WO2013183401A1 - 光音響診断装置、方法、プログラム、記録媒体 - Google Patents

光音響診断装置、方法、プログラム、記録媒体 Download PDF

Info

Publication number
WO2013183401A1
WO2013183401A1 PCT/JP2013/063233 JP2013063233W WO2013183401A1 WO 2013183401 A1 WO2013183401 A1 WO 2013183401A1 JP 2013063233 W JP2013063233 W JP 2013063233W WO 2013183401 A1 WO2013183401 A1 WO 2013183401A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
photoacoustic
skin
diagnostic apparatus
blood distribution
photoacoustic diagnostic
Prior art date
Application number
PCT/JP2013/063233
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
康 川口
泰一郎 伊田
Original Assignee
株式会社アドバンテスト
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社アドバンテスト filed Critical 株式会社アドバンテスト
Priority to JP2014519892A priority Critical patent/JP5860534B2/ja
Priority to CN201380012317.0A priority patent/CN104168836A/zh
Priority to US14/383,292 priority patent/US20150038813A1/en
Priority to EP13800084.9A priority patent/EP2856945A1/en
Publication of WO2013183401A1 publication Critical patent/WO2013183401A1/ja

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/0093—Detecting, measuring or recording by applying one single type of energy and measuring its conversion into another type of energy
    • A61B5/0095—Detecting, measuring or recording by applying one single type of energy and measuring its conversion into another type of energy by applying light and detecting acoustic waves, i.e. photoacoustic measurements
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/44—Detecting, measuring or recording for evaluating the integumentary system, e.g. skin, hair or nails
    • A61B5/441—Skin evaluation, e.g. for skin disorder diagnosis
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/145—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue
    • A61B5/14542—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue for measuring blood gases
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/145—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue
    • A61B5/14546—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue for measuring analytes not otherwise provided for, e.g. ions, cytochromes
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/08—Detecting organic movements or changes, e.g. tumours, cysts, swellings
    • A61B8/0891—Detecting organic movements or changes, e.g. tumours, cysts, swellings for diagnosis of blood vessels

