板５０ａに伝えられる。また、主に振動子アレイ２０から発生する熱は伝熱板５８、ファイバ固定部材５５およびフレーム部材５７を介して良好に２つの側板５０ａに伝えられる。そこで、上記４つの側板５０ａから良好に放熱がなされ得る。それにより本実施形態においても、被検体Ｍに接する筐体５０の上板５０ｂや振動子アレイ２０、さらにはそれらの近辺部分が過度に温度上昇することが防止される。
＜第４の実施形態＞
次に図８を参照して、本発明の第４の実施形態によるプローブ４１１について説明する。図８は、本実施形態のプローブ４１１の側断面形状を示すものである。このプローブ４１１は、図７に示したプローブ３１１と比べると、フレーム部材５７が省かれた点で基本的に異なっている。つまりファイバ固定部材５５は、直接筐体５０の側板５０ａの内面に密着固定されている。
次に図８を参照して、本発明の第４の実施形態によるプローブ４１１について説明する。図８は、本実施形態のプローブ４１１の側断面形状を示すものである。このプローブ４１１は、図７に示したプローブ３１１と比べると、フレーム部材５７が省かれた点で基本的に異なっている。つまりファイバ固定部材５５は、直接筐体５０の側板５０ａの内面に密着固定されている。
以上の構成において、主にプリアンプ４４から発生する熱は伝熱板５１を介して、良好に２つの側板５０ａに伝えられる。また、主に振動子アレイ２０から発生する熱は伝熱板５８およびファイバ固定部材５５を介して良好に２つの側板５０ａに伝えられる。そこで、上記４つの側板５０ａから良好に放熱がなされ得る。それにより本実施形態においても、被検体Ｍに接する筐体５０の上板５０ｂや振動子アレイ２０、さらにはそれらの近辺部分が過度に温度上昇することが防止される。
なお、本実施形態のプローブ４１１と比較すると図７に示したプローブ３１１は、プローブの根元側まで大きく延びたフレーム部材５７を用いている分、第２の熱伝導部材が筐体５０の側板５０ａに接する面積がより大きいので、より放熱効果が高いものとなっている。
＜第５の実施形態＞
次に図９を参照して、本発明の第５の実施形態によるプローブ５１１について説明する。図９は、本実施形態のプローブ５１１の側断面形状を示すものである。このプローブ５１１は、図２に示した第１実施形態のプローブ１１と比べると、伝熱板５１および伝熱板５２に代えて、振動子アレイ２０およびプリアンプ４４に密着固定された伝熱板７１と、この伝熱板７１および伝熱部材５３にそれぞれ一端、他端が密着固定された伝熱板７２とが用いられている点で異なるものである。
次に図９を参照して、本発明の第５の実施形態によるプローブ５１１について説明する。図９は、本実施形態のプローブ５１１の側断面形状を示すものである。このプローブ５１１は、図２に示した第１実施形態のプローブ１１と比べると、伝熱板５１および伝熱板５２に代えて、振動子アレイ２０およびプリアンプ４４に密着固定された伝熱板７１と、この伝熱板７１および伝熱部材５３にそれぞれ一端、他端が密着固定された伝熱板７２とが用いられている点で異なるものである。
以上の構成において、主にプリアンプ４４から発生する熱および、主に振動子アレイ２０から発生する熱は、伝熱板７１、伝熱板７２、伝熱部材５３および伝熱板５４を介して良好に２つの側板５０ａに伝えられる。そこで、上記２つの側板５０ａから良好に放熱がなされ得る。それにより本実施形態においても、被検体Ｍに接する筐体５０の上板５０ｂや振動子アレイ２０、さらにはそれらの近辺部分が過度に温度上昇することが防止される。
本実施形態では、主にプリアンプ４４および振動子アレイ２０から発生する熱を前述した第２の方向（エレベーション方向）に伝熱させるようにしているが、それとは反対に、前述した第１の方向（アレイ方向）に伝熱させるようにしてもよい。以上の点は、後述する第６〜第８の実施形態においても同様である。
＜第６の実施形態＞
