WO2013077077A1 - 生体光計測用ファントム、ファントム積層体およびファントムの製造方法 - Google Patents

生体光計測用ファントム、ファントム積層体およびファントムの製造方法 Download PDF

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泰治 西
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株式会社アドバンテスト
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    • G01N21/645—Specially adapted constructive features of fluorimeters
    • G01N21/6456—Spatial resolved fluorescence measurements; Imaging

Definitions

  • the present invention relates to a phantom for inspecting and calibrating a biological light measuring device that measures tissue in a living body using light.
  • the present invention also relates to a method for manufacturing the phantom.
  • Non-patent document 1 is shown as a review of photoacoustic imaging.
  • An inspection phantom for inspecting a biological optical measurement device is used to inspect whether tissue in a living body can be measured with accuracy and reproducibility, and the stability of the biological measurement device. It is.
  • Patent Document 1 Unexamined-Japanese-Patent No. 2001-008941
  • the optical measurement sample is formed by filling the hollow part of an optical measurement sample with the solid which has another optical property.
  • Patent Document 2 WO2005-107599 A1
  • a hydrogel holding a liquid in a polymer skeleton is used, and a solid scatterer is dispersed therein.
  • an inspection phantom for inspecting a living body light measuring device a scatterer made of a plate-like resin block that scatters light inside, or a plate in which ink is applied as a light absorber is disclosed.
  • Patent Document 3 JP 2009-195387).
  • Non-Patent Document 2 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-058051.
  • Patent Document 4 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-058051.
  • water it is possible to achieve a specific gravity equal to that of a living tissue, but water is required to be replaced every time calibration work is performed, resulting in poor workability. If the calibration phantom is tilted to change the incident angle of the sensor probe, water will flow down from the container, reducing the efficiency of the calibration operation.
  • the present inventor has examined various phantoms as phantoms used in, for example, the photoacoustic imaging method, and all phantoms are made of a homogeneous material.
  • Patent Document 4 there is one in which the specific gravity is set to 1.0 by making the material of the phantom water, but it is not practical.
  • the photoacoustic imaging method enables measurement up to a deep part of a tissue as compared with other optical measurement techniques, and the obtained ultrasonic signal has a complicated structure up to a relatively deep part of a living tissue.
  • the biological tissue has, for example, skin and blood vessels, and is desirably a phantom having light scattering characteristics similar to those of skin and light absorption characteristics similar to red blood cells in blood vessels.
  • Specific examples of biological tissues include skin tissues, skin spots, blood vessels, red blood cells in blood vessels, blood clots, tumors, etc., and measurement is required.
  • phantoms that simulate such various biological tissues are not provided.
  • the object of the present invention is to simulate various biological tissues such as skin, skin spots, blood vessels, erythrocytes in blood vessels, thrombus, tumor, cartilage, skin tissue, muscle, lymph node, lymphatic vessel, nerve, etc. It is to provide a biological light measurement phantom that is excellent in reproducibility.
  • the present invention is a phantom for measuring biological light, A base material made of a thermoplastic resin or a mixture of a thermoplastic resin and oil, a film made of a hydrophilic resin provided on at least one main surface of the base material, and fixed to the film to simulate a living tissue An ink printing pattern is provided. Further, the present invention relates to a phantom laminate, comprising a plurality of the phantoms, wherein the plurality of phantoms are laminated.
  • the present invention is a method for producing the phantom, A dissolving step of obtaining a solution by dissolving at least the thermoplastic resin in an organic solvent, A base material forming step of storing the solution in a mold and drying the organic solvent to obtain a base material, It has the coating process which coat
  • the present invention can simulate biological tissues such as skin, skin spots, blood vessels, red blood cells in blood vessels, thrombus, tumor, cartilage, skin tissue, muscle, lymph node, lymphatic vessel, nerve, etc., and is precise and reproducible.
  • the present invention delivers a completely new concept product to the world, and greatly contributes to industrial development.
  • FIG. 1 (a) is a plan view of a phantom 1 according to an embodiment
  • FIG. 1 (b) is a back view of the phantom
  • FIG. 2 (a) shows the phantom 1 and the support substrate 5 together. It is a schematic diagram which shows the state before joining
  • FIG.2 (b) is a schematic diagram which shows the phantom 10 after joining.
  • FIG. 3 is an exploded perspective view schematically showing the phantom 10.
  • FIG. 4 is an exploded front view showing the support substrate 5 and the phantoms 1A, 1B, and 1C.
  • FIG. 5 is a diagram schematically showing a phantom laminate 10A including the support substrate 5 and the phantoms 1A to 1C.
  • FIG. 6 is an exploded perspective view schematically showing the phantom laminate 10A of FIG.
  • FIG. 7 is a top view showing a printed pattern of the vascular tissue phantom.
  • FIG. 8 is a top view showing a printed pattern of the thrombus tissue phantom.
  • FIG. 9 is a diagram schematically showing an exploded phantom laminate composed of a support substrate, a thrombus tissue phantom, a blood vessel tissue phantom, and a skin tissue phantom.
  • FIG. 10 is a top view showing a print pattern of a blot phantom.
  • FIG. 11 is a top view showing a synthesized print pattern of a laminate of a vascular tissue phantom and a blot phantom.
  • FIG. 12 is a diagram schematically showing an exploded phantom laminate composed of a support substrate, a blot phantom, a blood vessel tissue phantom, and a skin tissue phantom.
  • FIG. 13 is a photograph showing a black ink pattern drawn on a polystyrene base material in Example 1.
  • FIG. 14 is a photograph showing a green ink pattern drawn on a polymethylmethacrylate base material in Example 2.
  • FIG. 15 is a photograph showing a yellow ink pattern drawn on a substrate made of a mixture of polymethyl methacrylate and castor oil in Example 3.
  • FIG. 16 is a photograph showing a red ink pattern drawn on a base material composed of a joined product of an acrylic block copolymer and castor oil in Example 4.
  • FIG. 17 is a photograph showing a state in which water-soluble resin (polyvinyl alcohol) was coated on a base material containing titanium dioxide powder and dried in Examples 6 to 8.
  • FIG. 18 is a photograph showing an ink pattern drawn in Examples 6 to 8 by coating a water-soluble resin (polyvinyl alcohol) on a substrate mixed with titanium dioxide powder.
  • the biological optical measurement targeted by the phantom of the present invention is a measurement method and apparatus that obtains information about a living body by irradiating the living body with electromagnetic waves and detecting a response from the living body.
  • electromagnetic waves irradiated to a living body there are light of various wavelengths including X-rays, that is, visible light, far infrared light, microwaves, and the like.
  • the response from the living body includes ultrasonic waves, temperature changes, fluorescence, and the like.
  • the present invention is particularly preferably applied to photoacoustic measurement or calibration, verification, and design of an imaging apparatus.
  • phantom is a sample that simulates the response of a living body, which is used for calibration, inspection, design, and the like of a target biological light measurement device. Unlike the conventional phantom, the phantom of the present invention is suitable for simulating a living tissue having a complicated tissue structure or a laminated structure, not a homogeneous tissue, and has a remarkable feature in this respect.
  • Examples of such a complex tissue or a tissue having a laminated structure include biological tissue models such as vascular tissue, thrombus, blot, tumor tissue, cartilage, skin tissue, muscle, lymph node, lymph vessel, and nerve.
  • biological tissue models such as epidermis, dermis, subcutaneous tissue, subcutaneous fat, melanocytes, lymph nodes, lymph vessels, vascular network, bone, breast, mammary gland, prostate, digestive organs in general, respiratory organs in general, and the like can be exemplified.
  • the skin has a laminated structure of epidermis and dermis, and includes vascular tissue, lymph tissue and subcutaneous fat tissue.
  • the phantom of the present invention includes a plate-like base material made of a thermoplastic resin or a mixture of a thermoplastic resin and oil, a film made of a hydrophilic resin that covers at least one main surface of the base material, and An ink printing pattern that is fixed and simulates a living tissue is provided.
  • the phantom is laminated and bonded to a separate support substrate to form an integral phantom.
  • a hydrophilic resin coating 3 is formed on one main surface 2a of a substrate 2, and a printing 4 is applied on the coating 3.
  • FIG. 1 and FIG. 3 details of the printing pattern are not particularly shown and are not shown.
  • the coating 3 and the printing pattern are sandwiched between the base material 2 and the bonding surface 5 a of the support substrate 5.
  • the other main surface 2b of the base material 2 is exposed.
  • Living tissue consists of cells, and the main component is water. Since the specific gravity of water is 1.0, the specific gravity of the material of the base material is preferably close to 1.0. From this viewpoint, the specific gravity of the material of the base material is preferably 0.85 to 1.30, more preferably 0.9 to 1.12.
  • the material of the base material and the material of the support substrate may be the same or the same type, but may be different from each other. From the viewpoint of adhesion between the base material and the support substrate, the base material and the support substrate are preferably made of the same material or compatible materials. From the viewpoint of preventing noise images called artifacts from being mixed, the support substrate is preferably made of a resin having a different specific acoustic characteristic, a heavy specific gravity, and a large thickness.
  • thermoplastic resin is a resin that becomes soft when heated to the glass transition temperature or melting point and can be molded into the desired shape.
  • thermoplastic resin constituting the base material and the support substrate include acrylic resin, polylactic acid, polyglycolic acid, styrene resin, acrylic / styrene copolymer resin (MS resin), polycarbonate resin, polyethylene terephthalate, etc.
  • Polyester resin polyamide resin, polyvinyl alcohol resin, ethylene / vinyl alcohol copolymer resin, thermoplastic elastomer such as styrene elastomer, vinyl chloride resin, silicone resin such as polydimethylsiloxane, vinyl acetate resin (product) Name: EXEVAL), polyvinyl butyral resin, and the like.
  • oils used include mineral oil softeners such as naphthenic process oil and paraffinic process oil, castor oil, cottonseed oil, linseed oil, rapeseed oil, soybean oil, palm oil, coconut oil, peanut oil, wood Examples include vegetable oil-based softeners such as wax, pine oil and olive oil, and synthetic softeners such as polyisobutylene oil. In addition, these softeners may be used individually by 1 type, and may mix and use 2 or more types if mutual compatibility is favorable.
  • the method of mixing the thermoplastic resin and oil is to obtain a base material by plasticizing the resin by heat, when mixing the resin and oil with a blender in advance, to obtain the base material by dissolving the resin in a solvent, And a method of mixing oil with a solvent.
  • the mixing ratio of the thermoplastic resin and the oil can be determined from the design value of the specific gravity of the substrate.
  • the thickness of the substrate is not particularly limited, but is preferably in the range of 0.02 mm to 50 mm, and more preferably in the range of 0.1 to 20 mm, from the viewpoint of suppressing attenuation of a response signal from a living body, for example, a sound wave.
  • Examples of the method for obtaining the base material and the support substrate include injection molding, press molding, extrusion molding, monomer cast molding, solvent cast molding, and the like.
  • Preferred optical properties of the substrate and the support substrate are preferably a total light transmittance (thickness: 0.5 mm) of 70% or more and a haze value (thickness: 0.5 mm) of 30% or less, and a total light transmittance (thickness: 0).
  • 0.5 mm) is more preferably 80% or more and a haze value (thickness: 0.5 mm) is 20% or less.
  • acrylic resin constituting the base material and the support substrate
  • acrylic resin include methacrylic acid, acrylic acid, methyl methacrylate, methyl acrylate, ethyl methacrylate, ethyl acrylate, n-propyl methacrylate, n-propyl acrylate, n-butyl methacrylate, n -Butyl acrylate, t-butyl methacrylate, t-butyl acrylate, n-hexyl methacrylate, n-hexyl acrylate, cyclohexyl methacrylate, cyclohexyl acrylate, chloromethyl methacrylate, chloromethyl acrylate, 2-chloroethyl methacrylate, 2-chloroethyl acrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate, 2-hydroxyethyl acrylate, 3-hydroxypropyl methacrylate, 3-hydroxy Propyl acrylate, 2,
  • the acrylic resin is preferably an acrylic block copolymer.
  • This feature will be described.
  • copolymers random copolymers (—ABBABBBAAABA—), alternating copolymers (—ABABABABABABA—), periodic copolymers (—AAABBAAABBBAAA—), and block copolymers (—AAAAAABBBBBB—).
  • ABBABBBAAABA— random copolymers
  • ABABABABABABA— alternating copolymers
  • periodic copolymers —AAABBAAABBBAAA—
  • block copolymers —AAAAAABBBBBB—
  • graft copolymer which has a branched structure in which different types of branched polymer chains are bonded to a main polymer chain.
  • the block copolymer is produced by a living polymerization method.
  • Living polymerization refers to polymerization that does not involve side reactions such as transfer reaction and termination reaction in chain polymerization.
  • the characteristic of living polymerization is that the growing end of the polymer is always active in polymerization (living), so that when the monomer is completely consumed, the polymerization proceeds further when a new monomer is added, and the chain length is uniform. The point that a polymer is obtained can be mentioned.
  • Block copolymers are broadly classified into styrene block copolymers and acrylic block copolymers. By using an acrylic block copolymer for the phantom, it is possible to realize a phantom more imitating a living tissue.
  • acrylic block copolymer examples include polymethyl methacrylate-polybutyl acrylate (MA), polymethyl methacrylate-polybutyl acrylate-polymethyl methacrylate (MAM), and the like.