Definitions

  • the present invention relates to diagnosis of burns using photoacoustic waves.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 2011-229660
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 2011-229660
  • a photoacoustic diagnostic apparatus is a photoacoustic diagnostic apparatus for diagnosing a skin condition of a human body, and receives a pulsed light source that generates pulsed light and a photoacoustic wave generated in the skin by the pulsed light.
  • An electrical signal converter for converting into an electrical signal, a blood distribution acquisition unit for acquiring blood distribution in the skin based on the electrical signal, and diagnosing the skin condition based on the acquisition result of the blood distribution acquisition unit
  • a diagnostic unit for performing the configuration.
  • a photoacoustic diagnostic apparatus for diagnosing the state of the human skin.
  • a pulsed light source generates pulsed light.
  • An electric signal converter receives a photoacoustic wave generated in the skin by the pulsed light and converts it into an electric signal.
  • a blood distribution acquisition unit acquires a blood distribution in the skin based on the electrical signal.
  • the diagnosis unit diagnoses the state of the skin based on the acquisition result of the blood distribution acquisition unit.
  • the diagnosis unit may make a diagnosis based on blood distribution in the epidermis or dermis of the skin.
  • the diagnosis unit may make a burn diagnosis based on the blood distribution in the epidermis or dermis of the skin.
  • the diagnosis unit may diagnose gangrene based on the blood distribution in the epidermis or dermis of the skin.
  • the diagnostic unit may diagnose pressure ulcer based on the blood distribution in the epidermis or dermis of the skin.
  • the pulsed light has two or more types of wavelength components, and the diagnostic unit is configured to detect substances present in the skin based on the electrical signals corresponding to the wavelength components.
  • the substance present in the skin may be oxygenated hemoglobin and deoxygenated hemoglobin.
  • the photoacoustic diagnostic apparatus according to the present invention may include a display unit that displays an acquisition result of the blood distribution acquisition unit.
  • the pulse light source may be a fiber laser.
  • the present invention is a photoacoustic diagnostic apparatus for diagnosing the skin condition of a human body, and receives a pulsed light source that generates pulsed light and a photoacoustic wave generated in the skin by the pulsed light, and converts it into an electrical signal.
  • the present invention is a photoacoustic diagnostic apparatus for diagnosing the skin condition of a human body, and receives a pulsed light source that generates pulsed light and a photoacoustic wave generated in the skin by the pulsed light, and converts it into an electrical signal.
  • a program comprising: a blood distribution acquisition step to be acquired; and a diagnosis step of diagnosing the skin condition based on an acquisition result of the blood distribution acquisition step.
  • the present invention is a photoacoustic diagnostic apparatus for diagnosing the skin condition of a human body, and receives a pulsed light source that generates pulsed light and a photoacoustic wave generated in the skin by the pulsed light, and converts it into an electrical signal.
  • a computer-readable recording medium storing a program for causing a computer to execute a photoacoustic diagnostic process using a photoacoustic diagnostic apparatus having an electrical signal conversion unit, wherein the photoacoustic diagnostic process is the electrical signal. And a diagnostic process for diagnosing the state of the skin based on an acquisition result of the blood distribution acquisition process.
  • FIG. 1 is a functional block diagram showing the configuration of the photoacoustic diagnostic apparatus 1 according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a display example of the image display unit 20 when the skin 2 is burned (degree II) (see FIG. 2A), and the image display when the skin 2 is burned (degree III). It is a figure which shows the example of a display of the part 20 (refer FIG. 2 (b)).
  • FIG. 1 is a functional block diagram showing the configuration of the photoacoustic diagnostic apparatus 1 according to the embodiment of the present invention.
  • the photoacoustic diagnostic apparatus 1 includes a light source 10, an ultrasonic transducer (electric signal conversion unit) 12, an A / D converter 14, a blood distribution acquisition unit 16, a diagnosis unit 18, and an image display unit 20.
  • the photoacoustic diagnostic apparatus 1 diagnoses the state of the human skin 2.
  • the light source 10 generates pulsed light.
  • the wavelength of the pulsed light may be one type, but may have two or more types of wavelength components.
  • the photoacoustic diagnostic apparatus 1 can be downsized.
  • the skin 2 has a blood vessel 2a, and when the blood vessel 2a receives pulsed light, a photoacoustic wave is generated.
  • the ultrasonic transducer 12 receives the photoacoustic wave and converts it into an electric signal (for example, voltage).
  • the ultrasonic transducer 12 is a piezoelectric element, for example.
  • a plurality of ultrasonic transducers 12 are preferably provided.
  • the A / D converter 14 is connected to each ultrasonic transducer 12 and converts an electrical signal (analog signal) output from each ultrasonic transducer 12 into a digital signal.