次に図１０を参照して、本発明の第６の実施形態によるプローブ６１１について説明する。図１０は、本実施形態のプローブ６１１の側断面形状を示すものである。このプローブ６１１は、図６に示した第２実施形態のプローブ２１１と比べると、伝熱板５１および伝熱板５２に代えて、振動子アレイ２０およびプリアンプ４４に密着固定された伝熱板７１と、この伝熱板７１および伝熱部材５３にそれぞれ一端、他端が密着固定された伝熱板７２および７３とが用いられている点で異なるものである。
次に図１０を参照して、本発明の第６の実施形態によるプローブ６１１について説明する。図１０は、本実施形態のプローブ６１１の側断面形状を示すものである。このプローブ６１１は、図６に示した第２実施形態のプローブ２１１と比べると、伝熱板５１および伝熱板５２に代えて、振動子アレイ２０およびプリアンプ４４に密着固定された伝熱板７１と、この伝熱板７１および伝熱部材５３にそれぞれ一端、他端が密着固定された伝熱板７２および７３とが用いられている点で異なるものである。
以上の構成において、主にプリアンプ４４から発生する熱および、主に振動子アレイ２０から発生する熱は、伝熱板７１、伝熱板７３、ファイバ固定部材５５およびフレーム部材５６の伝熱経路と、伝熱板７１、伝熱板７２、伝熱部材５３およびフレーム部材５６の伝熱経路とで良好に２つの側板５０ａに伝えられる。そこで、上記２つの側板５０ａから良好に放熱がなされ得る。それにより本実施形態においても、被検体Ｍに接する筐体５０の上板５０ｂや振動子アレイ２０、さらにはそれらの近辺部分が過度に温度上昇することが防止される。
＜第７の実施形態＞
次に図１１を参照して、本発明の第７の実施形態によるプローブ７１１について説明する。図１１は、本実施形態のプローブ７１１の側断面形状を示すものである。このプローブ７１１は、図７に示した第３実施形態のプローブ３１１と比べると、伝熱板５１および伝熱板５８に代えて、振動子アレイ２０およびプリアンプ４４に密着固定された伝熱板７１と、この伝熱板７１およびファイバ固定部材５５にそれぞれ一端、他端が密着固定された伝熱板７２とが用いられている点で異なるものである。
次に図１１を参照して、本発明の第７の実施形態によるプローブ７１１について説明する。図１１は、本実施形態のプローブ７１１の側断面形状を示すものである。このプローブ７１１は、図７に示した第３実施形態のプローブ３１１と比べると、伝熱板５１および伝熱板５８に代えて、振動子アレイ２０およびプリアンプ４４に密着固定された伝熱板７１と、この伝熱板７１およびファイバ固定部材５５にそれぞれ一端、他端が密着固定された伝熱板７２とが用いられている点で異なるものである。
以上の構成において、主にプリアンプ４４から発生する熱および、主に振動子アレイ２０から発生する熱は、伝熱板７１、伝熱板７２、ファイバ固定部材５５およびフレーム部材５７の伝熱経路で良好に２つの側板５０ａに伝えられる。そこで、上記２つの側板５０ａから良好に放熱がなされ得る。それにより本実施形態においても、被検体Ｍに接する筐体５０の上板５０ｂや振動子アレイ２０、さらにはそれらの近辺部分が過度に温度上昇することが防止される。
＜第８の実施形態＞
次に図１２を参照して、本発明の第８の実施形態によるプローブ８１１について説明する。図１２は、本実施形態のプローブ８１１の側断面形状を示すものである。このプローブ８１１は、図８に示した第４実施形態のプローブ４１１と比べると、伝熱板５１および伝熱板５８に代えて、振動子アレイ２０およびプリアンプ４４に密着固定された伝熱板７１と、この伝熱板７１およびファイバ固定部材５５にそれぞれ一端、他端が密着固定された伝熱板７２とが用いられている点で異なるものである。
次に図１２を参照して、本発明の第８の実施形態によるプローブ８１１について説明する。図１２は、本実施形態のプローブ８１１の側断面形状を示すものである。このプローブ８１１は、図８に示した第４実施形態のプローブ４１１と比べると、伝熱板５１および伝熱板５８に代えて、振動子アレイ２０およびプリアンプ４４に密着固定された伝熱板７１と、この伝熱板７１およびファイバ固定部材５５にそれぞれ一端、他端が密着固定された伝熱板７２とが用いられている点で異なるものである。