  • An excellent feature of the acrylic block copolymer is that the specific gravity is close to 1.0 of water.
  • the copolymerization ratio of polymethyl methacrylate (specific gravity 1.19, hard: glass transition temperature 100 ° C.) and polybutyl acrylate (specific gravity 1.03, soft: glass transition temperature ⁇ 54 ° C.) is polymethyl methacrylate / poly
  • the specific gravity is 1.11
  • the specific gravity can be made lower than that of a general acrylic resin (polymethyl methacrylate).
  • the specific gravity is 1.06.
  • the acrylic block copolymer is, for example, an AB-type diblock copolymer composed of polymethyl methacrylate (A, hard) -polybutyl acrylate (B, soft), polymethyl methacrylate (A, hard) -polybutyl.
  • An ABA type triblock copolymer composed of acrylate (B, soft) -polymethyl methacrylate (A, hard) is exemplified.
  • Acrylic block copolymers can maintain a high level of transparency by having a nano-level dispersion structure because the chain lengths are the same even if the polymer refractive index of each block is different. It is.
  • the acrylic block copolymer is flexible, the adhesive force between the hydrophilic resin as the ink fixing film and the substrate can be strengthened.
  • the hydrophilic resin infiltrates not only the hydroxyl groups present on the surface of the base material but also the inside of the base material and has an affinity for the hydroxyl groups inside the base material. In addition to force, it is possible to exert a physical anchor effect.
  • the blending ratio in the mixture of the acrylic resin and the acrylic block copolymer is preferably in the range of 5/95 wt% to 95/5 wt%, and 20/80 wt% to 80/80 from the viewpoint of achieving both moldability and handling properties. More preferably, it is in the range of 20 wt%.
  • the blend ratio of the acrylic block copolymer alone is polymethyl methacrylate (A, hard) -polybutyl acrylate (B, soft) -polymethyl methacrylate (A, hard) from the viewpoint of achieving both moldability and handling properties.
  • Base material comprising a mixture of acrylic resin and a vegetable oil derived from a fatty acid having a hydroxyl group and a carboxyl group
  • base material It is particularly preferable to form the base material with a mixture of an acrylic resin and a vegetable oil derived from a fatty acid having a hydroxyl group and a carboxyl group.
  • the present inventor has found that a vegetable oil derived from a fatty acid having a hydroxyl group and a carboxyl group is compatible with an acrylic resin, approaching the water of 1.0 required for a photoacoustic phantom, and high transparency. It was possible to achieve a high adhesion between the hydrophilic resin and the substrate. Since the fatty acid that is the main component of vegetable oil has a carbolsyl group, it is compatible with an ester of an acrylic resin (a compound of a carboxyl group), so that nano-level dispersibility can be realized in the acrylic resin. It becomes possible to have high transparency even after mixing with an acrylic resin.
  • the vegetable oil means an oil derived from a plant, includes a refined vegetable oil, and also includes a derivative obtained by adding a chemical treatment such as hydrogenation to the vegetable oil.
  • the vegetable oil may be a mixture.
  • the purity of the vegetable oil is not particularly limited, but is preferably 80% by weight or more, and more preferably 90% by weight or more.
  • hydroxyl group-containing compound that reacts with a fatty acid examples include ethylene glycol, propylene glycol, diethylene glycol, dipropylene glycol, glycerin, polyglycerin and the like.
  • specific examples of the vegetable oil include castor oil derivatives such as castor oil and hydrogenated castor oil, or mixtures thereof. Castor oil is mainly composed of an ester of fatty acid (ricinoleic acid) and glycerin, and can be used to carry out many chemical reactions using hydroxyl groups (OH groups), double bonds, and ester bonds. Products have been deployed in a wide range of applications such as the paint industry, plastic industry, rubber industry, building materials industry, metal industry, and machine industry.
  • castor oil is a light yellow viscous non-drying oil and is characterized by being soluble in most organic solvents except aliphatic hydrocarbon solvents.
  • the purity of castor oil is preferably 90% by weight or more.
  • the method of mixing an acrylic resin and a vegetable oil derived from a fatty acid having a hydroxyl group and a carboxyl group is, for example, a cast molding method in which the acrylic resin and the vegetable oil are dissolved in acetone, which is an organic solvent, and then acetone is evaporated.
  • a base material composed of a mixture of an acrylic resin and a vegetable oil derived from a fatty acid having a hydroxyl group and a carboxyl group is compatible with the hydroxyl group (OH group) of the hydrophilic resin because the vegetable oil has a hydroxyl group (OH group). It becomes possible to dramatically improve the adhesion between the base material and the hydrophilic resin.
  • the mixing ratio of the vegetable oil derived from the fatty acid having a hydroxyl group and a carboxyl group with respect to the acrylic resin is preferably in the range of 0.5% to 50% from the viewpoint of maintaining transparency and preventing bleeding out of the vegetable oil. A range of 0.0 to 25% is more preferable. Particularly preferably, when castor oil is selected as a vegetable oil derived from an acrylic block copolymer having a specific gravity of 1.06 and a fatty acid having a hydroxyl group and a carboxyl group, the mixing ratio is determined based on the acrylic block copolymer (specific gravity 1.
  • a mixture of an acrylic block copolymer and a vegetable oil derived from a fatty acid having a hydroxyl group and a carboxyl group is obtained by, for example, dissolving the acrylic block copolymer and castor oil in acetone, which is an organic solvent, and then evaporating the acetone. It can be easily obtained by a cast molding method.
  • a transparent base material can be obtained because the acrylic block copolymer and the vegetable oil derived from the fatty acid having a hydroxyl group and a carboxyl group are compatible with each other by their chemical structures.
  • the next feature is high transparency required for photoacoustic measurement.
  • the mixture becomes opaque like milk composed of water and fat.
  • the acrylic block copolymer is a polymer having a uniform chain length, even if the refractive index of each block is different, it has a phase separation structure of several tens of nanometers, and therefore has a visible light wavelength of 400 to 650 nm. It is possible to obtain a substrate without refracting light.
  • Preferred optical physical properties are preferably a total light transmittance (thickness: 0.5 mm) of 70% or more, a haze value (thickness: 0.5 mm) of 30% or less, and a total light transmittance (thickness: 0.5 mm) of 80% or more.
  • the haze value (thickness: 0.5 mm) is more preferably 20% or less.
  • the next feature is long-term stable self-adhesion ability.
  • the polybutyl acrylate which is a soft component, comes to appear on the nano level, and can exhibit self-adhesiveness.
  • the self-adhesive property does not use a plasticizer, even after a lapse of time, for example, 6 months or more, the tackiness does not decrease and the quality as a product can be guaranteed.
  • This self-adhesion ability eliminates the need for an adhesive when stacking plate-like base materials to manufacture a living body simulation model, eliminates air bubbles, and enables manufacturing costs.
  • This adhesive force is also effective for thermoplastics, glass, silicon wafers, printed wiring boards, elastomers, engineer plastics, and the like, and can contribute to the mounting of phantoms.
  • the block copolymer has a uniform molecular weight, it is superior in tear strength as compared with conventional elastomers, so that problems such as fracture do not occur even in drilling. Due to the uniform molecular weight, it does not contain low molecular weight toxic substances and can be used for biological tests.
  • Hydrophilic resin By forming a hydrophilic resin film on at least one main surface of the substrate, the target ink can be impregnated and fixed. The ink is dried by impregnating the hydrophilic resin and fixed on the substrate. From the viewpoint of promoting ink impregnation, the contact angle of the hydrophilic resin with respect to water is preferably 3 ° to 60 °, and more preferably 10 ° to 40 °.
  • hydrophilic resin examples include polyacrylic acid, polyacrylic acid salt, polyvinyl alcohol, polyacrylamide, polyethylene glycol, carboxymethyl cellulose, polyvinyl containing at least one of carboxyl group, hydroxyl group, sulfone group, amide group and ether bond.
  • pyrrolidone or a copolymer or a mixture thereof may be mentioned.
  • the hydrophilic resin coating method is chemical treatment, solvent treatment, coupling agent treatment, monomer coating, polymer coating, vapor treatment, surface grafting, ultraviolet irradiation treatment, plasma contact treatment, plasma jet treatment, plasma polymerization treatment, ion beam. Treatment, dipping method, spin coating method, excimer UV treatment, etc.
  • the lower limit of the thickness of the hydrophilic resin is preferably 0.1 microns or more, more preferably 1 micron or more, and even more preferably 10 microns or more.
  • the upper limit of the film thickness of the hydrophilic resin is preferably 1000 microns or less, more preferably 100 microns or less, and even more preferably 50 microns or less.
  • thermoplastic resins are hydrophobic, a technique for modifying the wettability of the surface of the thermoplastic resin is known when the adhesion with the hydrophilic resin to be coated is lowered.
  • thermoplastic resins are broadly divided into chemical treatment techniques and physical treatment techniques.
  • Chemical treatment techniques include chemical treatment, solvent treatment, coupling agent treatment, monomer coating, polymer coating, steam treatment, surface grafting, and electrochemical treatment.
  • physical treatment techniques include ultraviolet irradiation treatment, plasma contact treatment, plasma jet treatment, plasma polymerization treatment, ion beam treatment, and mechanical treatment.
  • the hydrophilic resin is particularly preferably a water-soluble resin. Productivity can be greatly improved because the hydrophilic resin which coat
  • the water-soluble resin does not require an organic solvent for dissolution, it can be coated on all thermoplastic resins. It can be covered easily without requiring large production facilities.
  • the surface wettability of the thermoplastic resin is modified to be hydrophilic, or when castor oil is selected in the mixture of the thermoplastic resin and oil, it has an affinity for the hydroxyl group (OH group) of the water-soluble resin.
  • the concentration of the water-soluble resin dissolved in water can be lowered.
  • water-soluble resin examples include vinyl acetate resins (trade names: Exebar, Poval), polyvinyl alcohol, hydroxyalkyl cellulose, polyvinyl pyrrolidone, polyvinyl caprolactam, trade names manufactured by Nippon Oil & Fats Co., Ltd .: Lipidure-PMB (phospholipid polarity).
  • Examples of the method of coating the base material with the water-soluble resin include a spin coating method, a dipping method, and a spray mist spraying method.
  • the concentration of the water-soluble resin dissolved in water is preferably in the range of 0.1% by weight to 20% by weight, and more preferably in the range of 1% by weight to 10% by weight. It is desirable to select appropriately according to the wettability of the substrate to be coated and the coating method. If the film thickness of the water-soluble resin coated on the substrate is too thin, the ink impregnation property is lowered, and if it is too thick, the water resistance is lowered.
  • the lower limit of the thickness of the hydrophilic resin is preferably 0.1 microns or more, more preferably 1 micron or more, and even more preferably 10 microns or more.
  • the upper limit of the film thickness of the hydrophilic resin is preferably 1000 microns or less, more preferably 100 microns or less, and even more preferably 50 microns or less. (Suitable physical properties)
  • the base material and the ink fixing film can have a hydroxyl group inside and on the surface of the base material. It becomes possible to dramatically increase the adhesive strength with the hydrophilic resin.
  • the adhesive force between the base material and the hydrophilic resin is preferably in the range of 0.3 to 10N, and more preferably in the range of 1 to 5N.
  • Dynamic viscoelasticity measurement is an effective means for understanding phantom characterization.
  • the ratio of the hard component and the soft component of the acrylic block copolymer when the ratio of the hard component increases, the storage elastic modulus (E ′) increases and the flexibility and self-adhesion ability of the phantom tend to decrease. .
  • the storage elastic modulus (E ′) decreases, and the flexibility and self-adhesion ability of the phantom tend to increase.
  • the storage elastic modulus (E ′) at ⁇ 3 ° C. is preferably in the range of 10,000 Pa to 100 MPa, and more preferably in the range of 50,000 Pa to 50 MPa.
  • Dynamic viscoelasticity is measured by measuring the tan ⁇ peak temperature of the soft (rubbery property) component corresponding to the transition from the glass state to the rubber state in addition to the storage elastic modulus (E ′). It is possible to evaluate the self-adhesion ability.
  • the tan ⁇ peak temperature of the soft segment (soft component) corresponding to the transition to is preferably in the range of ⁇ 80 to + 50 ° C., and more preferably in the range of ⁇ 50 to + 20 ° C.
  • the self-adhesive ability of the substrate is preferably in the range of 0.5 to 10N, more preferably in the range of 1N to 0.5N, as the range in which no adhesive is required.
  • Examples of the ink type include water-based or oil-based dye ink, pigment ink, gel, and black ink.
  • Examples of the method of coating the ink with the hydrophilic resin include a method of directly printing using an ink jet printer, a direct drawing with a pen or brush, and a printing using a mask body such as stainless steel having an opening. According to the present invention, since the target ink can be patterned on the base material, a pseudo model of a living tissue to be measured can be realized, and the use of a phantom with both accuracy and reproducibility has been dramatically improved. Contribute to expansion.
  • a pattern of any density and shape such as a black color
  • High-definition printing is possible. If a blood vessel is to be reproduced, a red color is designated and printing with a line width of 100 microns is easy.
  • To reproduce blood vessels and blood clots specify a non-drawing area from the computer in the red drawing area. It is also possible to print skin blots, blood vessels, and blood clots on a single substrate, or to overlay pseudo models printed on a plurality of substrates.