  • the blood distribution acquisition unit 16 receives an electrical signal via the A / D converter 14 and acquires the blood distribution in the skin 2 based on the electrical signal.
  • the blood depth is obtained as the blood distribution.
  • the blood depth is a depth d of blood (for example, blood existing in the blood vessel 2a) with reference to the surface of the skin 2.
  • the depth d can be obtained as c (t1-t0), for example.
  • c is the speed of sound (speed at which the photoacoustic wave travels in the skin 2)
  • t1 is the time when the photoacoustic wave reaches the ultrasonic transducer 12
  • t0 is the time when pulse light is generated.
  • the blood distribution acquisition unit 16 receives the generation time t0 of the pulsed light from the light source 10.
  • the diagnosis unit 18 diagnoses the state of the skin 2 based on the acquisition result of the blood distribution acquisition unit 16.
  • the image display unit 20 displays the acquisition result of the blood distribution acquisition unit 16.
  • FIG. 2 is a display example of the image display unit 20 when the skin 2 is burned (degree II) (see FIG. 2A), and the image display when the skin 2 is burned (degree III). It is a figure which shows the example of a display of the part 20 (refer FIG. 2 (b)).
  • Burns are classified as I degree (up to the stratum corneum of the epidermis), II degree, and III degrees (up to the entire dermis and subcutaneous tissue) depending on the depth at which the burn has reached.
  • the epidermis has no blood flow, but the dermis has capillaries and has blood flow.
  • the burn is II degree, at least a part of the dermis has escaped the burn, and there is blood flow in the dermis.
  • the burn is at degree III, all of the dermis has been burned and there is no blood flow in the dermis.
  • the diagnostic principle of the burn by the diagnostic part 18 is demonstrated.
  • d is the depth
  • x is an arbitrary linear axis on the skin surface.
  • the depth of the epidermis and dermis from the skin surface is generally known and is illustrated in FIG.
  • the image display unit 20 displays blood 20a, 20b, 20c. Since there is blood 20a at the depth of the dermis, it is assumed that there is also blood flow, and it is understood that the burn is degree II.
  • the burn is not degree I or burned, in such a case, it can be easily understood from the appearance of the skin 2.
  • the image display unit 20 displays blood 20b and 20c. Since there is no blood at the depth of the dermis, it is assumed that there is no blood flow, and it is understood that the burn is at degree III.
  • diagnosis of a burn was demonstrated, not only a burn but the diagnosis part 18 is possible if it is a diagnosis of a skin state. For example, diagnosis of gangrene (eg due to diabetes) and pressure ulcers (bed sores) is possible.
  • the presence or absence of blood in the dermis depends on whether all of the dermis is damaged or whether at least part of the dermis is damaged.
  • the condition (corresponding to the progress of gangrene and pressure ulcer) can be diagnosed. It is also possible to measure chemical exposure, drug distribution, and cosmetic penetration.
  • the wavelength of the pulsed light may have two or more types of wavelength components.
  • the diagnosis unit 18 diagnoses the state of the substance present on the skin 2 based on the electrical signal corresponding to each wavelength component.
  • Substances present in the skin are, for example, oxygenated hemoglobin and deoxygenated hemoglobin.
  • the wavelength of the pulsed light has a wavelength ⁇ a that is more easily absorbed than the deoxygenated hemoglobin, and a wavelength ⁇ b that is more easily absorbed in the deoxygenated hemoglobin than the oxygenated hemoglobin.
  • the strength of the electrical signal corresponding to the photoacoustic signal generated by the wavelength ⁇ a is higher than the strength of the electrical signal corresponding to the photoacoustic signal generated by the wavelength ⁇ b, the oxygenated hemoglobin is more deoxygenated hemoglobin than the deoxygenated hemoglobin. Can be diagnosed.
  • the blood is more deoxygenated hemoglobin than oxygenated hemoglobin. Can be diagnosed.
  • pulsed light is applied from the light source 10 to the skin 2 and reaches the blood vessel 2a.
  • the blood vessel 2a absorbs the pulsed light, is warmed, and adiabatically expands. Thereby, a dense wave (photoacoustic wave) is output from the blood vessel 2a.
  • the photoacoustic wave reaches the ultrasonic transducer 12.
  • the ultrasonic transducer 12 converts the pressure generated by the photoacoustic wave into an electrical signal (for example, voltage). This voltage is converted into a digital signal by the A / D converter 14 and supplied to the blood distribution acquisition unit 16.
  • the blood distribution acquisition unit 16 gives an acquisition result to the diagnosis unit 18 and the image display unit 20.
  • the diagnosis unit 18 performs a diagnosis as shown in FIG. 2 and gives it to the image display unit 20.
  • the image display unit 20 displays the result of diagnosis by the diagnosis unit 18 superimposed on the result of the blood distribution acquisition unit 16.
  • the human skin 2 can be diagnosed.
  • said embodiment is realizable as follows.
  • a program including a CPU, a hard disk, and a medium (floppy (registered trademark) disk, CD-ROM, etc.) reader is recorded with a program for realizing each of the above-described parts, for example, the blood distribution acquisition unit 16 and the diagnosis unit 18. And install it on the hard disk.