以上の構成において、主にプリアンプ４４から発生する熱および、主に振動子アレイ２０から発生する熱は、伝熱板７１、伝熱板７２およびファイバ固定部材５５の伝熱経路で良好に２つの側板５０ａに伝えられる。そこで、上記２つの側板５０ａから良好に放熱がなされ得る。それにより本実施形態においても、被検体Ｍに接する筐体５０の上板５０ｂや振動子アレイ２０、さらにはそれらの近辺部分が過度に温度上昇することが防止される。
以上説明した実施形態のプローブは全て、音響波検出器である振動子アレイ２０を間に置いて、その両側に各々光出射部４０が１つずつ配設されてなるものであるが、本発明はそのようなプローブに限らず、１つの音響波検出器の両側の少なくとも一方に光出射部が複数配設されてなるプローブや、音響波検出器と光出射部が各々１つだけ設けられてなるプローブや、さらには音響波検出器が複数設けられてなるプローブにも適用可能である。
また、以上説明した各実施形態を示す図面においては、筐体５０が全長（筒軸方向の長さ）に亘って断面形状が一定である四角筒状であるものとして示したが、本発明の光音響計測用プローブにおける筐体は、そのような四角筒状のものに限られるものではない。また、筐体５０の一部あるいは全部が四角筒状に形成される場合も、完全な四角筒状に限らず、先に説明したような種々の概略四角筒状に形成されてもよい。
図１３および図１４は、筐体５０の形状例を詳細に示すものである。なおこの形状例は、第１の実施形態のプローブ１１に適用されたものとして、以下説明を続ける。図１３および図１４はそれぞれ、本例のプローブ１１の斜視形状および側面形状を示している。これらの図に示される通り、筐体５０の概略四角筒状に形成された側板５０ａは、断面が比較的大きくて上板５０ｂに連なる先端側の四角筒状の部分と、比較的長くて断面が比較的小さい四角筒状部分とが筒軸方向に繋がっている形状とされている。プローブ１１の使用時には、上記の比較的長い四角筒状部分が術者によって把持される。そしてこの部分に連続して筐体５０には円筒状の基部５０ｅが形成されており、さらにこの基部５０ｅに連続して、図２に示した配線４２や光ファイバ６０等を通過させるスリーブ５０ｆが設けられている。
また、上では光音響画像と共に反射超音波画像も生成、表示可能とされた光音響計測装置１０に適用されたプローブ１１について説明したが、本発明のプローブは、反射超音波画像の生成、表示は行わず、光音響画像の生成、表示のみを行うように構成された光音響計測装置に適用することも勿論可能である。図１５は、そのように構成された光音響計測装置１０の一例を示すものである。この図１５に示す光音響計測装置１０は、図１に示したものと比べると、データ分離手段２３、超音波画像生成部２９および送信制御回路３３が除かれた形のものとなっている。
さらに、以上説明した光音響計測装置１０は、光音響画像を生成、表示するように構成されたものであるが、本発明のプローブはその種の光音響計測装置に限らず、検出した光音響波に基づいて何らかの計測を行う光音響計測装置全てに対して適用可能である。すなわち、本発明のプローブを光音響計測装置に適用すれば、前述した通り、被検体Ｍに接するプローブ表面やその近辺部分が過度に温度上昇することが防止される。
１０ 光音響計測装置
１１、２１１、３１１、４１１、５１１、６１１、７１１、８１１ プローブ
１２ 超音波ユニット
１３ レーザユニット
１４ 表示部
２０ 振動子アレイ
２１ 受信回路
２２ 受信メモリ
２３ データ分離手段
２４ 光音響画像生成部
２９ 超音波画像生成部
３０ 表示制御部
３３ 送信制御回路
３４ 制御部
４０ 光出射部
４３ ファイバ固定部材
４４ プリアンプ
５０ 筺体
５０ａ 筐体の側板
５０ｂ 筐体の上板
５０ｄ 筐体の底板
５１、５２、５４、５８、７１、７２ 伝熱板
５３ 伝熱部材
５５ ファイバ固定部材
５６、５７ フレーム部材（保持部材）
６０ 光ファイバ
６５ 吸収体
Ｌ レーザ光（測定光）
Ｍ 被検体
Ｕ 音響波
１１、２１１、３１１、４１１、５１１、６１１、７１１、８１１ プローブ
１２ 超音波ユニット
１３ レーザユニット
１４ 表示部
２０ 振動子アレイ
２１ 受信回路
２２ 受信メモリ
２３ データ分離手段
２４ 光音響画像生成部
２９ 超音波画像生成部
３０ 表示制御部
３３ 送信制御回路
３４ 制御部
４０ 光出射部
４３ ファイバ固定部材
４４ プリアンプ
５０ 筺体
５０ａ 筐体の側板
５０ｂ 筐体の上板
５０ｄ 筐体の底板
５１、５２、５４、５８、７１、７２ 伝熱板
５３ 伝熱部材
５５ ファイバ固定部材
５６、５７ フレーム部材（保持部材）
６０ 光ファイバ
６５ 吸収体
Ｌ レーザ光（測定光）
Ｍ 被検体
Ｕ 音響波
Claims (10)
- 測定光を被検体に向けて出射させる光出射部と、
前記測定光を前記光出射部まで導光する光ファイバと、
前記測定光を吸収した被検体の部分から発せられた音響波を検出する、少なくとも第１の方向に並べて配された複数の電気音響変換素子を含む音響波検出器と、
前記音響波検出器の出力を増幅する増幅器と、
側板によって囲われた筒状の部材からなり、内部に前記光出射部、前記光ファイバ、前記音響波検出器、および前記増幅器を収容した筐体とを備えた光音響計測用プローブにおいて、
前記側板の一部および前記増幅器に接して、前記増幅器が発する熱を前記側板に伝導させる第１の熱伝導部材と、
前記側板の前記一部とは異なる部分および前記音響波検出器に接して、前記音響波検出器が発する熱を前記側板に伝導させる第２の熱伝導部材と、
が設けられたことを特徴とする光音響計測用プローブ。 - 前記筒状の部材が、少なくとも一部が４つの側板によって囲われた四角筒状のものであり、
前記第１の熱伝導部材が、前記第１の方向において互いに向かい合う２つの側板の少なくとも一方に接し、
前記第２の熱伝導部材が、前記第１の熱伝導部材が接している２つの側板とは別の２つの側板の少なくとも一方に接している請求項１記載の光音響計測用プローブ。 - 前記第２の熱伝導部材が接している２つの側板の各幅が、前記第１の熱伝導部材が接している２つの側板の各幅よりも大である請求項２記載の光音響計測用プローブ。
- 複数の前記光ファイバが、前記筒状の部材の筒軸方向に延び、かつ前記第１の方向と平行な方向に並ぶ状態に配されており、
前記第２の熱伝導部材が、前記複数の光ファイバの周囲に配された部分を有する請求項１から３いずれか１項記載の光音響計測用プローブ。 - 前記複数の光ファイバを前記筐体に固定するファイバ固定部材がさらに設けられ、
前記ファイバ固定部材よりも前記側板の基端側において、前記第２の熱伝導部材が前記側板に接している請求項１から４いずれか１項記載の光音響計測用プローブ。 - 前記第２の熱伝導部材が、前記複数の光ファイバを前記筐体に固定するファイバ固定部材を兼ねている請求項１から５いずれか１項記載の光音響計測用プローブ。
- 前記第２の熱伝導部材が保持部材を介して前記側板の内面に接している請求項１から６いずれか１項記載の光音響計測用プローブ。
- ２つの前記光出射部を有し、
前記筒状の部材の先端側に前記音響波検出器が配され、
前記筒状の部材の先端側において前記２つの光出射部が、前記第１の方向と交わる第２の方向に、前記音響波検出器を間に置く状態に配されている請求項１から７いずれか１項記載の光音響計測用プローブ。 - 請求項１から８いずれか１項記載の光音響計測用プローブと、
測定光を出力する光源と、
前記測定光を前記光音響計測用プローブの光出射部へ光学的に接続する接続部とを備えてなるプローブユニット。 - 請求項１から８いずれか１項記載の光音響計測用プローブと、
前記光音響計測用プローブが出力する光音響波検出信号に基づいて光音響画像を生成する信号処理部とを備えてなる光音響計測装置。
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