  • the discharge amount of the ink jet printer is 1 picoliter in the minimum unit, and printing with a minimum unit of 30 microns is easy and quick.
  • the laminated structure of the substrate will be described.
  • a phantom that simulates a living tissue can realize a model that more accurately reproduces an actual tissue by a laminated structure.
  • a laminated phantom can be obtained by laminating a plurality of such phantoms.
  • the phantoms 1A, 1B, and 1C are laminated on the support substrate 5 and bonded.
  • Each of the phantoms 1A, 1B, and 1C includes a base material 2A, 2B, and 2C, and coatings 3A, 3B, and 3C made of a hydrophilic resin formed on the main surface thereof, and a printing pattern formed on each coating film. 4A, 4B, 4C.
  • the principal surfaces 2b of the phantoms adjacent to each other in the stacking direction and the coatings 3B and 3C are joined to each other.
  • a phantom 1 ⁇ / b> A stacked at the end is bonded to the bonding surface 5 a of the support substrate 5, and the coating 3 ⁇ / b> A and the print pattern 4 are sandwiched between the base material 2 ⁇ / b> A and the support substrate 5.
  • the number of phantoms stacked in the phantom stack is not particularly limited, but is limited by the depth of biological light measurement. From this viewpoint, the number of phantoms is preferably 5 or less.
  • the phantom laminate it is also possible to sandwich a hydrophilic resin film and a substrate without a printed pattern. Such a design is adapted to the state of the target biological tissue.
  • Vascular tissue phantom Subcutaneous vascular tissue includes several types of red blood vessels of different thicknesses, such as slightly thicker arteries and capillaries. It also contains several types of blue blood vessels with different thicknesses. This can be printed with ink of an appropriate color according to the purpose and measurement location. For example, as shown in FIG.
  • a printed pattern 7 simulating vascular tissue can be formed on a coating 3E made of a hydrophilic resin.
  • a printed pattern 12 simulating a thrombus can be printed on the coating 3D as shown in FIG.
  • FIG. 9 shows an example of a phantom laminate using these print patterns. This superimposes the vascular tissue and thrombotic tissue of the skin and simulates it as a whole. For example, living skin tissue is divided into epidermis and dermis. Capillaries, which are microcirculatory systems, become clots when they are partially occluded.
  • FIG. 9 shows an example of a phantom laminate using these print patterns. This superimposes the vascular tissue and thrombotic tissue of the skin and simulates it as a whole. For example, living skin tissue is divided into epidermis and dermis. Capillaries, which are microcirculatory systems, become clots when they are partially occluded.
  • a phantom laminate for reproducing thrombus tissue in the lower part of the dermis.
  • a phantom 1D that simulates the vascular tissue 7 and the thrombus tissue 12 is bonded on the support substrate 5, and a phantom 1E that simulates the vascular tissue 7 is bonded thereon.
  • a phantom 11 that simulates a skin (epidermis) tissue is joined.
  • the phantom 11 that simulates the skin structure is not particularly provided with a printing pattern, and the skin structure is simulated by blending a light scattering material in the resin base material.
  • the upper surface 11b of the phantom 11 is exposed and serves as an electromagnetic wave irradiation surface.
  • a vascular tissue phantom 1E is joined to the main surface 11a of the phantom 11, and a thrombus tissue phantom 1D is joined under the vascular tissue phantom 1E.
  • the dermal tissue is simulated by blending a light scattering material in the vascular tissue phantom 1E.
  • the thrombus tissue phantom 1D is provided with a printed pattern 7.12. As a result, a composite phantom in which the tissues are laminated and synthesized is obtained, and the tissue of the subject can be simulated very precisely.
  • 3D and 3E are hydrophilic resin films.
  • FIG. 12 shows an example of a phantom laminate that superimposes the vascular tissue and the stain tissue of the skin and simulates the whole.
  • living skin tissue is divided into epidermis and dermis.
  • Capillaries which are microcirculatory systems, are partially occluded, causing cells to die and become fibrous, causing stains.
  • FIG. 12 shows a phantom laminate having a printed pattern for reproducing the stain at the bottom of the dermis.
  • a phantom 1F that simulates the spots 13A and 13B is joined on the support substrate 5
  • a phantom 1G that simulates the vascular tissue 7 is joined thereon.
  • a phantom 11 that simulates skin (epidermal) tissue is joined.
  • the phantom 11 that simulates the skin structure is not particularly provided with a printing pattern, and the skin structure is simulated by blending a light scattering material in the resin base material.
  • the upper surface 11b of the phantom 11 is exposed and serves as an electromagnetic wave irradiation surface.
  • a vascular tissue phantom 1G is joined to the main surface 11a of the phantom 11, and a stain phantom 1F is joined under the vascular tissue phantom 1G.
  • the dermal tissue is simulated by blending a light scattering material into the vascular tissue phantom 1G.
  • FIG. 11 illustrates such a composite pattern.
  • 3F and 3G are coatings made of a hydrophilic resin. (Method of joining each phantom and support substrate) Examples of the bonding method for each layer include chemical treatment, solvent treatment, monomer coating, ultraviolet irradiation treatment, plasma contact treatment, and a method utilizing the self-adhesive ability of the substrate.
  • a phantom simulating a living tissue preferably has light scattering characteristics equivalent to that of living body skin and tissue. For example, because it has light scattering characteristics and light absorption characteristics equivalent to those of a living body, it can simulate a living tissue by printing a target ink pattern on a substrate to which light scattering particles and light absorbing particles are added. It becomes possible.
  • grains and a light absorber can also be laminated
  • the light scattering particles may be either organic or inorganic.
  • the inorganic material is light scattering particles
  • the organic light scattering particles include spherical particles produced by an emulsion polymerization method, polystyrene, a copolymer of polystyrene and polydivinylbenzene, a copolymer of polystyrene and polybutadiene, polymethyl methacrylate, polymethyl methacrylate and polymethyl methacrylate. Examples include butyl methacrylate copolymer particles.
  • the light absorber may be either an inorganic compound or an organic compound.
  • Inorganic compounds include, for example, particles such as red lead, iron oxide red, yellow lead, zinc yellow, ultramarine blue, prussian blue, carbon black, gold, silver, copper, and iron used as pigments, organic Examples of the compound include compounds having a chemical structure such as benzene, naphthalene, anthracene, naphthacene, and pentacene, which are used as dyes. If the light scattering particles and the light absorber are not uniformly dispersed on the substrate, it is predicted that the intended light scattering characteristics and light absorption characteristics cannot be obtained. Further, when the particle diameters are uniform, a specific color may be absorbed.
  • the addition amount of the particles and the particle size distribution according to the target light scattering characteristics.
  • a method for increasing the dispersibility between the particles and the thermoplastic resin as the raw material of the base material there is a method of selecting the compatibility (affinity) between the particles and the thermoplastic resin.
  • particles that have hydrophilic or hydrophobic functional groups are used for the particles, particles that are irradiated with plasma such as oxygen, dispersants, and emulsifiers are added to improve the wettability of the surface. Can be selected.
  • the average particle diameter of the light scattering particles is preferably in the range of 0.01 to 200 microns, more preferably in the range of 0.05 to 100 microns, in order to prevent secondary aggregation and obtain uniform dispersibility.
  • the amount of particles added is preferably in the range of 0.01 wt% to 10 wt%, more preferably in the range of 0.05 wt% to 5 wt% with respect to the weight of the base material in order to maintain the dispersibility of the particles.
  • the average particle diameter when particles are used in the light absorber is preferably in the range of 0.01 to 100 microns, more preferably in the range of 0.05 to 30 microns in order to obtain uniform dispersibility.
  • the amount of particles added is preferably in the range of 0.01 wt% to 10 wt%, more preferably in the range of 0.05 wt% to 5 wt% with respect to the weight of the base material in order to maintain the dispersibility of the particles.
  • the method of blending light scattering particles and light absorbing particles is prepared in advance by preparing pellets mixed with resin and particles plasticized by heat, and adding them during injection molding, press molding, extrusion molding, monomer cast molding In this case, there are a method of adding particles to the monomer, a method of adding particles to a solvent in which the resin is dissolved, and the like during solvent casting.
  • the dispersibility of the inorganic particle can be visually confirmed as to whether or not the particle has settled on the bottom.
  • the base material having excellent dispersibility can be obtained by allowing to stand for about 3 hours and separating the container.
  • a method of improving the dispersibility of particles when mixing a resin plasticized by heat and particles, a pellet in which the resin and particles are uniformly dispersed is prepared in advance using a twin screw extruder or the like. It is preferable.
  • a single layer or multiple layers are transparent, or a base material structure having light scattering particles can meet various inspection needs.
  • a single layer or multiple layers have a transparent base material structure, attenuation of sound waves, reflection by ink, and absorption in each layer can be inspected with good reproducibility.
  • one or more layers are light scattering substrates, for example, light scattering elements simulating skin tissue can be added to the phantom. Practicality of the phantom can be further enhanced by adopting a layer structure according to the purpose.
  • the optical properties of the transparent substrate are preferably 70% or more of total light transmittance (thickness: 0.5 mm) and 30% or less of haze value (thickness: 0.5 mm), and the total light transmittance (thickness: 0.5 mm). 80% or more and a haze value (thickness: 0.5 mm) of 20% or less are more preferable.
  • the actual skin absorbs light even in the epidermis and dermis, so dyes and inks may be mixed into the base material to adjust the light absorption characteristics to the epidermis and dermis.
  • the phantom manufacturing method has complicated processes such as adjusting the specific gravity of a substrate, coating with a hydrophilic resin, and drawing an ink pattern. If a large-scale manufacturing apparatus is used, mass production is possible. However, in order to prepare a plurality of base materials having different specifications, a large amount of raw materials, electric power, and equipment costs are required, so that the cost of the phantom becomes high.
  • Cast molding is a method that can be used in a complicated manufacturing process without discarding raw materials and does not require electric power and large-scale equipment. In the cast molding method, the blending ratio can be adjusted for each production batch, and various specifications can be met.
  • thermoplastic resin which is a raw material, a step of dissolving oil in an organic solvent, a step of drying the organic solvent in a mold, and after coating the obtained base material with a hydrophilic resin, Drawing an ink pattern.
  • the substrate having this ink pattern can be further bonded to another substrate, another phantom, and / or a supporting substrate.
  • concentration of the raw material dissolved in the organic solvent is preferably in the range of 5 wt% to 70 wt%, and from 20 wt% to 50 wt%, from the viewpoint of shortening the drying time of the organic solvent and achieving good fluidity into the mold. A range is more preferred.
  • the temperature of the solution is preferably 5 ° C. to 15 ° C. higher than that of the mold in order to prevent generation of bubbles in the substrate.
  • Example 1 A phantom as schematically shown in FIGS. 1 to 3 was produced by the following procedure. (Preparation of base material 2 made of thermoplastic resin) Polystyrene (product name: general-purpose type, product number: GPPS) of PS Japan Co., Ltd. was used and dissolved in acetone at a concentration of 40 wt%. Next, this solution was heated to 50 ° C. with a water bath, and then poured into a mold to evaporate acetone over 12 hours.
  • base material 2 made of thermoplastic resin
  • Polystyrene product name: general-purpose type, product number: GPPS
  • the four sides of the substrate were fixed with a tape on a flat metal bat to prevent the solution from infiltrating the back surface of the substrate and to prevent warping of the substrate after drying the polyvinyl alcohol.
  • the solution was dropped on the entire surface of the substrate, the solution was tilted with a metal bat and the excess solution was discarded.
  • the substrate was taken out from the metal bat to obtain a substrate coated with a hydrophilic resin. It was confirmed by a micrometer (Mitutoyo Corporation, model: MDE-MJ / PJ) that the polyvinyl alcohol film thickness was 20 microns. The contact angle with water was measured in air.
  • Example 2 In order to prevent air bubbles from entering the bonding surface when bonding the lower layer, for example, a resin scraper (scalpel) can be used and bonded while applying a constant pressing pressure from the end surface of the substrate to the opposite side. desirable.
  • a resin scraper Scalpel
  • Example 2 According to the same process as in Example 1, the phantom shown in FIGS. 1 to 3 was produced. However, a substrate 2 made of Kuraray Co., Ltd. polymethyl methacrylate (product name: parapet, product number: GH-S) was used. The optical properties of the substrate 2 were a total light transmittance of 91% and a haze of 2.2%. It was confirmed that the contact angle of polyvinyl alcohol with respect to water was 33 ° and the film thickness was 22 microns.
  • Example 3 According to the same process as in Example 1, the phantom shown in FIGS. 1 to 3 was produced. However, a mixture of Kuraray's polymethylmethacrylate (product name: parapet, product number: GH-S) and castor oil (Ito Oil Co., Ltd., product name: refined castor oil, specific gravity: 0.95) (acrylic block co-weight)
  • the optical property values of the substrate 2 were 90% total light transmittance and 3.3% haze.
  • FIG. 13 is a photograph showing a black ink pattern drawn on a polystyrene base material in Example 1.
  • FIG. 14 is a photograph showing a green ink pattern drawn on a polymethylmethacrylate base material in Example 2.
  • FIG. 15 is a photograph showing a yellow ink pattern drawn on a base material composed of a joined product of polymethyl methacrylate and castor oil in Example 3.
  • Example 16 is a photograph showing a red ink pattern drawn on a base material composed of a joined product of an acrylic block copolymer and castor oil in Example 4. Both have succeeded in fixing fine coloring patterns clearly.