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Dermatology (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
  • Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)

Abstract

本発明による光音響診断装置は、パルス光源と、電気信号変換部と、血液分布取得部と、診断部と、を備え、人体の皮膚の状態を診断する。パルス光源がパルス光を発生して、電気信号変換部が、前記パルス光により前記皮膚において発生した光音響波を受けて、電気信号に変換する。そして、血液分布取得部が、前記電気信号に基づき、前記皮膚における血液の分布を取得して、診断部が、前記血液分布取得部の取得結果に基づき、前記皮膚の状態を診断する。

Description

光音響診断装置、方法、プログラム、記録媒体
　本発明は、光音響波を用いた熱傷などの診断に関する。
　従来より、パルス光を被測定物（例えば、生体）に照射することにより得られる光音響信号を測定する光音響センサ（例えば、特許文献１（特開２０１１−２２９６６０号公報）を参照）が知られている。
　本発明は、光音響センサにより得られる光音響信号を用いて人体の診断を行うことを課題とする。
　本発明にかかる光音響診断装置は、人体の皮膚の状態を診断する光音響診断装置であって、パルス光を発生するパルス光源と、前記パルス光により前記皮膚において発生した光音響波を受けて、電気信号に変換する電気信号変換部と、前記電気信号に基づき、前記皮膚における血液の分布を取得する血液分布取得部と、前記血液分布取得部の取得結果に基づき、前記皮膚の状態を診断する診断部とを備えるように構成される。
　上記のように構成された光音響波測定装置によれば、人体の皮膚の状態を診断する光音響診断装置が提供される。パルス光源が、パルス光を発生する。電気信号変換部が、前記パルス光により前記皮膚において発生した光音響波を受けて、電気信号に変換する。血液分布取得部が、前記電気信号に基づき、前記皮膚における血液の分布を取得する。診断部が、前記血液分布取得部の取得結果に基づき、前記皮膚の状態を診断する。
　なお、本発明にかかる光音響診断装置は、前記診断部が、前記皮膚の表皮または真皮における血液の分布に基づき、診断を行うようにしてもよい。
　なお、本発明にかかる光音響診断装置は、前記診断部が、前記皮膚の表皮または真皮における血液の分布に基づき、熱傷の診断を行うようにしてもよい。
　なお、本発明にかかる光音響診断装置は、前記診断部が、前記皮膚の表皮または真皮における血液の分布に基づき、壊疽の診断を行うようにしてもよい。
　なお、本発明にかかる光音響診断装置は、前記診断部が、前記皮膚の表皮または真皮における血液の分布に基づき、褥瘡の診断を行うようにしてもよい。
　なお、本発明にかかる光音響診断装置は、前記パルス光が２種類以上の波長成分を有し、前記診断部は、各波長成分に対応する前記電気信号に基づき、前記皮膚に存在する物質の状態を診断するようにしてもよい。
　なお、本発明にかかる光音響診断装置は、前記皮膚に存在する物質が、酸素化ヘモグロビンおよび脱酸素化ヘモグロビンであるようにしてもよい。
　なお、本発明にかかる光音響診断装置は、前記血液分布取得部の取得結果を表示する表示部を備えるようにしてもよい。
　なお、本発明にかかる光音響診断装置は、前記パルス光源がファイバーレーザーであるようにしてもよい。
　本発明は、人体の皮膚の状態を診断する光音響診断装置であって、パルス光を発生するパルス光源と、前記パルス光により前記皮膚において発生した光音響波を受けて、電気信号に変換する電気信号変換部とを有する光音響診断装置を用いた光音響診断方法であって、前記電気信号に基づき、前記皮膚における血液の分布を取得する血液分布取得工程と、前記血液分布取得工程の取得結果に基づき、前記皮膚の状態を診断する診断工程とを備えた光音響診断方法である。
　本発明は、人体の皮膚の状態を診断する光音響診断装置であって、パルス光を発生するパルス光源と、前記パルス光により前記皮膚において発生した光音響波を受けて、電気信号に変換する電気信号変換部とを有する光音響診断装置を用いた光音響診断処理をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、前記光音響診断処理が、前記電気信号に基づき、前記皮膚における血液の分布を取得する血液分布取得工程と、前記血液分布取得工程の取得結果に基づき、前記皮膚の状態を診断する診断工程とを備えたプログラムである。
　本発明は、人体の皮膚の状態を診断する光音響診断装置であって、パルス光を発生するパルス光源と、前記パルス光により前記皮膚において発生した光音響波を受けて、電気信号に変換する電気信号変換部とを有する光音響診断装置を用いた光音響診断処理をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータによって読み取り可能な記録媒体であって、前記光音響診断処理が、前記電気信号に基づき、前記皮膚における血液の分布を取得する血液分布取得工程と、前記血液分布取得工程の取得結果に基づき、前記皮膚の状態を診断する診断工程とを備えた記録媒体である。
　第１図は、本発明の実施形態にかかる光音響診断装置１の構成を示す機能ブロック図である。
　第２図は、皮膚２が熱傷（ＩＩ度）を負った場合の画像表示部２０の表示例（第２図（ａ）参照）、皮膚２が熱傷（ＩＩＩ度）を負った場合の画像表示部２０の表示例（第２図（ｂ）参照）を示す図である。
　以下、本発明の実施形態を図面を参照しながら説明する。
　第１図は、本発明の実施形態にかかる光音響診断装置１の構成を示す機能ブロック図である。光音響診断装置１は、光源１０、超音波トランスデューサ（電気信号変換部）１２、Ａ／Ｄコンバータ１４、血液分布取得部１６、診断部１８、画像表示部２０を備える。
　光音響診断装置１は、人体の皮膚２の状態を診断する。
　光源１０は、パルス光を発生する。パルス光の波長は、１種類でもよいが、２種類以上の波長成分を有していてもよい。光源１０は、ファイバーレーザー（例えば光ファイバリングレーザ）を用いると、光音響診断装置１の小型化を図ることができる。
　皮膚２には血管２ａがあり、血管２ａがパルス光を受けると、光音響波が発生する。超音波トランスデューサ１２は、光音響波を受けて、電気信号（例えば、電圧）に変換する。超音波トランスデューサ１２は、例えば、圧電素子である。超音波トランスデューサ１２は、複数個設けられていることが好ましい。
　Ａ／Ｄコンバータ１４は、各々の超音波トランスデューサ１２に接続されており、各々の超音波トランスデューサ１２の出力する電気信号（アナログ信号である）をデジタル信号に変換する。
　血液分布取得部１６は、電気信号をＡ／Ｄコンバータ１４を介して受け、電気信号に基づき、皮膚２における血液の分布を取得する。
　血液の分布として、血液の深度を求める。血液の深度とは、皮膚２の表面を基準とした血液（例えば、血管２ａ内に存在する血液）の深さｄである。深さｄは、例えば、ｃ（ｔ１−ｔ０）として求めることができる。ただし、ｃは音速（光音響波が皮膚２内を進行する速度）、ｔ１は光音響波が超音波トランスデューサ１２に到達した時点、ｔ０はパルス光の発生時点である。なお、血液分布取得部１６は、パルス光の発生時点ｔ０を、光源１０から受け取る。
　診断部１８は、血液分布取得部１６の取得結果に基づき、皮膚２の状態を診断する。画像表示部２０は、血液分布取得部１６の取得結果を表示する。
　第２図は、皮膚２が熱傷（ＩＩ度）を負った場合の画像表示部２０の表示例（第２図（ａ）参照）、皮膚２が熱傷（ＩＩＩ度）を負った場合の画像表示部２０の表示例（第２図（ｂ）参照）を示す図である。
　熱傷は、熱傷が到達した深度によりＩ度（表皮の角質層まで）、ＩＩ度、ＩＩＩ度（真皮全層および皮下組織まで）に分類される。また、表皮には血流が無いが、真皮には毛細血管があり、血流がある。さらに、熱傷がＩＩ度であれば、真皮の少なくとも一部が熱傷を免れており、真皮内に血流がある。一方、熱傷がＩＩＩ度であれば、真皮の全てが熱傷を受けており、真皮内に血流が無いことになる。
　第２図を参照して、診断部１８による熱傷の診断原理を説明する。第２図において、ｄは深度、ｘは皮膚表面の任意の直線の軸を示す。皮膚表面からの表皮および真皮の深度は、おおむね既知であり、第２図に図示してある。
　第２図（ａ）を参照して、画像表示部２０は、血液２０ａ、２０ｂ、２０ｃを表示する。真皮の深度において、血液２０ａがあるので、血流もあるものと推測され、熱傷がＩＩ度であることが分かる。なお、熱傷がＩ度あるいは熱傷を負っていないということも考えられるが、そのような場合は、皮膚２の外観から容易に分かる。
　第２図（ｂ）を参照して、画像表示部２０は、血液２０ｂ、２０ｃを表示する。真皮の深度において、血液が無いので、血流も無いものと推測され、熱傷がＩＩＩ度であることが分かる。
　なお、熱傷の診断について説明したが、熱傷に限らず、皮膚の状態の診断であれば診断部１８による可能である。例えば、壊疽（例えば、糖尿病によるもの）および褥瘡（床ずれ）の診断も可能である。すなわち、真皮の全てが損傷しているのか、それとも、真皮の少なくとも一部が損傷を免れているのかによって、真皮内の血流の有無が分かれるので、真皮内の血液の有無により、真皮の損傷状態（壊疽および褥瘡の進行状態に対応）が診断できる。また、化学暴露、薬剤分布、化粧品の浸透度測定も可能である。
　なお、パルス光の波長は、２種類以上の波長成分を有していてもよいことは先に説明した。この場合、診断部１８は、各波長成分に対応する電気信号に基づき、皮膚２に存在する物質の状態を診断する。皮膚に存在する物質とは、例えば、酸素化ヘモグロビンおよび脱酸素化ヘモグロビンである。
　酸素化ヘモグロビンにおいて、脱酸素化ヘモグロビンよりも吸収されやすい波長λａと、脱酸素化ヘモグロビンにおいて、酸素化ヘモグロビンよりも吸収されやすい波長λｂとをパルス光の波長が有するものとする。
　波長λａにより生じた光音響信号に対応する電気信号の強さが、波長λｂにより生じた光音響信号に対応する電気信号の強さよりも高い場合、その血液は酸素化ヘモグロビンが脱酸素化ヘモグロビンよりも多いということが診断できる。
　波長λｂにより生じた光音響信号に対応する電気信号の強さが、波長λａにより生じた光音響信号に対応する電気信号の強さよりも高い場合、その血液は脱酸素化ヘモグロビンが酸素化ヘモグロビンよりも多いということが診断できる。
　次に、本発明の実施形態の動作を説明する。
　まず、光源１０からパルス光が皮膚２に与えられ、血管２ａに到達する。すると、血管２ａがパルス光を吸収し、暖められ、断熱膨張する。これにより、血管２ａから疎密波（光音響波）が出力される。
　光音響波は、超音波トランスデューサ１２に到達する。超音波トランスデューサ１２は、光音響波による圧力を、電気信号（例えば、電圧）に変換する。この電圧が、Ａ／Ｄコンバータ１４によりデジタル信号に変換されて、血液分布取得部１６に与えられる。
　血液分布取得部１６は、診断部１８および画像表示部２０に取得結果を与える。診断部１８は、第２図に示すような診断を行い、画像表示部２０に与える。画像表示部２０は、血液分布取得部１６の取得結果に、診断部１８による診断結果を重ねて表示する。
　本発明の実施形態にかかる光音響診断装置１によれば、人体の皮膚２の診断を行うことができる。
　また、上記の実施形態は、以下のようにして実現できる。ＣＰＵ、ハードディスク、メディア（フロッピー（登録商標）ディスク、ＣＤ−ＲＯＭなど）読み取り装置を備えたコンピュータに、上記の各部分、例えば、血液分布取得部１６および診断部１８を実現するプログラムを記録したメディアを読み取らせて、ハードディスクにインストールする。このような方法でも、上記の機能を実現できる。