  • Example 5 The phantom laminate described with reference to FIGS. 4 to 6 was produced. The manufacturing procedure of each of the phantoms 1A to 1C and the manufacturing procedure of the support substrate 5 are the same as in the first embodiment. However, each base material 2A, 2B, 2C is made of Kuraray Co., Ltd.
  • acrylic block copolymer product name: clarity, product number: La2140e, specific gravity: 1.06
  • castor oil Ito Oil Co., Ltd., product name: Refined castor oil, specific gravity: 0.95)
  • acrylic block copolymer / castor oil 90/10 wt%.
  • concentration of polyvinyl alcohol that is a water-soluble resin is 4 wt%.
  • the optical properties of each substrate were 90% total light transmittance and 3.5% haze. It was confirmed that the contact angle of polyvinyl alcohol with respect to water was 21 ° and the film thickness was 10 microns.
  • Example 6 The phantom laminate described with reference to FIGS. 4 to 6 was produced.
  • the layer structure was a three-layer structure having water-soluble titanium dioxide, and had an ink pattern in the first layer from the support substrate.
  • the second and third phantoms are not provided with a print pattern. Except this, it carried out similarly to Example 5, and obtained the phantom laminated body of Example 6.
  • Example 8 The phantom laminate described with reference to FIGS. 4 to 6 was produced. However, the layer structure is a three-layer structure having water-soluble titanium dioxide, and has an ink pattern in the first, second, and third layers from the support substrate. Except this, it carried out similarly to Example 6, and obtained the phantom laminated body of Example 8.
  • Table 2 An outline of Examples 5 to 8 is shown in Table 2.
  • Example A1 A phantom was manufactured in the same manner as in Example 1 described above. However, unlike Example 1, water-soluble resin (product name: polyvinyl alcohol, product number: PVA-217 (molecular weight 1700) of Kuraray Co., Ltd. was used as the hydrophilic resin, and the film thickness of the hydrophilic resin film was 52 microns.
  • Example A2 A phantom was manufactured in the same manner as in Example 2 described above. However, unlike Example 2, water-soluble resin (product name: polyvinyl alcohol, product number: PVA-217 (molecular weight 1700) of Kuraray Co., Ltd. was used as the hydrophilic resin, and a hydrophilic resin coating film The thickness was 50 microns. As a result, as in Example 2, a fine colored pattern was successfully fixed.
  • Example A3 A phantom was manufactured in the same manner as in Example 3 above.
  • Example 3 as the hydrophilic resin, a water-soluble resin (product name: polyvinyl alcohol, product number: PVA-217 (molecular weight 1700) of Kuraray Co., Ltd. is used, and a hydrophilic resin coating film The thickness was 24 microns. As a result, as in Example 3, a fine colored pattern was successfully fixed. [Example A4] A phantom was manufactured in the same manner as in Example 4 described above. However, unlike Example 4, the water-soluble resin (product name: polyvinyl alcohol, product number: PVA-217 (molecular weight 1700) of Kuraray Co., Ltd. was used as the hydrophilic resin. The thickness was 28 microns.
  • Example 4 As a result, as in Example 4, a fine colored pattern was successfully fixed.
  • Example A5 A phantom was manufactured in the same manner as in Example 5 described above. However, unlike Example 5, water-soluble resin (product name: polyvinyl alcohol, product number: PVA-217 (molecular weight 1700) of Kuraray Co., Ltd. was used as the hydrophilic resin, and the obtained hydrophilic resin. The film thickness was 26 microns. As a result, as in Example 5, a fine colored pattern was successfully fixed.

Abstract

皮膚、皮膚のしみ、血管、血管内の赤血球、血栓、腫瘍、脂肪などの各種生体組織を模擬することができ、精密で再現性に優れる生体光計測用ファントムを提供する。生体光計測用のファントム１は、熱可塑性樹脂または熱可塑性樹脂と油との混合物からなる基材２、この基材２の少なくとも一方の主面２ａ上に設けられた親水性樹脂からなる被膜３、およびこの被膜３に定着され、生体組織を模擬するインク印刷パターン４を備えている。

Description

生体光計測用ファントム、ファントム積層体およびファントムの製造方法
　本発明は、光を用いて生体内の組織を計測する生体光計測装置の検査や校正を行うためのファントムに関するものである。また、本発明は、前記ファントムの製造方法に関するものである。
　生体計測を行う方法としては、Ｘ線　ＣＴ、ＭＲＩ、超音波診断装置などが知られているが、最近は、光音響イメージングが注目されている。この方法では、光パルスを生体に照射し、生体から発生する光音響信号を超音波検出器で受信し、検出した音響信号を電気信号に変換し、生体情報を得る。光音響イメージングのレビューとして、非特許文献１を示す。
　生体光計測装置の検査を行うための検査用ファントムは、生体内の組織を、精度、再現性を有して計測可能な状態であるかどうかや、生体計測装置の安定性等を検査するものである。
　ここで、特許文献１（特開２００１−００８９４１）においては、光計測試料の中空部に、別の光学的性質を有する固体を充填することで、任意の光計測試料を形成している。
　特許文献２（ＷＯ２００５−１０７５９９　Ａ１）においては、超音波診断装置用の生体模擬ファントムにおいて、高分子骨格の中に液体を保持したハイドロゲルを使用し、その中に固体散乱体を分散させている。
　生体光計測装置の検査を行うための検査用ファントムとしては、内部で光を散乱させる板状樹脂ブロックからなる散乱体や、平板上に光の吸収体としてインクを塗布したものが開示されている（（特許文献３：特開２００９−１９５３８７）。
　一方、光音響イメージング用ファントムとしては、非特許文献２に記載されたものがあり、例えば寒天やゼラチン、水に光の散乱体としてイントラリピッドを混ぜたものが開示されている。
　また、光音響法で測定する装置の校正に用いる校正用ファントムとして、容器内の主成分を水とした校正用ファントムが提案されている（特許文献４：特開２００８−０５８０５１）。しかしながら、水を用いることで、生体組織に等しい比重が実現可能な反面、校正作業の度に水の入れ替え作業が必要であり、作業性に劣る。センサプローブの入射角を変更しようと校正用ファントムを傾斜させると、水が容器から流れ落ちて、校正作業の効率を低下させる。
「ＩＥＥＥ　ＪＯＵＲＮＡＬ　ＯＦ　ＳＥＬＥＣＴＥＤ　ＴＯＰＩＣＳ　ＩＮ　ＱＵＡＮＴＵＭ　ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳ，ＶＯＬ．１４，ＮＯ．１，ＪＡＮＵＡＲＹ／ＦＥＢＲＵＡＲＹ　２００８　Ｐ．１７１」Ｌ．Ｖ．Ｗａｎｇ Ｄａ　Ｘｉｎｇ「Ｐｈｏｔｏａｃｏｕｓｔｉｃ　Ｉｍａｇｉｎｇ　ａｎｄ　Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ」Ｅｄｉｔｅｄ　ｂｙ　Ｌ．Ｖ．Ｗａｎｇ　ＣＲＣ　Ｐｒｅｓｓ（２００９）Ｐ．３０１
特開２００１−００８９４１ ＷＯ２００５−１０７５９９　Ａ１ 特開２００９−１９５３８７ 特開２００８−０５８０５１
　本発明者は、例えば光音響イメージング法で用いるファントムとして、種々のファントムを検討したが、いずれのファントムも均質な材質からなっているものであった。特許文献４のように、ファントムの材質を水とすることで比重を１．０としたものはあるが、実用的ではない。また、ファントム材質の透明度を高めたり、あるいは光散乱特性や光吸収特性を付与するという思想はあったが、しかしいずれも材料物性の調整にとどまるものであった。
　例えば、光音響イメージング法は、他の光計測技術に比べて、組織の深部までの計測を可能とするものであり、得られる超音波信号は、生体組織の比較的深部までの複雑な構造を反映するものである。生体組織は、例えば、皮膚と血管とを有しており、皮膚と同様の光散乱特性、血管内の赤血球と同様の光吸収特性を有したファントムであることが望まれる。また、生体組織の具体例としては、皮膚組織、皮膚のしみ、血管、血管内の赤血球、血栓、腫瘍などがあり、計測が必要である。しかし、このような各種の生体組織を模擬するファントムは提供されていない。
　本発明の課題は、皮膚、皮膚のしみ、血管、血管内の赤血球、血栓、腫瘍、軟骨、皮膚組織、筋肉、リンパ節、リンパ管、神経などの各種生体組織を模擬することができ、精密で再現性に優れる生体光計測用ファントムを提供することである。
　本発明は、生体光計測用のファントムであって、
　熱可塑性樹脂または熱可塑性樹脂と油との混合物からなる基材、この基材の少なくとも一方の主面上に設けられた親水性樹脂からなる被膜、およびこの被膜に定着され、生体組織を模擬するインク印刷パターンを備えていることを特徴とする。
　また、本発明は、前記ファントムを複数備えており、複数の前記ファントムが積層されていることを特徴とする、ファントム積層体に係るものである。
　また、本発明は、前記ファントムを製造する方法であって、
　少なくとも前記熱可塑性樹脂を有機溶剤に溶解させて溶液を得る溶解工程、
　型枠内に前記溶液を収容し、前記有機溶剤を乾燥させて基材を得る基材成形工程、
　得られた前記基材上に親水性樹脂を被覆して被膜を形成する被覆工程、および
　生体組織を模擬する印刷パターンをインクで前記被膜上に形成する印刷工程
を有することを特徴とする。
　本発明は、皮膚、皮膚のしみ、血管、血管内の赤血球、血栓、腫瘍、軟骨、皮膚組織、筋肉、リンパ節、リンパ管、神経などの生体組織を模擬することができ、精密で再現性に優れる生体光計測用ファントムを提供するものであり、計測する組織の擬似モデルを実現して計測装置の校正、改善、設計に寄与できるものである。従って、本発明は、まったく新しい概念の製品を世の中に送り出すものであり、産業の発達への寄与は多大である。
　第１図（ａ）は、一実施形態に係るファントム１の平面図であり、第１図（ｂ）はファントムの裏面図である
　第２図（ａ）は、ファントム１と支持基板５とを接合する前の状態を示す模式図であり、第２図（ｂ）は、接合後のファントム１０を示す模式図である。
　第３図は、ファントム１０を模式的に示す分解斜視図である。
　第４図は、支持基板５、ファントム１Ａ、１Ｂおよび１Ｃを分解して示す正面図である。
　第５図は、支持基板５およびファントム１Ａ~１Ｃからなるファントム積層体１０Ａを模式的に示す図である。
　第６図は、第５図のファントム積層体１０Ａを模式的に示す分解斜視図である。
　第７図は、血管組織ファントムの印刷パターンを示す上面図である。
　第８図は、血栓組織ファントムの印刷パターンを示す上面図である。
　第９図は、支持基板、血栓組織ファントム、血管組織ファントムおよび皮膚組織ファントムからなるファントム積層体を分解して模式的に示す図である。
　第１０図は、しみファントムの印刷パターンを示す上面図である。
　第１１図は、血管組織ファントムおよびしみファントムの積層体の合成された印刷パターンを示す上面図である。
　第１２図は、支持基板、しみファントム、血管組織ファントムおよび皮膚組織ファントムからなるファントム積層体を分解して模式的に示す図である。
　第１３図は、実施例１において、ポリスチレン基材に黒色のインクパターンを描画したものを示す写真である。
　第１４図は、実施例２において、ポリメチルメタクリレートの基材に緑色のインクパターンを描画したものを示す写真である。
　第１５図は、実施例３において、ポリメチルメタクリレートとひまし油との混合物からなる基材に黄色のインクパターンを描画したものを示す写真である。
　第１６図は、実施例４において、アクリル系ブロック共重合体とひまし油との接合物からなる基材に赤色のインクパターンを描画したものを示す写真である。
　第１７図は、実施例６~８において、二酸化チタン粉末を配合した基材上に、水溶性樹脂（ポリビニルアルコール）を被覆し、乾燥している状態を示す写真である。
　第１８図は、実施例６~８において、二酸化チタン粉末を配合した基材上に、水溶性樹脂（ポリビニルアルコール）を被覆し、インクパターンを描画したものを示す写真である。
（生体光計測）
　本発明のファントムが対象とする生体光計測は、生体に対して電磁波を照射し、生体からの応答を検出することで、その生体についての情報を得る計測方法および装置である。生体に対して照射する電磁波としては、Ｘ線をはじめ各種波長の光、すなわち可視光や遠赤外光、マイクロ波等がある。また、生体からの応答としては、超音波、温度変化、蛍光等がある。
　特に好ましくは光音響計測ないしイメージング装置の校正、検定、設計に対して本発明を適用する。光音響イメージングの場合には、生体の深部からの情報を超音波応答によって検出可能であるため、ファントムについても、生体のより深部の組織構造を反映することが一層重要となる。従って、本発明の重要性が最も顕著である。
（ファントム）
　ファントムとは、対象とする生体光計測装置の校正、検査、設計などに用いる、生体の応答を模擬した試料のことである。本発明のファントムは、従来のファントムとは異なり、均質な組織ではなく、複雑な組織構造や積層構造を有する生体組織を模擬するのに適しており、この点に顕著な特徴を有する。こうした複雑な組織、あるいは積層構造を有する組織としては、血管組織、血栓、しみ、腫瘍組織、軟骨、皮膚組織、筋肉、リンパ節、リンパ管、神経などの生体組織モデルを例示できる。更には、表皮、真皮、皮下組織、皮下脂肪、メラノサイト、リンパ節、リンパ管、血管網、骨、乳房、乳腺、前立腺、消化器全般、呼吸器全般などの生体組織モデルを例示できる。　例えば、皮膚は表皮、真皮という積層構造を有しており、かつその中に血管組織、リンパ組織や皮下脂肪組織を含んでいる。更に、内部にしみ、斑点、血栓などの欠損、変色組織を含んでおり，非常に複雑な構造を有している。こうした複雑な生体組織を模擬するファントムは従来提供されておらず、本発明の意義は大きい。
（ファントムの基本形態）
　本発明のファントムは、熱可塑性樹脂、または熱可塑性樹脂と油との混合物からなる板状の基材、この基材の少なくとも一方の主面を被覆する親水性樹脂からなる被膜、およびこの被膜に定着され、生体組織を模擬するインク印刷パターンを備えている。
　好適な実施形態においては、前記ファントムが別体の支持基板と積層、接合されており、一体のファントムを構成している。これによって、ファントムの機械的強度が増大し、取り扱いが容易になる。
　更に例えば光音響ファントムにおいては、各層を伝播した音波が、最下層に到達した後、周囲の空気層によって反響し、アーチファクトとよばれる実際には存在しないノイズ像を、検査像に混入させることが懸念される。アーチファクトとよばれるノイズ像を混入させない方法の一つとして、例えば、音響特性の異なる、比重の重い、厚みの厚い樹脂の支持基板を最下層に設置することで、反響する音波に位相差を設けて、ノイズ像を区別することが可能となる。
　例えば第１図~第３図のファントム１においては、基材２の一方の主面２ａ上に、親水性樹脂の被膜３が形成されており、被膜３上に印刷４が施されている。なお、第１図、第３図では、印刷パターンの詳細は特に限定されないので、図示していない。ファントム１の基材２と支持基板５とを接合一体化することで、更に支持基板付きのファントム１０を構成することができる。ここで、被膜３および印刷パターンは、基材２と支持基板５の接合面５ａとの間に挟まれている。本例では、基材２の他方の主面２ｂは露出している。
（熱可塑性樹脂、または熱可塑性樹脂と油との混合物からなる基材）
　本発明のファントムでは、対象とする生体組織を模擬していることが要求される。生体組織は細胞からなり、主な成分は水である。水の比重は１．０であることから、基材の材質の比重は、１．０に近いことが好ましい。この観点からは、基材の材質の比重は、０．８５~１．３０であることが好ましく、０．９~１．１２であることが一層好ましい。
　基材の材質と支持基板の材質とは、同一であってよく、あるいは同種であってよいが、互いに異なっていてもよい。
　基材と支持基板との接着性という観点からは、基材と支持基板とが同じ材質、または相溶性を有する材質からなることが好ましい。
　アーチファクトとよばれるノイズ像の混入を防止する観点からは、支持基板は、音響特性の異なる、比重の重い、厚みの厚い樹脂からなることが好ましい。比重の重い樹脂とは、例えば、ポリ塩化ビニル、ポリエチレンテレフタレート、フッ素系樹脂（四フッ化エチレン、フッ化ビニリデンなど）があげられる。
　熱可塑性樹脂とは、ガラス転移温度または融点まで加熱することによって軟らかくなり、目的の形に成形できる樹脂のことである。
　基材、支持基板を構成する熱可塑性樹脂としては、例えばアクリル系樹脂、ポリ乳酸、ポリグリコール酸、スチレン系樹脂、アクリル・スチレン系共重合樹脂（ＭＳ樹脂）、ポリカーボネート系樹脂、ポリエチレンテレフタレートなどのポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、エチレン・ビニルアルコール系共重合樹脂、スチレン系エラストマーなどの熱可塑性エラストマー、塩化ビニル系樹脂、ポリジメチルシロキサンなどのシリコーン樹脂、酢酸ビニル系樹脂（商品名：エクセバール）、ポリビニルブチラール系樹脂等を挙げることができる。
　熱可塑性樹脂に油を混合することで、基材材質の比重を、生体組織の細胞と等しい比重１．０に可能な限り近づけることで、光計測における音波の減衰を少なくすることができる。
　使用される油としては、例えば、ナフテン系プロセス油、パラフィン系プロセス油などの鉱物油系軟化剤、ひまし油、綿実油、あまに油、なたね油、大豆油、パーム油、梛子油、落花生油、木ろう、パインオイル、オリーブ油などの植物油系軟化剤、ポリイソブチレン系オイルなどの合成系軟化剤が挙げられる。なお、これらの軟化剤は一種を単独で用いてもよく、互いの相溶性が良好であれば二種以上を混合して用いてもよい。
　熱可塑性樹脂と油の混合方法は、熱により樹脂を可塑化させて基材を得る場合は、あらかじめ樹脂と油をブレンダーで混合する方法、樹脂を溶剤に溶解させて基材を得る場合は、油を溶剤と混合する方法などがあげられる。熱可塑性樹脂と油との混合比率は、基材の比重の設計値から決定することができる。
　基材の厚みは、特に限定はされないが、生体からの応答信号、例えば音波の減衰を抑制する観点からは、０．０２ｍｍ~５０ｍｍの範囲が好ましく、０．１~２０ｍｍの範囲がより好ましい。
　基材、支持基板を得る方法としては、例えば、射出成形、プレス成形、押出成形、モノマーキャスト成形、溶剤キャスト成形などを挙げることができる。
　基材、支持基板の好ましい光学物性値は、全光線透過率（厚み：０．５ｍｍ）７０％以上、ヘイズ値（厚み：０．５ｍｍ）３０％以下が好ましく、全光線透過率（厚み：０．５ｍｍ）８０％以上、ヘイズ値（厚み：０．５ｍｍ）２０％以下がより好ましい。
（アクリル系樹脂）
　基材、支持基板を構成するアクリル系樹脂の具体例としてはメタクリル酸、アクリル酸、メチルメタクリレート、メチルアクリレート、エチルメタクリレート、エチルアクリレート、ｎ−プロピルメタクリレート、ｎ−プロピルアクリレート、ｎ−ブチルメタクリレート、ｎ−ブチルアクリレート、ｔ−ブチルメタクリレート、ｔ−ブチルアクリレート、ｎ−ヘキシルメタクリレート、ｎ−ヘキシルアクリレート、シクロヘキシルメタクリレート、シクロヘキシルアクリレート、クロロメチルメタクリレート、クロロメチルアクリレート、２−クロロエチルメタクリレート、２−クロロエチルアクリレート、２−ヒドロキシエチルメタクリレート、２−ヒドロキシエチルアクリレート、３−ヒドロキシプロピルメタクリレート、３−ヒドロキシプロピルアクリレート、２，３，４，５，６−ペンタヒドロキシヘキシルメタクリレート、２，３，４，５，６−ペンタヒドロキシヘキシルアクリレート、２，３，４，５−テトラヒドロキシペンチルメタクリレート、または２，３，４，５−テトラヒドロキシペンチルアクリレートなどのモノマーの重合体、または上記モノマーの共重合体（コポリマー）が挙げられる。
　アクリル系樹脂は、好ましくは、アクリル系ブロック共重合体が特に好ましい。この特徴について、説明する。
　共重合体には、ランダム共重合体（—ＡＢＢＡＢＢＢＡＡＡＢＡ—）、交互共重合体（—ＡＢＡＢＡＢＡＢＡＢＡＢ—）、周期的共重合体（—ＡＡＡＢＢＡＡＡＢＢＡＡＡ—）、ブロック共重合体（—ＡＡＡＡＡＡＢＢＢＢＢＢ—）、の４種類の構造がある。また、ブロック共重合体の一種にグラフト共重合体と呼ばれるものがあり、幹となる高分子鎖に、異種の枝高分子鎖が結合した枝分かれ構造をしている。
　ブロック共重合体は、リビング重合法によって製造される。リビング重合とは、重合反応の中でも、連鎖重合において移動反応・停止反応などの副反応を伴わない重合のことである。リビング重合の特徴は、ポリマーの生長末端が常に重合活性である（ｌｉｖｉｎｇである）ため、モノマーが完全に消費されたあと新たにモノマーを加えると重合がさらに進行すること、鎖の長さのそろったポリマーが得られること等の点を挙げることができる。
　ブロック共重合体は、スチレン系ブロック共重合体と、アクリル系ブロック共重合体に大別される。ファントムに、アクリル系ブロック共重合体を使用することで、より生体組織を模擬したファントムを実現することができる。
　アクリル系ブロック共重合体とは、例えば、ポリメチルメタクリレート−ボリブチルアクリレート（ＭＡ）、ポリメチルメタクリレート−ポリブチルアクリレート−ポリメチルメタクリレート（ＭＡＭ）などがあげられる。
　アクリル系ブロック共重合体の優れる特徴は、比重が、水の１．０に近いことである。例えば、ポリメチルメタクリレート（比重１．１９、硬質：ガラス転移温度１００℃）と、ポリブチルアクリレート（比重１．０３、軟質：ガラス転移温度−５４℃）の共重合比が、ポリメチルメタクリレート／ポリブチルアクリレート＝５０／５０ｗｔ％の場合、比重は１．１１となり、一般のアクリル樹脂（ポリメチルメタクリレート）よりも比重を低くすることができる。ポリメチルメタクリレート／ポリブチルアクリレート＝２０／８０ｗｔ％の場合、比重は１．０６となる。
　アクリル系ブロック共重合体は、例えば、ポリメチルメタクリレート（Ａ、硬質）−ボリブチルアクリレート（Ｂ、軟質）からなる、ＡＢ型のジブロック共重合体、ポリメチルメタクリレート（Ａ、硬質）−ポリブチルアクリレート（Ｂ、軟質）−ポリメチルメタクリレート（Ａ、硬質）からなる、ＡＢＡ型トリブロック共重合体などがあげられる。
　アクリル系ブロック共重合体は、各ブロックのポリマー屈折率が異なっていても、鎖の長さがそろっていることにより、ナノレベルの分散構造を有することにより、高い透明性を保持することが可能である。
　ゴム成分であるポリブチルアクリレートの成分比を高くすることで、柔軟性を高めることができ、目的とする用途に応じて、ＡＢの成分比を選択することが望ましい。
　更に、アクリル系ブロック共重合体は、柔軟であるため、インク定着用被膜である親水性樹脂と基材との接着力を強固にすることが可能となる。
　親水性樹脂を基材に被覆した際、親水性樹脂は基材の表面に存在する水酸基だけでなく、基材の内部に浸潤して、基材内部の水酸基とも親和するため、化学的な接着力に加えて、物理的なアンカー効果を発揮することが可能となる。
　アクリル系樹脂とアクリル系ブロック共重合体の混合物における配合比は、成形加工性とハンドリング性を両立させる観点から、５／９５ｗｔ％~９５／５ｗｔ％の範囲が好ましく、２０／８０ｗｔ％~８０／２０ｗｔ％の範囲であることがより好ましい。
　アクリル系ブロック共重合体単体における配合比は、成形加工性とハンドリング性を両立させる観点から、ポリメチルメタクリレート（Ａ、硬質）−ポリブチルアクリレート（Ｂ、軟質）−ポリメチルメタクリレート（Ａ、硬質）からなる、ＡＢＡ型トリブロック共重合体の場合、２／９６／２ｗｔ％~４５／１０／４５ｗｔ％の範囲が好ましく、５／９０／５ｗｔ％~２５／５０／２５ｗｔ％の範囲がより好ましい。
（アクリル系樹脂と、水酸基とカルボシキル基を有する脂肪酸に由来する植物油の混合物からなる基材）
　アクリル系樹脂と、水酸基酸基とカルボシキル基を有する脂肪酸に由来する植物油の混合物によって基材を形成することが特に好ましい。
　本発明者は、水酸基とカルボシキル基を有する脂肪酸に由来する植物油により、アクリル系樹脂と相溶させることを見い出し、光音響ファントムに必要とされる、水の１．０に近づけること、高い透明性の保持、更には、親水性樹脂と基材との強い接着性を実現させることに至った。
　植物油の主成分である脂肪酸は、カルボルシル基を有しているため、アクリル系樹脂のエステル（カルボシキル基の化合物）と相溶するため、アクリル系樹脂にナノレベル分散性を実現することができ、アクリル系樹脂への混合後も、高い透明性を有することが可能になる。
　更に、脂肪酸に水酸基を有することで、アクリル系樹脂の内部、および表面に親水基を配置することが可能になるため、インク層である親水性樹脂と基材との界面に化学的親和性をもたらし、基材との飛躍的に高い接着性を発現することができる。
　植物油とは、植物に由来する油を意味しており、植物油を精製したものを含んでおり、また植物油に水素添加等の化学処理を加えた後の誘導体も含む。また、植物油は、混合物であってよい。植物油の純度も特に限定はされないが、８０重量％以上が好ましく、９０重量％以上がさらに好ましい。
　脂肪酸と反応する水酸基含有化合物としては、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、グリセリン、ポリグリセリンなどがあげられる。
　前記植物油の具体例としては、ひまし油、水添ひまし油などのひまし油誘導体、またはそれらの混合物があげられる。
　ひまし油は、脂肪酸（リシノレイン酸）とグリセリンとのエステルを主成分とし、保有する水酸基（ＯＨ基）、二重結合、およびエステル結合を利用し、多くの化学反応を行わせることができ、得られた生成物は、塗料工業、プラスチック工業、ゴム工業、建材工業、金属工業、および機械工業など広範な用途に展開されている。更に、ひまし油は、淡黄色の粘稠な不乾性油で、脂肪族炭化水素系溶剤を除く、ほとんどの有機溶剤に可溶である特徴を示す。ひまし油の純度は、９０重量％以上が好ましい。
　アクリル系樹脂とひまし油またはその誘導体の混合比として、例えばポリメチルメタクリレート（比重１．１９）／ひまし油（比重０．９５）＝８０／２０の場合、比重は１．１４となる。
　アクリル系樹脂と、水酸基とカルボシキル基を有する脂肪酸に由来する植物油の混合方法は、例えば、アクリル系樹脂と前記植物油を、有機溶剤であるアセトンに溶解させた後、アセトンを蒸発させるキャスト成形法、アクリル系モノマーと脂肪酸に前記植物油を混合した後に重合（硬化）させる方法などによって簡単に得ることができる。アクリル系樹脂とひまし油またはその誘導体が、お互いの化学構造によって相溶しているため、透明な基材を得ることができる。
　アクリル系樹脂と、水酸基とカルボシキル基を有する脂肪酸に由来する植物油の混合物からなる基材は、前記植物油が水酸基（ＯＨ基）を有することにより、親水性樹脂が有する水酸基（ＯＨ基）と親和し、基材と親水性樹脂の接着性を飛躍的に向上させることが可能となる。
　この結果、親水性樹脂に形成されたインクは、基材に強固に接着することができ、ファントムの精度、保存安定性を高めることができる。
　アクリル系樹脂に対する、水酸基とカルボシキル基を有する脂肪酸に由来する植物油の混合割合は、透明性保持と、前記植物油のブリードアウトを防止する観点から、０．５％~５０％の範囲が好ましく、１．０~２５％の範囲がより好ましい。
　特に好ましくは、比重１．０６のアクリル系ブロック共重合体と、水酸基とカルボシキル基を有する脂肪酸に由来する植物油としてひまし油を選択した場合、その混合比を、アクリル系ブロック共重合体（比重１．０６）／ひまし油またはその誘導体（合計量）＝８０／２０ｗｔ％とした場合、比重は１．０４となり、更に、水の比重１．０に近づけることができる。
　アクリル系ブロック共重合体と、水酸基とカルボシキル基を有する脂肪酸に由来する植物油の混合物は、例えば、アクリル系ブロック共重合体とひまし油を、有機溶剤であるアセトンに溶解させた後、アセトンを蒸発させるキャスト成形法によって簡単に得ることができる。アクリル系ブロック共重合体と、水酸基とカルボシキル基を有する脂肪酸に由来する植物油が、お互いの化学構造によって相溶しているため、透明な基材を得ることができる
　次の特徴は、光音響計測に必要となる、高い透明性を有していることである。通常、屈折率の異なる２種類の熱可塑性樹脂をブレンドした場合、水と脂肪からなる牛乳のように不透明となる。
　アクリル系ブロック共重合体は、鎖の長さのそろったポリマーであるため、各ブロックの屈折率が異なっていても、数１０ｎｍ単位の相分離構造となるため、可視光波長の４００~６５０ｎｍの光を屈折させることがなく、基材を得ることが可能である。
　好ましい光学物性値は、全光線透過率（厚み：０．５ｍｍ）７０％以上、ヘイズ値（厚み：０．５ｍｍ）３０％以下が好ましく、全光線透過率（厚み：０．５ｍｍ）８０％以上、ヘイズ値（厚み：０．５ｍｍ）２０％以下がより好ましい。　次の特徴は、長期間安定な自己接着能である。
　ブロック共重合体は、軟質（液状性質）セグメントの比率が高くなると、軟質成分のポリブチルアクリレートが、ナノレベルで表在するようになり、自己接着性を示すことが可能となる。自己接着性は、可塑剤を使用しないため、時間経過、例えば６ヶ月以上が経過しても、粘着性が低下することがなく、製品としての品質を保証することが可能となる。
　この自己接着能は、板状の基材を重ね合わせて、生体模擬モデルを製作する際、接着剤が不要となり、気泡の混入を無くし、製作にかかるコストを可能とする。この接着力は、熱可塑性プラスチック、ガラス、シリコンウェハー、プリント配線板、エラストマー、エンジニアプラスチックなどにも有効であり、ファントムの実装化に貢献することができる。
　また、ブロック共重合体は、分子量が揃っているため、従来のエラストマーと比較して、引き裂き強度に優れるため、穴あけ加工においても、破断する等の問題を発生させることがない。分子量が揃っていることにより、毒性物となる低分子量が含まれておらず、生物試験にも使用可能である
（親水性樹脂）
　基材の少なくとも一方の主面に親水性樹脂の被膜を形成することによって、ターゲットとなるインクを含侵させ、定着することができる。インクは、親水性樹脂に含浸することによって乾燥し、基材上に固定される。
　インクの含浸を促進するという観点からは、親水性樹脂の水に対する接触角は、３°~６０°であることが好ましく、１０°~４０°であることが更に好ましい。
　親水性樹脂としては、例えば、カルボキシル基、水酸基、スルホン基、アミド基、エーテル結合の１種以上を含有するポリアクリル酸、ポリアクリル酸塩、ポリビニルアルコール、ポリアクリルアミド、ポリエチレングリコール、カルボキシメチルセルロース、ポリビニルピロリドンの１種もしくはこれらの共重合物もしくは混合物があげられる。
　親水性樹脂の被覆方法は、薬品処理、溶剤処理、カップリング剤処理、モノマーコーティング、ポリマーコーティング、蒸気処理、表面グラフト化、紫外線照射処理、プラズマ接触処理、プラズマジェット処理、プラズマ重合処理、イオンビーム処理、ディッピング法、スピンコート法、エキシマＵＶ処理などがあげられる
　基材に被覆される親水性樹脂の膜厚は、薄すぎるとインクの含浸性が低下し、厚すぎると耐水性の低下の要因となる。親水性樹脂の膜厚の下限は、０．１ミクロン以上が好ましく、１ミクロン以上がより好ましく、１０ミクロン以上が更に好ましい。また、親水性樹脂の膜厚の上限は、１０００ミクロン以下が好ましく、１００ミクロン以下がより好ましく、５０ミクロン以下が更に好ましい。
　また、熱可塑性樹脂のほとんどが疎水性であるため、被覆する親水性樹脂との密着性が低下する場合には、熱可塑性樹脂表面のぬれ性を改質する技術が知られている。
　熱可塑性樹脂のぬれ性を改質する技術は、化学的処理技術、物理的処理技術に大別される。化学的処理技術としては、薬品処理、溶剤処理、カップリング剤処理、モノマーコーティング、ポリマーコーティング、蒸気処理、表面グラフト化、電気化学的処理などがあげられる。物理的処理技術としては、紫外線照射処理、プラズマ接触処理、プラズマジェット処理、プラズマ重合処理、イオンビーム処理、機械的処理などがあげられる。
（水溶性樹脂被膜）
　前記親水性樹脂は、特に好ましくは水溶性樹脂である。熱可塑性樹脂、または熱可塑性樹脂と油との混合物からなる板状の基材に被覆する親水性樹脂が、水溶性樹脂であることにより、生産性を大きく向上させることができる。
　水溶性樹脂は、その溶解に有機溶剤を必要としないため、全ての熱可塑性樹脂に被覆することが可能である。大型の生産設備を必要とせず、容易に被覆できる。
　熱可塑性樹脂の表面のぬれ性を親水性に改質したり、熱可塑性樹脂と油との混合物において、ひまし油を選択した場合には、水溶性樹脂の有する水酸基（ＯＨ基）と親和するため、水に溶解した水溶性樹脂の濃度を低くすることができる。基材と強い接着力を有する親水性の皮膜を、薄膜で形成できることで、水溶性樹脂の弱点である耐水性を改善することが可能となる。更なる耐水性を要求される場合は、例えば、ポリビニルアルコールを使用する場合、１０００以上の分子量で、９０％以上のけん化度の高いグレードを選択する方法があげられる。
　水溶性樹脂としては、例えば酢酸ビニル系樹脂（商品名：エクセバール、ポバール）、ポリビニルアルコール、ヒドロキシアルキルセルロース、ポリビニルピロリドン、ポリビニルカプロラクタム、日本油脂（株）製の商品名：Ｌｉｐｉｄｕｒｅ−ＰＭＢ（リン脂質極性基を有するＭＰＣポリマーとブチルアクリレートの共重合ポリマー）などがあげられる。
　水溶性樹脂の基材への被覆方法は、例えばスピンコート法、ディッピング法、スプレーミスト噴霧法などがあげられる。
　水に溶解した水溶性樹脂の濃度は、０．１重量％~２０重量％の範囲であることが好ましく、１重量％~１０重量％の範囲であることがより好ましい。被覆する基材のぬれ性、被覆方法に応じて、適宜、選択することが望ましい。
　基材に被覆される水溶性樹脂の膜厚は、薄すぎるとインクの含浸性が低下し、厚すぎると耐水性の低下の要因となる。親水性樹脂の膜厚の下限は、０．１ミクロン以上が好ましく、１ミクロン以上がより好ましく、１０ミクロン以上が更に好ましい。また、親水性樹脂の膜厚の上限は、１０００ミクロン以下が好ましく、１００ミクロン以下がより好ましく、５０ミクロン以下が更に好ましい。
（好適な物性）
　アクリル系樹脂と、水酸基とカルボシキル基を有する脂肪酸に由来する植物油との混合物からなる基材を用いる場合には、基材の内部、表面に水酸基を有することができ、基材とインク定着用被膜となる親水性樹脂との接着力を、飛躍的に高めることが可能となる。
　この観点からは、基材と親水性樹脂との接着力は、０．３~１０Ｎの範囲が好ましく、１~５Ｎの範囲であることがより好ましい。
　動的粘弾性測定は、ファントムのキャラクタリゼーションを把握するうえで、有効な手段である。アクリル系ブロック共重合体の硬質成分と、軟質成分の割合において、硬質成分の比率が高くなると、貯蔵弾性率（Ｅ’）は高くなり、ファントムの柔軟性、自己接着能は低下する傾向となる。軟質成分の比率が高くなると、貯蔵弾性率（Ｅ’）は低くなり、ファントムの柔軟性、自己接着能は高くなる傾向となる。
　柔軟性と自己接着能を発揮でき、かつハンドリング性（柔らかすぎない、かつ接着力が強すぎない）を両立させる観点から、動的粘弾性測定（引張モード、１１Ｈｚ）における、温度１０℃~４０℃±３の貯蔵弾性率（Ｅ’）は、１００００Ｐａ~１００ＭＰａの範囲であることが好ましく、５００００Ｐａ~５０ＭＰａの範囲がより好ましい。
　動的粘弾性測定は、貯蔵弾性率（Ｅ’）に加え、ガラス状態からゴム状態への転移に対応する軟質（ゴム状性質）成分のｔａｎδのピーク温度を測定することで、ファントムの柔軟性、自己接着能を評価することが可能である。
　柔軟性と自己接着能を発揮でき、かつハンドリング性（柔らかすぎない、かつ接着力が強すぎない）を両立させる観点から、動的粘弾性測定（引張モード、１１Ｈｚ）における、ゴム状態からガラス状態への転移に対応するソフトセグメント（軟質成分）のｔａｎδのピーク温度は、−８０~＋５０℃の範囲であることが好ましく、−５０~＋２０℃の範囲であることがより好ましい。
　基材の自己接着能は、接着剤が不要となる範囲として、０．５~１０Ｎの範囲が好ましく、１Ｎ~０．５Ｎの範囲がより好ましい。
（印刷パターン）
　インクの種類としては、例えば水性、または油性の染料インク、顔料インク、ジェル、墨などがあげられる。
　インクの親水性樹脂への被覆方法は、例えば、インクジェットプリンターを使用して直接印字する方法、ペン、筆による直接描画、開口部を有するステンレスなどのマスク体を用いた印字などがあげられる。
　本発明によれば、ターゲットとなるインクを、基材上にパターンニングできるので、計測する生体組織の擬似モデルを実現することができ、精度と再現性を両立したファントムの展開用途を飛躍的に拡大することに貢献する。
　例えば、インクジェットプリンタに使用されている染料インク、顔料インクを使用した場合、皮膚のしみを再現しようとすれば、黒系の色など、任意の濃度、形状のパターンを、パソコンから指定すれば極めて高精細に印字可能である。血管を再現しようとすれば、赤系の色を指定し、線幅１００ミクロンの印字も容易である。血管と血栓を再現するには、赤系の色の描画エリアに、描画しない領域をパソコンから指定すれば完了する。また、１枚の基材に、皮膚のしみ、血管、血栓を印字したり、複数の基材に印字した擬似モデルを重ね合わせることも可能である。インクジェットプリンタの吐出量は、最小単位が１ピコリットルであり、最小単位３０ミクロンの印字も容易で、かつ迅速である。
（ファントムの積層体）
　基材の積層構造について説明する。
　生体組織を模擬したファントムは、積層構造によって、より、実際の組織を精密に再現したモデルを実現することができる。
　また、前記のようなファントムを複数積層することで、積層ファントムとすることができる。例えば、第４図~第６図に示すファントム積層体１０Ａの例では、支持基板５上にファントム１Ａ、１Ｂ、１Ｃを積層し、接合している。各ファントム１Ａ、１Ｂ、１Ｃは、それぞれ、基材２Ａ、２Ｂ、２Ｃと、その主面上に形成された親水性樹脂からなる被膜３Ａ、３Ｂ、３Ｃと、各被膜上に形成された印刷パターン４Ａ、４Ｂ、４Ｃとを備えている。積層方向に見て隣接するファントムの各主面２ｂと各被膜３Ｂ、３Ｃとが互いに接合されている。末端に積層されたファントム１Ａが支持基板５の接合面５ａに対して接合されており、その被膜３Ａおよび印刷パターン４が基材２Ａと支持基板５との間に挟まれている。
　なお、ファントム積層体において積層する複数のファントムの個数は特に制限されないが、生体光計測の深度によって制限を受ける。この観点からは、ファントムの個数は５個以下が好ましい。
ファントム積層体中には、親水性樹脂被膜および印刷パターンの付いていない基材を挟み込むことも可能である。こうした設計は、目的とする生体組織の状態に合わせる。
（血管組織ファントム）
　皮下の血管組織は、少し太めの動脈や毛細血管など、太さの異なる数種類の赤色の血管を含んでいる。また、太さの異なる数種類の青色血管を含んでいる。これは、目的や測定箇所に応じて、適切な色彩のインクで印刷することができる。例えば、第７図に示すように、親水性樹脂からなる被膜３Ｅ上に血管組織を模擬する印刷パターン７を形成できる。
　同様に、血栓を模擬する印刷パターン１２を、第８図に示すように被膜３Ｄ上に印刷できる。しみパターンや、通常の細胞組織と異なる腫瘍パターン、軟骨パターンについても同様である。
　第９図に、これらの印刷パターンを利用したファントム積層体の例を示す。これは皮膚の血管組織および血栓組織を重ね合わせ、全体として模擬するものである。
　たとえば生体の皮膚組織は、表皮と真皮にわかれる。微小循環系である毛細血管は、その一部が閉塞することにより、血栓を生ずる。第９図は、真皮の下部での血栓組織を再現するためのファントム積層体を示す。
　本例では、支持基板５上には、血管組織７および血栓組織１２を模擬するファントム１Ｄが接合され、その上に血管組織７を模擬するファントム１Ｅが接合されている。ファントム１Ｅ上には皮膚（表皮）組織を模擬するファントム１１が接合されている。
　本例では、表皮組織を模擬するファントム１１には特に印刷パターンは設けられておらず、樹脂基材中に光散乱材料を配合することで表皮組織を模擬している。ファントム１１の上面１１ｂは露出しており、電磁波の照射面となる。ファントム１１の主面１１ａに対して血管組織ファントム１Ｅが接合され、血管組織ファントム１Ｅの下に血栓組織ファントム１Ｄが接合されている。血管組織ファントム１Ｅ中には光散乱材料を配合することで真皮組織を模擬している。また、血栓組織ファントム１Ｄには血管組織および血栓組織を模擬する印刷パターン７．１２を設ける。これによって、各組織が積層され、合成された状態の複合ファントムが得られ、被験体の組織を極めて精密に模擬することが可能となる。なお、３Ｄ、３Ｅは親水性樹脂の被膜である。
　第１２図は、皮膚の血管組織およびしみ組織を重ね合わせ、全体として模擬するファントム積層体の例を示す。
　たとえば生体の皮膚組織は、表皮と真皮にわかれる。微小循環系である毛細血管は、その一部が閉塞することにより、細胞が死滅して線維状となり、しみの原因となる。第１２図は、真皮の下部でのしみを再現するための印刷パターンを有するファントム積層体を示す。
　本例では、支持基板５上には、しみ１３Ａ、１３Ｂを模擬するファントム１Ｆが接合され、その上に血管組織７を模擬するファントム１Ｇが接合されている。ファントム１Ｇ上には皮膚（表皮）組織を模擬するファントム１１が接合されている。
　本例では、表皮組織を模擬するファントム１１には特に印刷パターンは設けられておらず、樹脂基材中に光散乱材料を配合することで表皮組織を模擬している。ファントム１１の上面１１ｂは露出しており、電磁波の照射面となる。ファントム１１の主面１１ａに対して血管組織ファントム１Ｇが接合され、血管組織ファントム１Ｇの下にしみファントム１Ｆが接合されている。血管組織ファントム１Ｇ中には光散乱材料を配合することで真皮組織を模擬している。また、しみ組織ファントム１Ｆには、しみを模擬する印刷パターンを設ける（第１０図参照）。これによって、各組織が積層され、合成された状態の複合ファントムが得られ、被験体の組織を極めて精密に模擬することが可能となる。第１１図にこうした合成パターンを図示する。なお、３Ｆ、３Ｇは、親水性樹脂からなる被膜である。
（各ファントムおよび支持基板の接合方法）
　各層の接合方法は、薬品処理、溶剤処理、モノマーコーティング、紫外線照射処理、プラズマ接触処理、基材の自己接着能を利用する方法などがあげられる。
（基材への光散乱粒子、光吸収体の配合）
　生体組織を模擬したファントムは、生体の皮膚、組織と同等の光散乱特性を有することが好ましい。例えば、生体と同等の光散乱特性、光吸収特性を有するため、光散乱粒子、光吸収粒子を添加した基材に、ターゲットとなるインクパターンが印字されることで、生体組織を模擬することが可能となる。また、前述例のように、本発明のファントムに対して、特定の光散乱粒子、光吸収体を配合した基材を積層することもできる。
　光散乱粒子は、有機、無機のいずれでも良い。無機材料を光散乱粒子とした場合、例えば、酸化チタン、二酸化チタン、酸化亜鉛、カオリナイトなどがあげられる。
　有機光散乱粒子としては、例えば、乳化重合法で製造された球形の粒子として、ポリスチレン、ポリスチレンとポリジビニルベンゼンの共重合体、ポリスチレンとポリブタジエンの共重合体、ポリメチルメタクリレート、ポリメチルメタクリレートとポリブチルメタクリレートの共重合体粒子などがあげられる。
　光吸収体は、無機化合物、有機化合物のいずれでも良い。
　無機化合物では、例えば、顔料として使用されている鉛丹、酸化鉄赤、黄鉛、亜鉛黄、ウルトラマリン青、プロシア青、カーボンブラック、金、銀、銅、鉄などの粒子があげられ、有機化合物としては、例えば、染料として使用される、ベンゼン、ナフタレン、アントラセン、ナフタセン、ペンタセンなどの化学構造を有する化合物があげられる。
　基材に光散乱粒子、光吸収体が均一に分散されないと、目的とする光散乱特性、光吸収特性が得られないことが予測される。
　また、その粒子径が揃っていると、特定の色を吸収する場合があるため、目的とする光散乱特性に応じて、粒子の添加量、粒子径分布を選択することが好ましい。
　粒子と基材の原材料となる熱可塑性樹脂との分散性を高める方法として、粒子と熱可塑性樹脂との相容性（親和性）を選択する方法がある。例えば、粒子に、親水性や疎水性の官能基を有する粒子を使用する、粒子に酸素などのプラズマを照射する、分散剤、乳化剤を添加することによって、表面のぬれ性が改質された粒子を選択することができる。
　光散乱粒子の平均粒子径は、２次凝集を防止し、均一な分散性を得るために、０．０１~２００ミクロンの範囲が好ましく、０．０５~１００ミクロンの範囲がより好ましい。
　粒子の添加量は、粒子の分散性を保つうえで、基材重量に対して０．０１ｗｔ％~１０ｗｔ％の範囲が好ましく、０．０５ｗｔ％~５ｗｔ％の範囲がより好ましい。
　光吸収体に粒子を使用した場合の平均粒子径は、均一な分散性を得るために、０．０１~１００ミクロンの範囲が好ましく、０．０５~３０ミクロンの範囲がより好ましい。
　粒子の添加量は、粒子の分散性を保つうえで、基材重量に対して０．０１ｗｔ％~１０ｗｔ％の範囲が好ましく、０．０５ｗｔ％~５ｗｔ％の範囲がより好ましい。
　光散乱粒子、光吸収粒子の配合方法は、あらかじめ、熱により可塑化した樹脂と粒子を混合したペレットを準備しておき、射出成形、プレス成形、押出成形の際に添加する方法、モノマーキャスト成形の際に、モノマーに粒子を添加する方法、溶剤キャスト成形の際に、樹脂が溶解した溶剤に、粒子を添加する方法などがあげられる。
　無機材料を光散乱粒子、光吸収粒子とした場合、無機粒子の分散性は、底部に、粒子が沈降しているか否か、目視で確認することができる。沈降した粒子の基材への混入を防止する方法として、例えば、攪拌後、約３時間静置し、容器を分取することで分散性に優れる基材を得ることができる
　粒子の分散性を向上させる方法として、熱により可塑化した樹脂と粒子を混合する場合は、あらかじめ、２軸押出機などを用いて、樹脂と粒子が均一に分散されたペレットを準備しておくことが好ましい。
（ファントムの透明性）
　光音響ファントムにおいては、１層、または複層が透明、または光散乱粒子を有する基材構成にすることで、多様な検査ニーズに対応することが可能となる。
　例えば、１層、または複層が透明の基材構成の場合は、各層における音波の減衰、インクによる反射、吸収を再現性よく検査することができる。
　１層、または複層が光散乱基材の場合は、例えば皮膚組織を模擬した光散乱の要素をファントムに加えることができる。目的に応じた層構成とすることで、ファントムの実用性を更に高めることができる。
　透明基材の光学物性値は、全光線透過率（厚み：０．５ｍｍ）７０％以上、ヘイズ値（厚み：０．５ｍｍ）３０％以下が好ましく、全光線透過率（厚み：０．５ｍｍ）８０％以上、ヘイズ値（厚み：０．５ｍｍ）２０％以下がより好ましい。実際の皮膚では表皮、真皮でも光を吸収するので基材の中に染料、インクを混ぜ込んで光の吸収特性を表皮、真皮にあわせても良い、
（ファントムの製造方法の好適形態）
　ファントムの製造方法は、基材の比重調整、親水性樹脂の被覆、インクパターンの描画といった複雑なプロセスを有する。大型の製造装置を用いれば、大量生産が可能となる反面、仕様の異なる基材を複数準備するには、大量の原材料、電力、設備費を必要とするため、ファントムのコストは高額となる。
　複雑な製造プロセスにおいても、原材料を廃棄することなく使用でき、電力、大型の設備を必要としない方法として、キャスト成形法があげられる。キャスト成形法では、製作バッチごとに、配合比を調整でき、多様な仕様に応じることが可能である。
　具体的には、原材料である熱可塑性樹脂、油を有機溶剤に溶解させるステップと、型枠内で有機溶剤を乾燥させるステップと、得られた基材に親水性樹脂を被覆した後、ターゲットとなるインクパターンを描画するステップとを有する。このインクパターンを有する基材を、更に他の基材、他のファントム、および／または支持基板と接合することもできる。
　有機溶剤に溶解した原材料の濃度は、有機溶剤の乾燥時間を短くし、型枠内への良好な流動性を両立させる観点から、５ｗｔ％~７０ｗｔ％の範囲が好ましく、２０ｗｔ％~５０ｗｔ％の範囲がより好ましい。
　型枠内に、有機溶剤に溶解した原材料を投入する際、基材内への気泡発生を防止するため、溶液の温度は、型枠よりも５℃~１５℃高いほうが望ましい。
　基材の平坦性を確保するためには、直接、溶液が循環空気に触れないよう、開口部を確保しつつ、基材上部をカバーで覆うことが望ましい。
　以下に実施例を説明する。本実施例で示したファントムは一例であり、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
［実施例１］
　以下の手順により、第１図~第３図に模式的に示したようなファントムを作製した。
（熱可塑性樹脂からなる基材２の作製）
　ＰＳジャパン（株）のポリスチレン（製品名：汎用タイプ、品番：ＧＰＰＳ）を使用し、アセトンに４０ｗｔ％の濃度で溶解させた。次に、この溶液を、ウォーターバスにより５０℃に昇温した後、型枠内に流し込み、１２時間かけてアセトンを揮発させた。
　型枠から、型枠の底面に張ってある保護フィルム（ニッパ（株）、品名：シリコーンコートＰＥＴ、品番：ＰＥＴ７５ｘｌ−Ｋ０−ＡＳＩ５）を取り外して、縦・横１２ｃｍ×厚さ１ｍｍの基材を得た。光学物性値を、ＪＩＳ　Ｋ６７１４に準拠する方法で測定した結果、全光線透過率８７％、ヘイズ５．８％であった。
（基材２への親水性樹脂３の被覆）
　（株）クラレの水溶性樹脂（製品名：ポリビニルアルコール、品番：ＰＶＡ−５０５）を使用し、純水に８ｗｔ％の濃度で溶解させた。次に、基材の四辺を、平坦な金属バット上にテープで固定し、基材裏面への溶液の浸潤防止、ポリビニルアルコール乾燥後の基材のソリ防止を行った。
　次に、ポリビニルアルコールの溶解液を基材全面に滴下した後、金属バットと傾斜させて余分な溶液を廃棄した。２４時間をかけて水分を乾燥させた後、金属バットから基材を取り出し、親水性樹脂が被覆された基材を得た。
　マイクロメーター（（株）ミツトヨ、型式：ＭＤＥ−ＭＪ／ＰＪ）により、ポリビニルアルコールの膜厚は、２０ミクロンであることを確認した。
　空気中にて、水に対する接触角を測定した。接触角測定装置（協和界面化学株式会社製、ＣＡ−ＤＴ・Ａ型）を用いて測定したところ３８°であった。
（インクパターン４の描画）
　インクジェットプリンタ（キャノン（株）、型式：ＭＧ６１３０）を使用し、パソコン（パナソニック（株）、品名：レッツノート、型式：ＣＦ−Ｓ９）からインクパターンを指示し、描画を行った。インクジェットプリンタの直接描画トレイに、縦４．５ｃｍ×横５．５ｃｍに切り出した基材を固定し、所望の色、パターンを有するインクパターンを描画した。インクパターンの描画には、約１０秒／１基材であり、描画直後のインクに触れても、インクの乾燥不良は発生しなかった。
（支持基板５との接合）
　アクリル系ブロック共重合体の自己接着能を利用し、基材どうしを重ね合わせることで、支持基板５との接合を行った。
　支持基板５は、音響特性の異なる、比重の重い、厚みの厚いアクリル系ブロック共重合体を最下層に設置することで、反響する音波に位相差を設けて、ノイズ像を区別することを目的としている。支持基板の厚さは５ｍｍ、比重１．１０のアクリル系ブロック共重合体を使用した。支持基板の接合後は、端面からの剥離を防止するため、端面をアセトンで溶着した。下層の接合時、接合面に気泡が混入を防止するため、例えば、樹脂製のスクレイパー（へら）を使用し、基材の端面から反対側に、一定の押し圧を加えながら、接合することが望ましい。
［実施例２］
　実施例１と同様のプロセスに従い、第１図~第３図に示すファントムを作製した。ただし、（株）クラレのポリメチルメタクリレート（製品名：パラペット、品番：ＧＨ−Ｓ）からなる基材２を用いた。基材２の光学物性値は、全光線透過率９１％、ヘイズ２．２％であった。ポリビニルアルコールの水に対する接触角は、３３°、膜厚は、２２ミクロンであることを確認した。
［実施例３］
　実施例１と同様のプロセスに従い、第１図~第３図に示すファントムを作製した。ただし、（株）クラレのポリメチルメタクリレート（製品名：パラペット、品番：ＧＨ−Ｓ）とひまし油（伊藤製油（株）、品名：精製ひまし油、比重：０．９５）の混合物（アクリル系ブロック共重合体／ひまし油＝９０／１０ｗｔ％）からなる基材２を使用した。また、水溶性樹脂であるポリビニルアルコールの濃度が４ｗｔ％である。基材２の光学物性値は、全光線透過率９０％、ヘイズ３．３％であった。ポリビニルアルコールの水に対する接触角は、２５°、膜厚は８ミクロンであることを確認した。
［実施例４］
　実施例１と同様のプロセスに従い、第１図~第３図に示すファントムを作製した。ただし、（株）クラレのアクリル系ブロック共重合体（製品名：クラリティ、品番：Ｌａ２１４０ｅ、比重：１．０６）とひまし油（伊藤製油（株）、品名：精製ひまし油、比重：０．９５）の混合物（アクリル系ブロック共重合体／ひまし油＝９０／１０ｗｔ％）からなる基材を使用した。水溶性樹脂であるポリビニルアルコールの濃度は４ｗｔ％である。基材２の光学物性値は、全光線透過率９０％、ヘイズ３．８％であった。ポリビニルアルコールの水に対する接触角は、１８°、膜厚は８ミクロンであることを確認した。
　ここで、実施例１~４の概要を表１に示す。
　また、実施例１~４の各ファントムの描画状態を第１３図~第１６図に示す。第１３図は、実施例１において、ポリスチレン基材に黒色のインクパターンを描画したものを示す写真である。第１４図は、実施例２において、ポリメチルメタクリレートの基材に緑色のインクパターンを描画したものを示す写真である。第１５図は、実施例３において、ポリメチルメタクリレートとひまし油との接合物からなる基材に黄色のインクパターンを描画したものを示す写真である。第１６図は、実施例４において、アクリル系ブロック共重合体とひまし油との接合物からなる基材に赤色のインクパターンを描画したものを示す写真である。いずれも、微細な着色パターンを鮮明に定着することに成功している。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 ［実施例５］
　第４図~第６図を参照しつつ説明したファントム積層体を作製した。各ファントム１Ａ~１Ｃの製造手順および支持基板５の製造手順は実施例１と同様である。ただし、各基材２Ａ、２Ｂ、２Ｃは、（株）クラレのアクリル系ブロック共重合体（製品名：クラリティ、品番：Ｌａ２１４０ｅ、比重：１．０６）とひまし油（伊藤製油（株）、品名：精製ひまし油、比重：０．９５）の混合物（アクリル系ブロック共重合体／ひまし油＝９０／１０ｗｔ％）によって作製した。水溶性樹脂であるポリビニルアルコールの濃度は４ｗｔ％である。各基材の光学物性値は、全光線透過率９０％、ヘイズ３．５％であった。ポリビニルアルコールの水に対する接触角は、２１°、膜厚は１０ミクロンであることを確認した。
［実施例６］
　第４図~第６図を参照しつつ説明したファントム積層体を作製した。ただし、層構造は、水溶性二酸化チタンを有する３層構造とし、支持基板から１層目にインクパターンを有するものとした。２層目、３層目のファントムには印刷パターンを設けていない。これ以外は、実施例５と同様にして、実施例６のファントム積層体を得た。
　各基材は以下のようにして成形した。すなわち、（株）クラレのアクリル系ブロック共重合体（製品名：クラリティ、品番：Ｌａ２１４０ｅ、比重：１．０６）とひまし油（伊藤製油（株）、品名：精製ひまし油、比重：０．９５）の混合物（アクリル系ブロック共重合体／ひまし油＝９０／１０ｗｔ％）を使用し、アセトンに４０ｗｔ％の濃度で溶解させた。次に、上記混合物に対し、０．５ｗｔ％の水溶性二酸化チタン（モーノ（株））を添加、３分間、攪拌を行った。次に、分散剤（巴工業（株）、品名：Ｄｉｓｐｅｒｓ、品番：６７０）を、水溶性二酸化チタンに対し５０ｗｔ％添加し、３分間、攪拌を行った。次に、この溶液を、ウォーターバスにより５０℃に昇温した後、型枠内に流し込み、１５時間かけてアセトンを揮発させ、各基材を作製した。
［実施例７］
　第４図~第６図を参照しつつ説明したファントム積層体を作製した。ただし、層構造は、水溶性二酸化チタンを有する３層構造とし、支持基板から１層目、２層目にインクパターンを有するものとした。３層目のファントムには印刷パターンを設けていない。これ以外は、実施例６と同様にして、実施例７のファントム積層体を得た。
［実施例８］
　第４図~第６図を参照しつつ説明したファントム積層体を作製した。ただし、層構造は、水溶性二酸化チタンを有する３層構造とし、支持基板から１層目、２層目、３層目にインクパターンを有するものとした。これ以外は、実施例６と同様にして、実施例８のファントム積層体を得た。
　ここで、実施例５~８の概要を表２に示す。
　また、実施例６~８の各ファントムにおいては、基材上にポリビニルアルコールを塗布し、塗布液を乾燥した。第１７図は、この状態を示す写真である。また、二酸化チタンを配合した基材上に、ポリビニルアルコール被膜を介してインクパターンを描画した。第１８図はこのインクパターンを示す写真である。微細な着色パターンを鮮明に定着することに成功している。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
 ［実施例Ａ１］
　前述の実施例１と同様にしてファントムを製作した。
　ただし、実施例１と異なり、親水性樹脂としては、（株）クラレの水溶性樹脂（製品名：ポリビニルアルコール、品番：ＰＶＡ−２１７（分子量１７００）を使用し、また親水性樹脂被膜の膜厚を５２ミクロンとした。
　この結果、実施例１と同様に微細な着色パターンを鮮明に定着することに成功した。
［実施例Ａ２］
　前述の実施例２と同様にしてファントムを製作した。
　ただし、実施例２と異なり、親水性樹脂としては、（株）クラレの水溶性樹脂（製品名：ポリビニルアルコール、品番：ＰＶＡ−２１７（分子量１７００）を使用し、また、親水性樹脂被膜の膜厚を５０ミクロンとした。
　この結果、実施例２と同様に微細な着色パターンを鮮明に定着することに成功した。
［実施例Ａ３］
　前述の実施例３と同様にしてファントムを製作した。
　ただし、実施例３と異なり、親水性樹脂としては、（株）クラレの水溶性樹脂（製品名：ポリビニルアルコール、品番：ＰＶＡ−２１７（分子量１７００）を使用し、また、親水性樹脂被膜の膜厚を２４ミクロンとした。
　この結果、実施例３と同様に微細な着色パターンを鮮明に定着することに成功した。
［実施例Ａ４］
　前述の実施例４と同様にしてファントムを製作した。
　ただし、実施例４と異なり、親水性樹脂としては、（株）クラレの水溶性樹脂（製品名：ポリビニルアルコール、品番：ＰＶＡ−２１７（分子量１７００）を使用し、また、親水性樹脂被膜の膜厚を２８ミクロンとした。
　この結果、実施例４と同様に微細な着色パターンを鮮明に定着することに成功した。
［実施例Ａ５］
　前述の実施例５と同様にしてファントムを製作した。
　ただし、実施例５と異なり、親水性樹脂としては、（株）クラレの水溶性樹脂（製品名：ポリビニルアルコール、品番：ＰＶＡ−２１７（分子量１７００）を使用し、また、得られた親水性樹脂被膜の膜厚を２６ミクロンとした。
　この結果、実施例５と同様に微細な着色パターンを鮮明に定着することに成功した。

Claims (17)

  1. 生体光計測用のファントムであって、
    　熱可塑性樹脂または熱可塑性樹脂と油との混合物からなる基材、この基材の少なくとも一方の主面上に設けられた親水性樹脂からなる被膜、およびこの被膜に定着され、生体組織を模擬するインク印刷パターンを備えていることを特徴とする、生体光計測用ファントム。
  2. 前記熱可塑性樹脂がアクリル系樹脂であることを特徴とする、請求項１記載のファントム。
  3. 前記熱可塑性樹脂がアクリル系ブロック共重合体であることを特徴とする、請求項２記載のファントム。
  4. 前記油が、水酸基とカルボシキル基を有する脂肪酸に由来する植物油であることを特徴とする、請求項１~３のいずれか一つの請求項に記載のファントム。
  5. 前記油がひまし油またはその誘導体であることを特徴とする、請求項１~４のいずれか一つの請求項に記載のファントム。
  6. 前記基材の比重が０．８５~１．３０であることを特徴とする、請求項１~５のいずれか一つの請求項に記載のファントム。
  7. 前記親水性樹脂が水溶性樹脂であることを特徴とする、請求項１~６のいずれか一つの請求項に記載のファントム。
  8. 前記親水性樹脂の水に対する接触角が３°~６０°であることを特徴とする、請求項１~７のいずれか一つの請求項に記載のファントム。
  9. 前記基材が透明であることを特徴とする、請求項１~８のいずれか一つの請求項に記載のファントム。
  10. 前記基材中に光散乱粒子または光吸収体が配合されていることを特徴とする、請求項１~９のいずれか一つの請求項に記載のファントム。
  11. 血管、血栓、しみ、腫瘍、軟骨、皮膚組織、筋肉、リンパ節、リンパ管または神経の生体組織モデルを模擬するものであることを特徴とする、請求項１~１０のいずれか一つの請求項に記載のファントム。
  12. 前記基材と接合されている支持基板を備えており、前記基材と前記支持基板との間に前記インク印刷パターンが挟まれていることを特徴とする、請求項１~１１のいずれか一つの請求項に記載のファントム。
  13. 請求項１~１０のいずれか一つの請求項に記載のファントムを複数備えており、複数の前記ファントムが積層されていることを特徴とする、ファントム積層体。
  14. 端部にある前記ファントムと接合されている支持基板を備えており、前記基材と前記支持基板との間に前記インク印刷パターンが挟まれていることを特徴とする、請求項１３記載のファントム積層体。
  15. 血管、血栓、しみ、腫瘍、軟骨、皮膚組織、筋肉、リンパ節、リンパ管または神経の生体組織モデルを模擬するものであることを特徴とする、請求項１３または１４記載のファントム積層体。
  16. 請求項１~１２のいずれか一つの請求項に記載のファントムを製造する方法であって、
    　少なくとも前記熱可塑性樹脂を有機溶剤に溶解させて溶液を得る溶解工程、
    　型枠内に前記溶液を収容し、前記有機溶剤を乾燥させて基材を得る基材成形工程、
    　得られた前記基材上に親水性樹脂を被覆して被膜を形成する被覆工程、および
    　生体組織を模擬する印刷パターンをインクで前記被膜上に形成する印刷工程
    を有することを特徴とする、生体光計測装置用のファントムを製造する方法。
  17. 前記印刷工程後に、前記基材を前記支持基板に接着する工程を有することを特徴とする、請求項１６記載の方法。
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