Claims (12)

  1. 人体の皮膚の状態を診断する光音響診断装置であって、
    　パルス光を発生するパルス光源と、
    　前記パルス光により前記皮膚において発生した光音響波を受けて、電気信号に変換する電気信号変換部と、
    　前記電気信号に基づき、前記皮膚における血液の分布を取得する血液分布取得部と、
    　前記血液分布取得部の取得結果に基づき、前記皮膚の状態を診断する診断部と、
    　を備えた光音響診断装置。
  2. 請求項１に記載の光音響診断装置であって、
    　前記診断部は、前記皮膚の表皮または真皮における血液の分布に基づき、診断を行う、
    　光音響診断装置。
  3. 請求項２に記載の光音響診断装置であって、
    　前記診断部は、前記皮膚の表皮または真皮における血液の分布に基づき、熱傷の診断を行う、
    　光音響診断装置。
  4. 請求項２に記載の光音響診断装置であって、
    　前記診断部は、前記皮膚の表皮または真皮における血液の分布に基づき、壊疽の診断を行う、
    　光音響診断装置。
  5. 請求項２に記載の光音響診断装置であって、
    　前記診断部は、前記皮膚の表皮または真皮における血液の分布に基づき、褥瘡の診断を行う、
    　光音響診断装置。
  6. 請求項１に記載の光音響診断装置であって、
    　前記パルス光が２種類以上の波長成分を有し、
    　前記診断部は、各波長成分に対応する前記電気信号に基づき、前記皮膚に存在する物質の状態を診断する、
    　光音響診断装置。
  7. 請求項６に記載の光音響診断装置であって、
    　前記皮膚に存在する物質は、酸素化ヘモグロビンおよび脱酸素化ヘモグロビンである、
    　光音響診断装置。
  8. 請求項１に記載の光音響診断装置であって、
    　前記血液分布取得部の取得結果を表示する表示部を備えた光音響診断装置。
  9. 請求項１に記載の光音響診断装置であって、
    　前記パルス光源がファイバーレーザーである光音響診断装置。
  10. 人体の皮膚の状態を診断する光音響診断装置であって、パルス光を発生するパルス光源と、前記パルス光により前記皮膚において発生した光音響波を受けて、電気信号に変換する電気信号変換部とを有する光音響診断装置を用いた光音響診断方法であって、
    　前記電気信号に基づき、前記皮膚における血液の分布を取得する血液分布取得工程と、
    　前記血液分布取得工程の取得結果に基づき、前記皮膚の状態を診断する診断工程と、
    　を備えた光音響診断方法。
  11. 人体の皮膚の状態を診断する光音響診断装置であって、パルス光を発生するパルス光源と、前記パルス光により前記皮膚において発生した光音響波を受けて、電気信号に変換する電気信号変換部とを有する光音響診断装置を用いた光音響診断処理をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
    　前記光音響診断処理が、
    　前記電気信号に基づき、前記皮膚における血液の分布を取得する血液分布取得工程と、
    　前記血液分布取得工程の取得結果に基づき、前記皮膚の状態を診断する診断工程と、
    　を備えたプログラム。
  12. 人体の皮膚の状態を診断する光音響診断装置であって、パルス光を発生するパルス光源と、前記パルス光により前記皮膚において発生した光音響波を受けて、電気信号に変換する電気信号変換部とを有する光音響診断装置を用いた光音響診断処理をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータによって読み取り可能な記録媒体であって、
    　前記光音響診断処理が、
    　前記電気信号に基づき、前記皮膚における血液の分布を取得する血液分布取得工程と、
    　前記血液分布取得工程の取得結果に基づき、前記皮膚の状態を診断する診断工程と、
    　を備えた記録媒体。
PCT/JP2013/063233 2012-06-04 2013-05-02 光音響診断装置、方法、プログラム、記録媒体 WO2013183401A1 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014519892A JP5860534B2 (ja) 2012-06-04 2013-05-02 光音響診断装置、方法、プログラム、記録媒体
CN201380012317.0A CN104168836A (zh) 2012-06-04 2013-05-02 光声诊断装置、方法、程序、记录介质
US14/383,292 US20150038813A1 (en) 2012-06-04 2013-05-02 Photoacoustic diagnosis device, method, program and recording medium
EP13800084.9A EP2856945A1 (en) 2012-06-04 2013-05-02 Optoacoustic diagnosis apparatus, method, progaram and recording medium

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012-127021 2012-06-04
JP2012127021 2012-06-04

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2013183401A1 true WO2013183401A1 (ja) 2013-12-12

Family

ID=49711801

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2013/063233 WO2013183401A1 (ja) 2012-06-04 2013-05-02 光音響診断装置、方法、プログラム、記録媒体

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20150038813A1 (ja)
EP (1) EP2856945A1 (ja)
JP (1) JP5860534B2 (ja)
CN (1) CN104168836A (ja)
WO (1) WO2013183401A1 (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20160051149A1 (en) * 2013-04-22 2016-02-25 The Curators Of The University Of Missouri Photoacoustic Probe for Burn Injury Diagnosis
JP2018093901A (ja) * 2016-12-08 2018-06-21 国立大学法人 東京大学 光音響センサおよび血流診断システム
JP2018531652A (ja) * 2015-09-05 2018-11-01 ノバ サウスイースタン ユニバーシティーＮｏｖａ Ｓｏｕｔｈｅａｓｔｅｒｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ 機械的変形、ずれ、摩擦及び／又は長期加圧に起因する早期組織損傷の検出

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016101419A (ja) * 2014-11-28 2016-06-02 キヤノン株式会社 光音響装置、被検体情報取得方法、およびプログラム
JP2016101418A (ja) * 2014-11-28 2016-06-02 キヤノン株式会社 光音響装置
CN104434038B (zh) * 2014-12-15 2017-02-08 无限极（中国）有限公司 对采集到的肤质数据进行处理的方法、装置及系统
WO2019170716A1 (en) 2018-03-09 2019-09-12 Technische Universität München Sensor for tissue measurements
CN112052705A (zh) * 2019-06-05 2020-12-08 爱德万测试股份有限公司 用于光声资料处理的方法、装置及光声图像化装置
US20210022664A1 (en) * 2019-07-24 2021-01-28 The Regents Of The University Of California Non-invasive staging of pressure ulcers using photoacoustic imaging

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07113743A (ja) * 1993-10-14 1995-05-02 Advance Co Ltd 生体信号処理方法
US20040039379A1 (en) * 2002-04-10 2004-02-26 Viator John A. In vivo port wine stain, burn and melanin depth determination using a photoacoustic probe
JP2011502688A (ja) * 2007-11-14 2011-01-27 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ 光‐音響撮像アプリケーションにおいて、流れを検出し、ｓｎｒ特性を改良するシステム及び方法
JP2011092631A (ja) * 2009-11-02 2011-05-12 Canon Inc 生体情報処理装置及び生体情報処理方法
JP2011229660A (ja) 2010-04-27 2011-11-17 Canon Inc 生体検査装置

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4406226B2 (ja) * 2003-07-02 2010-01-27 株式会社東芝 生体情報映像装置
EP2086396A1 (en) * 2006-11-21 2009-08-12 Koninklijke Philips Electronics N.V. A system, device, method, computer-readable medium, and use for in vivo imaging of tissue in an anatomical structure

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07113743A (ja) * 1993-10-14 1995-05-02 Advance Co Ltd 生体信号処理方法
US20040039379A1 (en) * 2002-04-10 2004-02-26 Viator John A. In vivo port wine stain, burn and melanin depth determination using a photoacoustic probe
JP2011502688A (ja) * 2007-11-14 2011-01-27 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ 光‐音響撮像アプリケーションにおいて、流れを検出し、ｓｎｒ特性を改良するシステム及び方法
JP2011092631A (ja) * 2009-11-02 2011-05-12 Canon Inc 生体情報処理装置及び生体情報処理方法
JP2011229660A (ja) 2010-04-27 2011-11-17 Canon Inc 生体検査装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
NILSSON G E ET AL.: "Two-dimensional microvascular blood flow mapping.", PROC ANNU INT CONF IEEE ENG MED BIOL SOC, vol. 3, 1990, pages 1127 - 1128, XP010035798 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20160051149A1 (en) * 2013-04-22 2016-02-25 The Curators Of The University Of Missouri Photoacoustic Probe for Burn Injury Diagnosis
JP2018531652A (ja) * 2015-09-05 2018-11-01 ノバ サウスイースタン ユニバーシティーＮｏｖａ Ｓｏｕｔｈｅａｓｔｅｒｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ 機械的変形、ずれ、摩擦及び／又は長期加圧に起因する早期組織損傷の検出
JP2018093901A (ja) * 2016-12-08 2018-06-21 国立大学法人 東京大学 光音響センサおよび血流診断システム

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2013183401A1 (ja) 2016-01-28
EP2856945A1 (en) 2015-04-08
JP5860534B2 (ja) 2016-02-16
CN104168836A (zh) 2014-11-26
US20150038813A1 (en) 2015-02-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5860534B2 (ja) 光音響診断装置、方法、プログラム、記録媒体
Li et al. Determining elastic properties of skin by measuring surface waves from an impulse mechanical stimulus using phase-sensitive optical coherence tomography
JP5586977B2 (ja) 被検体情報取得装置及び被検体情報取得方法
US20170303794A1 (en) Object-information acquisition apparatus
JP6222936B2 (ja) 装置および画像生成方法
JP2013158531A (ja) 被検体情報取得装置及び被検体情報取得方法
JP2014233602A (ja) 被検体情報取得装置、被検体情報取得装置の制御方法
CN109475345A (zh) 用于显示超声图像和光声图像的装置、方法和程序
US20180228377A1 (en) Object information acquiring apparatus and display method
JP2013048671A (ja) 被検体情報取得装置および被検体情報取得方法
JP2018202089A (ja) 光音響装置および被検体情報取得方法
JP2016101419A (ja) 光音響装置、被検体情報取得方法、およびプログラム
US20170303863A1 (en) Object information obtaining apparatus and control method thereof
JP2018110734A (ja) 被検体情報取得装置および被検体情報取得方法
JP6245863B2 (ja) 被検体情報取得装置、被検体情報取得装置の制御方法
US20180368697A1 (en) Information processing apparatus and system
WO2018207713A1 (en) Photoacoustic apparatus and photoacoustic image generating method
Petrov et al. High-resolution ultrasound imaging and noninvasive optoacoustic monitoring of blood variables in peripheral blood vessels
US20230404520A1 (en) Methods and systems for photoacoustic computed tomography of blood flow
JP2019033806A (ja) 光音響装置および被検体情報取得方法
JP2019088346A (ja) 光音響装置および被検体情報取得方法
JP2018191799A (ja) 被検体情報取得装置および被検体情報取得方法
US20150182125A1 (en) Photoacoustic apparatus, signal processing method, and program
Khan et al. Biomedical instrumentation of photoacoustic imaging and quantitative sensing for clinical applications
US20180299763A1 (en) Information processing apparatus, object information acquiring apparatus, and information processing method

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 13800084

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2014519892

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2013800084

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 14383292

Country of ref document: US

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE