WO2021215510A1 - 音響波測定装置、整合材袋、整合ゲル、分離フィルムおよび音響波測定方法 - Google Patents

音響波測定装置、整合材袋、整合ゲル、分離フィルムおよび音響波測定方法 Download PDF

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WO2021215510A1
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acoustic
matching
acoustic wave
material bag
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PCT/JP2021/016343
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彩 吉川
八木 隆行
由井 敬清
浅尾 恭史
貴暁 中林
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株式会社Luxonus
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    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
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Definitions

  • the present invention relates to an acoustic wave measuring device, a matching material bag, a matching gel, a separation film, and an acoustic wave measuring method.
  • Patent Document 1 In recent years, for example, in the medical field, an apparatus has been developed that measures an acoustic wave generated from a subject and obtains characteristic information in the subject (for example, Patent Document 1).
  • An object of the present invention is to achieve both reduction of load on a subject and easy securing of a clean state while ensuring appropriate acoustic matching.
  • a support base having a support surface for supporting the subject and an opening provided in the support surface for measuring a predetermined test site of the subject.
  • a container provided vertically below the support surface and capable of accommodating a liquid or gel-like acoustic matching material.
  • a receiving element provided vertically below the support surface and receiving an acoustic wave generated from the test site, and a receiving element.
  • a matching material bag containing a liquid or gel-like acoustic matching material or a matching gel having a limited fluidity and having an acoustic adjusting action
  • an acoustic wave measuring device configured to be able to install the matching material bag or a mounting portion on which the matching gel is placed.
  • a matching material bag used for the above-mentioned acoustic wave measuring device is provided.
  • Matching gels used in the acoustic wave measuring devices described above are provided.
  • a separation film used in the above-mentioned acoustic wave measuring device is provided.
  • a support surface and a support base having an opening provided in the support surface for measuring a predetermined test site of a subject, and a liquid or gel-like acoustic matching material provided vertically below the support surface.
  • a step of preparing an acoustic wave measuring device having a container containing the above-mentioned container and a receiving element provided vertically below the support surface.
  • FIG. 1 shows the acoustic wave measuring apparatus which concerns on 1st Embodiment of this invention. It is a partially enlarged view of FIG. It is a schematic plan view which shows the matching material bag. It is the schematic sectional drawing which shows the matching material bag. It is a schematic enlarged view which shows a part of the acoustic wave measuring apparatus which concerns on modification 1-1 of 1st Embodiment of this invention. It is a schematic enlarged view which shows a part of the acoustic wave measuring apparatus which concerns on modification 1-2 of 1st Embodiment of this invention. It is a schematic enlarged view which shows a part of the acoustic wave measuring apparatus which concerns on 2nd Embodiment of this invention.
  • the conventional acoustic wave measuring device has, for example, a support base, a holding member, a liquid tank, and a probe, as in Patent Document 1 described above.
  • the support base has a support surface that supports the subject.
  • the holding member stores the subject-side matching liquid while holding a predetermined test site of the subject.
  • the liquid tank stores the probe-side matching liquid under the support surface of the support base.
  • the probe is provided in the liquid tank, and receives an acoustic wave from a predetermined test site of the subject via the subject-side matching liquid, the holding member, and the probe-side matching material.
  • the conventional acoustic wave measuring device adopts a separation structure of "subject / subject side matching liquid / holding member / probe side matching liquid / probe" as a configuration related to acoustic matching. rice field. With such a structure, the deterioration of the measurement accuracy of the acoustic wave is suppressed by not interposing air between the test site and the probe.
  • a predetermined test site of the subject is directly immersed in the matching liquid on the subject side. Since it was necessary to adopt a liquid tank having a depth that can accommodate the matching liquid on the subject side, when inserting the test site into the liquid tank, a part of the subject may hit the corner of the liquid tank. There was a possibility that the subject would be in an unreasonable position. Therefore, the load on the subject has increased. In addition, since the test site is wetted by the matching liquid on the subject side, the load on the subject is large, and the subject as the subject may have a disgust. In addition, since the examination clothes and the blackout curtain covering the examination site were sometimes wet, the measurement environment was deteriorated and the load on the subject was further increased.
  • the separation film installed to suppress cross-infection between subjects via the probe-side matching solution is discarded before measuring different subjects. Therefore, when discarding the separation film, it is necessary to remove at least the subject-side matching liquid.
  • a sponge or the like is used to suck and remove the subject-side matching liquid stored in the holding portion. Therefore, it is difficult to remove the matching liquid on the subject side, and it takes a lot of time to remove it.
  • the present invention is based on the above findings found by the inventor and the like.
  • FIG. 1 is a schematic view showing an acoustic wave measuring device according to the present embodiment.
  • FIG. 2 is a partially enlarged view of FIG.
  • 3A and 3B are a schematic plan view and a schematic cross-sectional view showing a matching material bag, respectively.
  • the acoustic wave measuring device 10 of the present embodiment is configured as, for example, a photoacoustic tomography (PAT) device (photoacoustic imaging device).
  • PAT photoacoustic tomography
  • a predetermined test site of the subject is irradiated with light.
  • acoustic waves coarse and dense waves
  • This phenomenon is called "photoacoustic effect”
  • the acoustic wave generated by the photoacoustic effect is also called “photoacoustic wave”.
  • optical ultrasound By receiving the photoacoustic wave generated by the photoacoustic effect, characteristic information in the subject and its distribution can be obtained.
  • the acoustic wave measuring device 10 of the present embodiment includes, for example, a support base (base) 200, a receiving unit (detection unit) 300, a light source 620, an optical system 640, and an imaging unit 690.
  • a scanning mechanism (moving mechanism) 380, a mounting unit 400, a matching material bag 500, a supply unit 800, and a processing unit 700 are provided.
  • the "subject (subject) 100" referred to below is, for example, a living body (human body), and the predetermined "test site (test site) 110" of the subject 100 is an acoustic wave measured ( It means a part to be detected), for example, a hand, a foot, a face, a trunk, a breast, and the like.
  • the support base 200 is configured as, for example, a base on which the subject 100 is placed. Specifically, the support base 200 has, for example, a support surface 210 and an opening 220.
  • the support surface 210 supports, for example, a portion of the subject 100 other than the test site 110.
  • a space is provided under the support surface 210 of the support base 200, and a receiving unit 300 or the like, which will be described later, is provided.
  • the opening 220 is provided on the support surface 210, for example, in order to measure a predetermined test site 110 of the subject 100.
  • the opening 220 is wider than the test site 110 in order to measure the acoustic wave from the predetermined test site 110.
  • the planar shape of the opening 220 is, for example, a quadrangle.
  • the support base 200 is configured so that, for example, the separation film 420 and the matching material bag 500 can be installed. This point will be described in detail later.
  • the receiving unit 300 is configured to receive, for example, an acoustic wave from a predetermined test site 110 of the subject 100.
  • the receiving unit 300 of the present embodiment includes, for example, a container 320, a receiving element (probe, conversion element) 340, and an element holding unit 360.
  • the container 320 is provided, for example, vertically below the support surface 210.
  • the container 320 is configured to be capable of accommodating (storing) the acoustic matching material 310, for example.
  • the acoustic matching material 310 is, for example, liquid or gel-like, and has an acoustic impedance that matches the subject 100.
  • the term "matching with the acoustic impedance of the subject 100" in the present embodiment means not only when it completely matches the acoustic impedance of the subject 100 but also when it is approximated by a predetermined error to the acoustic impedance of the subject 100. Also includes.
  • the "acoustic impedance consistent with the subject 100" is, for example, in the range of 0.5 times or more and 2 times or less the acoustic impedance of the subject 100.
  • Specific examples of the acoustic matching material 310 include water, oil, and the like.
  • the container 320 houses, for example, the acoustic matching material 310 in a state where the acoustic matching material 310 can be changed into an irregular shape without being fixed, that is, the acoustic matching material 310 has fluidity. Containing material 310.
  • the acoustic matching material 310 is filled in the container 320 up to a position in contact with the separation film 420 described later. As a result, it is possible to suppress the intervention of air in the propagation path of the acoustic wave from the test site 110 to the receiving element 340.
  • the receiving element 340 is provided, for example, vertically below the support surface 210.
  • the receiving element 340 is configured to receive, for example, an acoustic wave generated from the test portion 110.
  • the receiving element 340 is configured to convert the received acoustic wave into an electric signal, for example.
  • the electric signal obtained by converting the acoustic wave is referred to as an "acoustic signal".
  • the receiving element 340 is configured to be able to receive, for example, an acoustic wave having a frequency of 100 kHz or more and 1000 MHz or less. More preferably, the receiving element 340 is configured to be able to receive, for example, an acoustic wave having a frequency of 100 kHz or more and 50 MHz or less.
  • the receiving element 340 include a piezoelectric element made of lead zirconate titanate (PZT) and the like, a polymer piezoelectric film material such as polyvinylidene fluoride (PVDF), a capacitive micromachine ultrasonic transducer (CMUT), and a Fabry. Examples include a perot interferometer.
  • a plurality of receiving elements 340 are provided.
  • the measurement accuracy can be improved. For example, it is possible to improve the measurement position accuracy of the characteristic information in the test site 110.
  • the element holding unit 360 holds, for example, a plurality of receiving elements 340.
  • the element holding portion 360 is formed, for example, in a hemispherical shape (bowl shape) recessed toward the vertically downward side.
  • hemispherical as used herein means the shape of a perfect sphere divided by a flat cross section, the shape of an ellipsoid divided by a flat cross section, or a shape approximated by a predetermined error. doing.
  • the central angle of the spherical surface formed by the element holding portion 360 is, for example, 140 ° or more and 180 ° or less.
  • the element holding unit 360 holds a plurality of receiving elements 340 in an array along the hemisphere so that the directional axes of the plurality of receiving elements 340 are concentrated near the center of curvature of the hemisphere. As a result, high resolution can be obtained near the center of curvature of the hemisphere.
  • the center of curvature of the hemisphere of the element holding portion 360 is set to be located in the test portion 110 when the test site 110 is placed on the matching material bag 500, which will be described later, for example. ing.
  • high-resolution measurement can be performed within the predetermined test site 110.
  • the element holding portion 360 is provided at the bottom of the container 320, for example, and is integrally fixed to the container 320.
  • the above-mentioned acoustic matching material 310 is housed in the element holding portion 360.
  • the receiving element 340 receives the acoustic wave via the acoustic matching material 310.
  • the container 320 accommodates the acoustic matching material 310 in a state of having fluidity, so that the element holding portion 360 holds the element even if it has a complicated shape.
  • the acoustic matching material 310 can be densely filled in the portion 360 without interposing air.
  • the light source 620 is configured to irradiate, for example, a predetermined test site 110 with light.
  • the light source 620 is configured to be capable of emitting pulsed light, for example.
  • the light source 620 is, for example, a laser, a light emitting diode, or a flash lamp.
  • the laser include a gas laser, a solid-state laser, a dye laser, and a semiconductor laser.
  • the light source 620 is configured to emit light, for example, under conditions where a photoacoustic effect can be obtained.
  • the wavelength of the light emitted from the light source 620 is, for example, a wavelength that is absorbed by a predetermined absorber that constitutes the tissue of the test site 110 and is a wavelength that can propagate to the inside of the test site 110.
  • the wavelength of light is, for example, 500 nm or more and 1200 nm or less.
  • the light source 620 may be configured to emit light of different wavelengths, for example. By irradiating the test site 110 with light having different wavelengths, it is possible to obtain a distribution of characteristic information based on the difference in absorption coefficient at different wavelengths. For example, an oxygen saturation distribution can be obtained.
  • the pulse width of the light emitted from the light source 620 satisfies the so-called thermal stress confinement condition. That is, the pulse width is the time width at which the light irradiation is completed before the heat propagates from the predetermined absorber in the test site 110 and escapes, and the light irradiation is performed before the acoustic wave passes through the absorber body.
  • the time width to finish. Specifically, the pulse width is, for example, 1 ns or more and 100 ns or less.
  • the optical system 640 is configured to transmit light from, for example, the light source 620.
  • the optical system 640 is composed of, for example, an optical component such as a lens and a mirror, an optical fiber, and the like.
  • the light emission port 660 at the end of the optical system 640 is configured to emit the light transmitted from the light source 620 toward the test site 110.
  • the light emission port 660 is provided, for example, at the bottom of the element holding portion 360. Since the light emitting port 660 is provided in the element holding portion 360 together with the receiving element 340, it is possible to measure the photoacoustic wave in a wide range in the test portion 110.
  • the imaging unit 690 is provided, for example, vertically below the support surface 210, and is configured to image at least the test site 110 from the vertically below side.
  • the imaging unit 690 is provided, for example, at the bottom of the element holding unit 360.
  • the imaging unit 690 has, for example, a light 695 that irradiates the test site 110 with light.
  • the light 695 is, for example, formed in a ring shape and is provided along the outer edge of the hemispherical element holding portion 360 (so as to surround the outer edge).
  • a blackout curtain (not shown) is placed on the test site 110 in order to suppress leakage of light used for the measurement. Therefore, by irradiating the test site 110 with light by the light 695 and imaging the test site 110 from the vertically lower side by the image pickup unit 690, the test site 110 can be covered with a dark curtain. It is possible to adjust the position.
  • the imaging unit 690 has, for example, a cut filter that cuts the light from the light source 620. As a result, damage to the imaging unit 690 caused by the light from the light source 620 can be suppressed.
  • the imaging unit 690 may be configured to image the matching material bag 500 from the vertically lower side, for example. Thereby, the position and state of the matching material bag 500, the presence or absence of air bubbles between the matching material bag 500 and the separation film 420, and the like can be confirmed.
  • the scanning mechanism 380 is configured to scan (move) the receiving element 340 relative to the subject 100 placed on the support base 200, for example.
  • the scanning mechanism 380 is configured to, for example, scan the receiving unit 300 having the container 320 and the receiving element 340 as a unit.
  • the scanning mechanism 380 is configured to scan the receiving element 340 in at least one predetermined direction.
  • the direction in which the scanning mechanism 380 scans the receiving element 340 may be, for example, a two-dimensional direction (XY direction) or a three-dimensional direction (XYZ direction).
  • the scanning mechanism 380 is configured to scan the receiving element 340 in the XY directions on a horizontal plane parallel to the support surface 210, for example.
  • the container 320 accommodates the acoustic matching material 310 in a state of having fluidity as described above, the receiving element 340 acoustically matches even if the receiving unit 300 is scanned by the scanning mechanism 380.
  • the state of contact with the material 310 can be maintained.
  • the supply unit 800 is configured to supply the acoustic matching material 310 into the container 320 via the supply pipe 820, for example.
  • the supply pipe 820 is connected to, for example, a part of the element holding portion 360.
  • the processing unit 700 is configured to control each unit of the acoustic wave measuring device 10, for example, and process the characteristic information in the test portion 110.
  • the processing unit 700 is configured as, for example, a computer. Specifically, the processing unit 700 has, for example, a CPU (Central Processing Unit), a GPU (Graphics Processing Unit), a RAM (Random Access Memory), a storage device, and an I / O port.
  • the RAM, storage device, and I / O port are configured so that data can be exchanged with the CPU.
  • the I / O port is connected to each of the receiving elements 340 via a signal processing unit (not shown) such as a predetermined amplifier, AD converter, and arithmetic circuit, and the light source 620, the imaging unit 690, the scanning mechanism 380, and the I / O port are connected to each of the receiving elements 340. It is connected to the display unit 720.
  • the storage device is configured to store a program related to acoustic wave measurement, characteristic information in the test site 110, and the like.
  • the storage device is, for example, an HDD (Hard Disk Drive), a flash memory, or the like.
  • the RAM is configured to temporarily hold information, programs, and the like read from the storage device by the CPU.
  • the CPU is configured to control each part of the acoustic wave measuring device 10 and process the characteristic information in the test site 110 by executing a predetermined program stored in the storage device.
  • the display unit 720 is configured to display characteristic information in the test site 110 obtained by executing a predetermined program, or to display an image of the test site 110 or the like captured by the image pickup unit 690. ..
  • the acoustic wave measuring device 10 of the present embodiment has a separation structure of "subject / matching material bag / separation film / acoustic matching material / receiving element" as a configuration related to acoustic matching.
  • the acoustic wave measuring device 10 of the present embodiment does not allow the acoustic matching material 310 to permeate between the acoustic matching material 310 housed in the container 320 and the test site 110, for example.
  • the separation film 420 and the matching material bag 500 containing the liquid or gel-like acoustic matching material 510 can be installed in this order.
  • installable here means that the separation film 420 and the matching material bag 500 can be replaceably (removably) installed (attached) to the acoustic wave measuring device 10.
  • the acoustic wave measuring device 10 has an attachment portion (not shown) to which the separation film 420 and the matching material bag 500 can be attached.
  • the mounting portion 400 is configured to mount, for example, the matching material bag 500. Further, in the present embodiment, the mounting unit 400 is configured to separate, for example, the subject 100 side and the receiving unit 300 side.
  • the separation film 420 constituting the mounting portion 400 is configured so as not to penetrate the acoustic matching material 310, for example. Further, the separation film 420 is configured to transmit light from, for example, the light source 620. Further, the separation film 420 has an acoustic impedance consistent with the subject 100 so that the acoustic wave from the test site 110 can be propagated, for example.
  • the material of the separation film 420 satisfying the above requirements include polyethylene terephthalate (PET) and polyethylene (PE).
  • the thickness of the separation film 420 is determined based on the frequency band of the acoustic wave used for acquiring the characteristic information of the test site 110 and the longitudinal sound velocity in the separation film 420.
  • the longitudinal wave sound velocity in the separation film 420 is, for example, about the same as that of the subject 100 as a typical living body.
  • the longitudinal wave sound velocity in the separation film 420 is, for example, 1000 m / s or more and 2500 m / s or less.
  • the thickness of the separation film 420 is preferably 1 mm or less, for example.
  • the thickness of the separation film 420 is preferably 0.15 mm or less, for example.
  • the thickness of the separation film 420 is preferably 0.03 mm or less, for example. If the thickness of the separation film 420 is out of the above range, a significant decrease in signal strength may occur at a specific frequency or a specific angle.
  • the measurement accuracy can be improved by setting the thickness of the separation film 420 to a predetermined thickness or less according to the frequency band of the acoustic wave used for acquiring the characteristic information.
  • At least the separation film 420 of the mounting portion 400 is configured to be replaceable (disposable), for example. By exchanging the separation film 420 when the subject 100 is replaced, cross-infection between the subjects 100 can be suppressed.
  • the mounting portion 400 is provided so as to close (cover) the opening 220 of the support base 200, for example. Specifically, the mounting portion 400 is wider than, for example, the opening 220.
  • the mounting portion 400 is fixed to the support surface 210 of the support base 200 by a predetermined mounting portion (not shown), for example, around the opening 220. With such a configuration, it is possible to prevent the subject 100 from coming into contact with the acoustic matching material 310 in the container 320.
  • the mounting portion 400 is, for example, configured in a tray shape and has a recess 440 that is recessed toward the vertically downward side of the support surface 210.
  • the separation film 420 forms at least the bottom (part) of the recess 440 within the opening 220.
  • the separation film 420 is molded by, for example, compressed air molding using the above-mentioned materials.
  • the separation film 420 constituting the mounting portion 400 is in contact with the acoustic matching material 310 housed in the container 320. As a result, it is possible to prevent air from interposing between the separation film 420 and the acoustic matching material 310.
  • the mounting portion 400 has the recess 440, the mounting portion 400 is configured so that, for example, the matching material bag 500 described later can be accommodated in the recess 440. As a result, the matching material bag 500 can be stably stored (placed).
  • the separation film 420 constituting the mounting portion 400 has the recess 440, the separation film 420 of the mounting portion 400 can accommodate, for example, the matching liquid (acoustic matching liquid) 410 in the recess 440. It is configured in.
  • the recess 440 can prevent the matching liquid 410 from flowing out onto the support base 200.
  • the matching liquid 410 is a liquid, like the acoustic matching material 310, and has an acoustic impedance that matches the subject 100, for example.
  • Examples of the matching liquid 410 include water and oil.
  • the recess 440 of the mounting portion 400 is removably fitted to the opening 220 of the support base 200.
  • the area of the recess 440 of the mounting portion 400 is, for example, substantially the same as or slightly smaller than the area of the opening 220 of the support base 200. As a result, it is possible to suppress the displacement of the recess 440 of the mounting portion 400 in the opening 220 of the support base 200.
  • the depth of the recess 440 of the mounting portion 400 is determined based on the position of the upper surface of the matching material bag 500 housed in the recess 440, and is, for example, 30 mm or less, preferably 20 mm or less. In the present embodiment, the depth of the recess 440 is, for example, 10 mm.
  • the matching material bag 500 contains, for example, an acoustic matching material 510.
  • the acoustic matching material 510 is in a liquid or gel state and has an acoustic impedance that matches the subject 100, for example.
  • Examples of the acoustic matching material 510 include water and oil.
  • the matching material bag 500 is arranged (mounted) on the mounting portion 400, for example, and is interposed between the mounting portion 400 and the subject 100. With the acoustic matching material 510 enclosed in the matching material bag 500, the matching material bag 500 is interposed between the mounting portion 400 and the subject 100, thereby suppressing the intervention of air between them. At the same time, it is possible to prevent the subject 100 from coming into direct contact with the acoustic matching material 510.
  • the acoustic matching material in this portion is, for example, liquid or gel-like, and has an acoustic impedance that matches the subject 100.
  • the acoustic matching material include water, oil, and a hydrophilic solution.
  • the intervention method include spraying and coating with a spray. Since the amount of the acoustic matching material interposed between the matching material bag 500 and the test site 110 is small, the load on the subject 100 is reduced.
  • the matching material bag 500 has flexibility, for example. As a result, the matching material bag 500 can be made to follow the shape of the inspection site 110. As a result, it is possible to stably suppress the intervention of air between the test site 110 and the surface of the matching material bag 500.
  • the matching material bag 500 is separated from, for example, the separation film 420, and is configured to be replaceable (disposable) together with the acoustic matching material 510.
  • the test site 110 can be placed on the matching material bag 500 that is always in a clean state.
  • the matching material is placed on the support surface 210 of the support base 200 (that is, the test site 110 is placed on the matching material bag 500).
  • the matching material bag 500 can be installed so that at least a part of the upper surface of the bag 500 is located at the same height as the support surface 210 or vertically above the support surface 210. As a result, it is possible to suppress the concentration of stress due to the load of the subject 100 at the step at the peripheral end of the opening 220 of the support surface 210.
  • the matching material bag is not placed on the support surface 210 of the support base 200 (that is, the state before the test site 110 is placed on the matching material bag 500). It is preferable that the matching material bag 500 can be installed so that at least a part of the upper surface of the 500 is located at the same height as the support surface 210 or vertically above the support surface 210. .. As a result, the concentration of stress due to the load of the subject 100 can be reliably suppressed at the step at the peripheral end of the opening 220 of the support surface 210.
  • the matching material bag 500 has, for example, a bag body 520 and an injection port 540.
  • the bag body 520 is made of, for example, a bag-shaped film having an accommodation space (accommodation area, not shown) for accommodating the acoustic matching material 510.
  • the film constituting the bag body 520 is configured so as not to allow the acoustic matching material 510 to permeate (leak), for example.
  • the film is configured to transmit light from, for example, a light source 620.
  • the film has an acoustic impedance consistent with the subject 100 so that, for example, the acoustic wave from the test site 110 can be propagated.
  • examples of the material constituting the film satisfying the above requirements include polyethylene, polyurethane, polyethylene terephthalate, nylon, and laminates thereof.
  • the thickness of the film constituting the bag body 520 is the frequency band of the acoustic wave used for acquiring the characteristic information of the test site 110 and the vertical length in the film constituting the bag body 520. Determined based on the speed of sound.
  • the longitudinal wave sound velocity in the film constituting the bag body 520 is, for example, similar to that of the separation film 420 described above, and is about the same as that of the subject 100 as a typical living body.
  • the longitudinal wave sound velocity in the film constituting the bag body 520 is, for example, 1000 m / s or more and 2500 m / s or less.
  • the thickness of the film constituting the bag body 520 can be, for example, within the same range as the thickness of the separation film 420 described above, depending on the frequency band of the acoustic wave used for acquiring the characteristic information.
  • the measurement accuracy can be improved.
  • the required resolution can be obtained by setting the thickness of the film made of polyurethane or polyethylene to 25 ⁇ m or less.
  • the outer peripheral portion surrounding the storage space of the bag body 520 is placed on the support surface 210 of the support base 200. Can be placed.
  • the bag body 520 has, for example, a fixing allowance (fixing margin, edge, frame, ear) 522 and a notch 524 in the outer peripheral portion surrounding the accommodation space.
  • a fixing allowance fixing margin, edge, frame, ear
  • the fixing allowance 522 is provided so as to surround the accommodation space, for example, and is configured to be fixed to the support base 200 by the fixing member 280 described later.
  • the fixing allowance 522 is configured by, for example, stacking a pair of films constituting the bag main body 520 and heat-sealing them in a frame shape so as to define an accommodation space.
  • the fixed allowance 522 may have higher strength than the portion constituting the accommodation space, for example. Specifically, the entire fixing allowance 522 may be heat-sealed. As a result, tearing of the film constituting the bag body 520 can be suppressed.
  • the cut portion 524 is cut from the outer edge of the fixing allowance 522 toward the accommodation space, for example. By tearing the notch 524 when the matching material bag 500 is replaced, the acoustic matching material 510 in the accommodation space can be easily discharged from the matching material bag 500.
  • the injection port 540 is configured to communicate from the outer edge of the bag body 520 toward the inside (accommodation space) so that the acoustic matching material 510 can be injected into the accommodation space of the matching material bag 500, for example. As a result, leakage of the acoustic matching material 510 can be suppressed by injecting the acoustic matching material 510 through the injection port 540.
  • the injection port 540 is preferably configured as, for example, a check valve capable of irreversibly injecting the acoustic matching material 510 into the matching material bag 500. As a result, leakage of the acoustic matching material 510 from the injection port 540 can be suppressed.
  • the injection port 540 has flexibility, for example.
  • the injection port 540 is made of a film like the bag body 520, for example.
  • the material and thickness of the film constituting the injection port 540 may be the same as or different from the material and thickness of the film constituting the bag body 520.
  • the inlet 540 is made of film as described above, and is not made of a hard instrument such as a spout or connector. As a result, it is possible to suppress the concentration of stress due to the load of the subject at the injection port 540.
  • the matching material bag 500 can be fixed to the support base 200 by a predetermined fixing member 280.
  • the fixing member 280 is provided on the support surface 210 of the support base 200, for example, and is configured as a binder (clip) that elastically sandwiches the fixing allowance 522 of the matching material bag 500.
  • the fixing member 280 is provided on the support surface 210 of the support base 200, for example, and is configured as a binder (clip) that elastically sandwiches the fixing allowance 522 of the matching material bag 500.
  • four fixing members 280 are provided.
  • the four fixing members 280 are arranged symmetrically with respect to the center of the opening 220, for example, around the opening 220 of the support base 200. With such a configuration, the matching material bag 500 can be stably fixed to the support surface 210.
  • the acoustic wave measuring method of the present embodiment includes, for example, a preparation step S100, a mounting step S200, a measurement step S300, and a completion determination step S400 in this order.
  • the acoustic matching material 310 is housed in the container 320 in a state of having fluidity.
  • the acoustic matching material 310 is filled in the container 320 until the position where the acoustic matching material 310 comes into contact with the separation film 420.
  • the separation film 420 and the matching material bag 500 containing the acoustic matching material 510 are placed between the acoustic matching material 310 housed in the container 320 and the test site 110. , Are installed in this order.
  • the mounting portion 400 is arranged so as to close the opening 220 of the support base 200.
  • the frame portion of the mounting portion 400 is fixed to the support surface 210 of the support base 200 by a predetermined mounting portion.
  • the matching liquid 410 is housed in the recess 440 of the mounting portion 400. In this embodiment, since the matching material bag 500 is used, a small amount of the matching liquid 410 is sufficient.
  • the acoustic matching material 510 is injected into the accommodation space of the matching material bag 500 through the injection port 540.
  • the matching material bag 500 in which the acoustic matching material 510 is injected is placed in the recess 440 of the mounting portion 400.
  • the matching material bag 500 is installed so as to be located vertically above the support surface 210.
  • at least a part of the upper surface of the matching material bag 500 is the support surface 210 in a state where the subject 100 is not placed on the support surface 210 of the support base 200 (that is, the stage of the preparation step S100). It is preferable to install the matching material bag 500 so as to be located at the same height as or vertically above the support surface 210.
  • the depth of the recess 440 of the mounting portion 400 and the height of the matching material bag 500 in the state where the acoustic matching material 510 is housed. To set.
  • the depth of the recess 440 of the mounting portion 400 is fixed at a predetermined depth so as to satisfy the above-mentioned requirements for the upper surface of the matching material bag 500, while the acoustic injection into the matching material bag 500 is performed.
  • the amount of matching material 510 may be adjusted.
  • the height of the upper surface of the matching material bag 500 is changed by adjusting the amount of the acoustic matching material 510 injected into the matching material bag 500 according to the subject 100 and the test site 110. May be good.
  • the fixing allowance 522 of the matching material bag 500 is fixed to the support base 200 by the fixing member 280.
  • the acoustic matching material is applied to at least one of the matching material bag 500 and the test site 110 by spraying or applying. After applying the acoustic matching material, the test site 110 is placed on the matching material bag 500.
  • the measurement step S300 is performed in which the acoustic wave generated from the predetermined test site 110 of the subject 100 is received by the receiving element 340.
  • the characteristic information in the subject 100 and its distribution are acquired by receiving the photoacoustic wave generated by the photoacoustic effect by the following procedure.
  • the control of each part of the acoustic wave measuring device 10 and the processing of the characteristic information are performed by the processing unit 700.
  • the irradiated light is absorbed by a predetermined absorber of the tissue in the test site 110, the light-absorbing absorber releases heat and generates an acoustic wave by volume expansion. In this way, the acoustic wave generated from the test portion 110 is received by the receiving element 340.
  • the receiving element 340 receives the acoustic wave, the receiving element 340 converts the received acoustic wave into an acoustic signal as an electric signal.
  • the processing unit 700 acquires the characteristic information in the test site 110 based on the acoustic signal obtained from the receiving element 340.
  • Specific characteristic information includes, for example, the position of the source of the acoustic wave, the initial sound pressure in the test site 110, the energy absorption density and absorption coefficient obtained based on the initial sound pressure, and the structure of the test site 110. Examples include the concentration of constituent substances.
  • a two-dimensional or three-dimensional characteristic information distribution is acquired, and image data is generated as the characteristic information distribution.
  • Specific characteristic information distributions include, for example, initial sound pressure distribution, energy absorption density distribution, absorption coefficient distribution, oxygen saturation distribution, and the like.
  • Examples of the image reconstruction method for generating image data include UBP (Universal Back Projection), FBP (Filtered Back Projection), and Phase Alignment Addition (Delay and Sum). Predetermined image processing may be performed on the generated image data.
  • the image data is displayed on the display unit 720.
  • the scanning mechanism 380 moves the receiving unit 300 having the plurality of receiving elements 340 relative to the subject 100, while the plurality of receiving elements 340 move the receiving unit 300 from each position of the test site 110.
  • the matching material bag 500 and the separation film 420 used in the previous measurement are discarded, and the matching material bag 500 and the separation film 420 are newly cleaned. Replace with a product.
  • the above-mentioned mounting step S200 and measuring step S300 are performed on the new subject 100.
  • the acoustic wave measuring device 10 of the present embodiment has a separation structure of "subject / matching material bag / separation film / acoustic matching material / receiving element" as a configuration related to acoustic matching. That is, the acoustic wave measuring device 10 of the present embodiment has a matching material bag 500 containing a separation film 420 and an acoustic matching material 510 between the acoustic matching material 310 housed in the container 320 and the test site 110. And are configured to be installable in this order.
  • the matching material bag 500 is interposed between the mounting portion 400 and the subject 100, thereby suppressing the intervention of air between them. At the same time, it is possible to prevent the subject 100 from coming into direct contact with the acoustic matching material 510. Thereby, for example, it is possible to prevent the test site 110 from getting wet by the acoustic matching material 510. Further, for example, wetting of inspection clothes and blackout curtains can be suppressed, and deterioration of the measurement environment can be suppressed. As a result, the load on the subject 100 can be reduced.
  • the matching material bag 500 and the separation film 420 used in the previous measurement are immediately discarded. Then, the matching material bag 500 and the separation film 420 can be easily replaced with new clean products.
  • the test site 110 can be placed on the matching material bag 500 in a clean state at all times, and the test site 110 can be placed between the subjects 100. Cross-infection can be suppressed.
  • the subject 100 is placed on the support surface 210 of the support base 200 (that is, the test site 110 is placed on the matching material bag 500).
  • the matching material bag 500 can be installed so that at least a part of the upper surface of the material bag 500 is located at the same height as the support surface 210 or vertically above the support surface 210.
  • By suppressing the contact of the subject 100 with the step it is possible to suppress the concentration of stress due to the load of the subject 100.
  • the stress concentration the load on the subject 100 can be stably reduced, and the subject 100 can be suppressed from feeling pain. As a result, the measurement of the acoustic wave can be continued stably.
  • the mounting portion 400 has a recess 440 that is recessed toward the vertically downward side, for example.
  • the separation film 420 constitutes at least the bottom of the recess 440 within the opening 220.
  • the separation film 420 constituting the mounting portion 400 can be easily brought into contact with the acoustic matching material 310 housed in the container 320. As a result, it is possible to prevent air from interposing between the separation film 420 and the acoustic matching material 310.
  • the matching material bag 500 can be stably housed (mounted) in the recess 440 of the mounting portion 400. Thereby, the deviation of the matching material bag 500 can be suppressed.
  • the matching liquid 410 can be accommodated in the recess 440 of the mounting portion 400.
  • the matching liquid 410 can be densely interposed between the separation film 420 and the matching material bag 500, and the intervention of air between them can be suppressed.
  • the matching material bag 500 can be fixed to the support base 200 by a predetermined fixing member 280. By fixing the matching material bag 500 to the support base 200, even if the subject 100 moves, the deviation of the matching material bag 500 can be suppressed. By suppressing the displacement of the matching material bag 500, it is possible to suppress the occurrence of wrinkles in the matching material bag 500. By suppressing the wrinkles of the matching material bag 500, it is possible to suppress the occurrence of air intervention caused by the wrinkles of the matching material bag 500 and the fluctuation of the thickness of the matching material bag 500. As a result, it is possible to suppress a decrease in the measurement accuracy of the acoustic wave.
  • FIG. 4 is a schematic enlarged view showing a part of the acoustic wave measuring device according to the modified example 1-1 of the present embodiment.
  • the mounting portion 400 is composed of the separation film 420
  • the mounting portion 400 has the holding mesh 460 and the frame body 480. You may also have.
  • the matching material bag 500 and the test site 110 can be held more stably.
  • the configuration of the mounting portion 400 is different from that of the above-described embodiment.
  • the holding mesh 460 is arranged (contacting) vertically below the separation film 420, for example, so as to hold the matching material bag 500 and the predetermined test site 110 of the subject 100. It is configured. Specifically, the holding mesh 460 is configured to withstand, for example, the total weight of the test site 110, the matching material bag 500, and the separation film 420.
  • the retention mesh 460 is, for example, configured to be mesh-like and is configured to transmit at least a portion of the light from the light source 620. Further, the subject holding portion is configured to be capable of propagating (transmitting) at least a part of the acoustic wave from the test site 110, for example. Examples of the material constituting the holding mesh 460 include polyester and the like.
  • the frame body 480 is configured as, for example, a plate-shaped frame member that holds the holding mesh 460 so as to surround the holding mesh 460.
  • the frame body 480 of the present embodiment has, for example, a frame lower portion 482, a frame upper portion 484, and a cushion material 488.
  • the lower part 482 of the frame is, for example, formed in a rectangular shape in a plan view, and constitutes a side portion of the recess 440 described above.
  • the lower part 482 of the frame is made of a lightweight metal such as aluminum.
  • a holding mesh 460 is fixed to the lower surface of the frame lower portion 482. For example, the holding mesh 460 is adhered to the lower surface of the frame lower portion 482 with an adhesive.
  • the lower frame 482 has, for example, a groove 482a on the upper surface.
  • the frame lower portion 482 is arranged so as to lock the holding mesh 460 to the support base 200, for example.
  • the support base 200 has, for example, a locking portion (locking claw) 222 in the opening 220.
  • the frame lower portion 482 is detachably fitted in the opening 220 while holding the holding mesh 460, and is locked to the locking portion 222 of the support base 200, for example.
  • the frame upper part 484 is formed in a rectangular shape in a plan view like the frame lower part 482, and is fixed on the frame lower part 482.
  • the frame upper portion 484 and the frame lower portion 482 are configured to sandwich the separation film 420, for example.
  • the separation film 420 is folded so as to surround the frame upper portion 484 from the opening of the frame upper portion 484 through the upper surface, the outer surface, and the lower surface in this order.
  • the portion where the separation film 420 is folded and in contact with the lower surface of the frame upper portion 484 is sandwiched between the frame upper portion 484 and the frame lower portion 482.
  • the cushion material 488 is attached to, for example, the lower surface of the frame upper portion 484.
  • the cushion material 488 attached to the frame upper portion 484 is fitted into the groove 482a of the frame lower portion 482.
  • the acoustic matching material 310 in the container 320 undulates when the receiving unit 300 is scanned by the scanning mechanism 380, and the separation film 420 and the frame It is possible to prevent the acoustic matching material 310 in the container 320 from rising from the gap with the lower portion 482 and leaking to the outside.
  • the holding mesh 460 and the frame body 480 are in contact with the acoustic matching material 310 in the container 320, the bearing capacity of the holding mesh 460 may decrease due to long-term use. Therefore, the holding mesh 460 and the frame body 480 are configured to be replaceable at a predetermined regular maintenance timing.
  • FIG. 5 is a schematic enlarged view showing a part of the acoustic wave measuring device according to the modified example 1-2 of the present embodiment.
  • the configurations of the container 320 and the mounting portion 400 are different from those of the above-described embodiment.
  • the container 320 of this modified example has, for example, a container bottom portion 322 and a rubber side portion 324.
  • the container bottom portion 322 has, for example, an element holding portion 360, and a portion other than the element holding portion 360 is provided in a flat plate shape.
  • the rubber side portion 324 is made of, for example, rubber that does not allow the acoustic matching material 310 to penetrate, and is provided so as to surround the periphery of the container bottom portion 322.
  • the rubber side portion 324 is provided in duplicate, for example.
  • the discharge pipe 840 is connected between the double rubber side portions 324, and the supply unit 800 is connected via the discharge pipe 840.
  • the supply unit 800 is configured to, for example, fill the container 320 with the acoustic matching material 310 up to the upper limit that does not leak from the inner rubber side portion 324.
  • the supply unit 800 is configured to, for example, return the acoustic matching material 310 overflowing from the inner rubber side portion 324 via the discharge pipe 840.
  • the acoustic matching material 310 returned via the discharge pipe 840 is reused for supplying the acoustic matching material 310 into the container 320.
  • the mounting portion 400 of this modified example has, for example, a separation film 420, a holding mesh 460, and a frame body 480.
  • the separation film 420 is configured so as not to allow the acoustic matching material 310 to permeate, for example, as in the above-described embodiment, and constitutes a recess 440 that is recessed vertically downward in the opening 220.
  • the separation film 420 is made of, for example, the same material as that of the above-described embodiment, and is molded by compressed air molding.
  • the holding mesh 460 is arranged, for example, on the vertically lower side (contacting) of the separation film 420, and is configured to hold the matching material bag 500 and the predetermined test site 110 of the subject 100. Specifically, the holding mesh 460 is configured to withstand, for example, the total weight of the test site 110, the matching material bag 500, and the separation film 420.
  • the retention mesh 460 is, for example, configured to be mesh-like and is configured to transmit at least a portion of the light from the light source 620. Further, the subject holding portion is configured to be capable of propagating (transmitting) at least a part of the acoustic wave from the test site 110, for example. Examples of the material constituting the holding mesh 460 include polyester and the like.
  • the frame body 480 is configured as, for example, a plate-shaped frame member that holds the holding mesh 460 so as to surround the holding mesh 460.
  • the frame body 480 is made of a lightweight metal such as aluminum.
  • a holding mesh 460 is fixed to the lower surface of the frame body 480.
  • the holding mesh 460 is adhered to the lower surface of the frame body 480 with an adhesive.
  • the frame body 480 is arranged so as to lock the holding mesh 460 to the support base 200, for example.
  • the support base 200 has, for example, a locking portion (locking claw) 222 in the opening 220.
  • the frame body 480 is detachably fitted in the opening 220 while holding the holding mesh 460, and is locked to the locking portion 222 of the support base 200.
  • the holding mesh 460 and the frame body 480 are in contact with the acoustic matching material 310 in the container 320, the bearing capacity of the holding mesh 460 may decrease due to long-term use. Therefore, the holding mesh 460 and the frame body 480 are configured to be replaceable at a predetermined regular maintenance timing.
  • the matching material bag 500 is placed on the separation film 420, for example, in the same manner as in the above-described embodiment.
  • the matching material bag 500 is fixed to the frame body 480 by, for example, the fixing member 280, and is fixed to the support base 200 via the frame body 480.
  • the acoustic wave measuring device 10 of the present modification has the holding mesh 460, the lower surface of the frame 480, and the acoustic matching material 310 in the container 320 so as to close the holes of the holding mesh 460 by the acoustic matching material 310 in the container 320. It is configured so that it can be brought close to the upper surface of the.
  • the separation film 420 does not protrude vertically below the lower surface of the frame 480, and is not sunk in the acoustic matching material 310 in the container 320.
  • the acoustic matching material 310 in the container 320 closes the hole of the holding mesh 460 and is in contact with (sticks to) the separation film 420.
  • the hole size of the holding mesh 460 when the hole size of the holding mesh 460 is small, the upper surface of the acoustic matching material 310 in the container 320 rises due to the capillary phenomenon, so that the acoustic matching material 310 closes the holes of the holding mesh 460 and the separation film 420. Contact.
  • the hole size of the holding mesh 460 when the hole size of the holding mesh 460 is large, the above-mentioned capillary phenomenon does not occur, but the acoustic matching material 310 is always supplied from the supply unit 800 into the container 320, so that the acoustic matching material 310 Closes the holes of the holding mesh 460 and is maintained in contact with the separation film 420.
  • the holding mesh 460, the lower surface of the frame 480, and the upper surface of the acoustic matching material 310 in the container 320 are formed so as to close the holes of the holding mesh 460 by the acoustic matching material 310 in the container 320. Can be brought close.
  • the measurement step S300 when the receiving unit 300 having the plurality of receiving elements 340 is moved relative to the subject 100 by the scanning mechanism 380, the separation film 420, the holding mesh 460, and the frame body 480 are moved.
  • the resulting resistance of the acoustic matching material 310 can be reduced.
  • the receiving unit 300 can be moved smoothly and at high speed.
  • the measurement step S300 can be performed stably and at high speed.
  • FIG. 14 is a diagram when the test site is placed on the matching material bag in the acoustic wave measuring device according to the reference example.
  • the angle of the upper corner of the recess 440 is, for example, a right angle.
  • the test site 110 depends on the weight of the test site 110, the amount of the acoustic matching material 510 in the matching material bag 500, and the like. May abut on the upper corner of the recess 440. Therefore, the subject 100 may feel pain.
  • (Ii) Rising of the end of the matching material bag As shown in FIG. 14, as a reference example, when the test site 110 is placed on the matching material bag 500, the weight of the test site 110 and the matching material bag Depending on the amount of the acoustic matching material 510 in the matching material 500 and the like, the test site 110 may be greatly sunk in the matching material bag 500. In this case, the acoustic matching material 510 in the matching material bag 500 moves to the outside of the inspection site 110, and the end portion of the matching material bag 500 stands up. When the end of the matching material bag 500 rises, the end of the matching material bag 500 separates from the matching liquid 410 in the recess 440, and a gap is formed between them. If such a gap is generated, the acoustic impedance does not match the subject 100, and it may be difficult to stably measure the acoustic wave.
  • the matching material bag 500 is replaced every time the subject 100 (subject) is replaced, so that the measurement of a large number of subjects can be performed. Therefore, it is necessary to stock a large amount of unused matching material bags 500. At this time, if a large number of matching material bags 500 are stacked and stored with their surfaces exposed, the surface of the matching material bags 500 may be contaminated or damaged. In that case, in the measurement using the matching material bag 500, the cleanliness and rigidity (shape stability) of the matching material bag 500 may be impaired.
  • FIG. 6 is a schematic enlarged view showing a part of the acoustic wave measuring device according to the present embodiment.
  • 7A and 7B are schematic plan views showing a part of the acoustic wave measuring device according to the present embodiment.
  • the recess 440 of the mounting portion 400 is configured to be narrowed toward the vertically downward side, for example.
  • the mounting portion 400 has, for example, an inner side surface 440s inclined with respect to the support surface 210 so that the recess 440 narrows toward the vertically downward side.
  • the inner side surface 440s of the frame lower portion 482 is inclined with respect to the support surface 210, and the angle of the upper corner portion of the frame lower portion 482 is obtuse. Thereby, the load on the subject 100 can be reduced.
  • the acoustic matching material 510 in the matching material bag 500 covers the entire recess 440 (so that it extends to the outside of the peripheral edge of the recess 440).
  • the matching material bag 500 can be installed. Specifically, the acoustic matching material 510 in the matching material bag 500 extends to, for example, the upper surface of the frame body 480 outside the peripheral edge of the recess 440.
  • the fixing member 280 fixes the matching material bag 500 on the support base 200, for example, at a position where a gap corresponding to the extending portion of the acoustic matching material 510 is provided from the peripheral edge of the recess 440 of the frame body 480.
  • the mounting portion 400 has, for example, an overflow suppressing portion 490 that suppresses the overflow of the matching liquid 410 from the inside to the outside of the recess 440.
  • the overflow suppressing portion 490 is configured as, for example, a groove provided so as to be recessed vertically downward from the upper surface of the frame body 480.
  • the overflow suppressing portion 490 as a groove is preferably provided so as to be hidden under the matching material bag 500, outside the outer edge of the recess 440 in a plan view, for example.
  • the overflow suppressing portion 490 as a groove is provided so as to surround the recess 440 in a plan view, for example. With such a configuration, it is possible to suppress the contact of the test site 110 with the overflowing matching liquid 410.
  • the frame body 480 has a holding portion 483 that holds the holding mesh 460 between the frame body 480 and the frame lower portion 482.
  • the sandwiching portion 483 is provided, for example, on the lower side of the frame lower portion 482, and is fixed to the frame lower portion 482 while sandwiching the holding mesh 460.
  • the sandwiching portion 483 is fastened to the lower part 482 of the frame by, for example, a bolt (not shown).
  • the holding mesh 460 can be firmly locked to the support base 200 by the frame lower portion 482 and the holding portion 483.
  • the acoustic wave measuring device 10 further includes, for example, a flow pipe 592, a leakage suppressing unit 594, and an opening / closing unit 596.
  • the flow pipe 592 is configured such that the acoustic matching material 510 can flow between the matching material bag 500 and the outside, for example, with the matching material bag 500 installed.
  • the flow pipe 592 is inserted into, for example, the injection port 540 of the matching material bag 500.
  • the leakage suppression unit 594 is configured to suppress leakage of the acoustic matching material 510 from, for example, between the inner circumference of the injection port 540 and the outer circumference of the flow pipe 592.
  • the leak suppressing portion 594 is configured as, for example, a tightening portion that tightens the injection port 540 with respect to the flow pipe 592.
  • the opening / closing unit 596 is configured to be able to open / close the flow pipe 592, for example. By opening and closing the opening / closing unit 596, the amount of the acoustic matching material 510 in the matching material bag 500 can be adjusted.
  • the flow tube 592, the leak suppression section 594, and the opening / closing section 596 are used not only as members constituting the acoustic wave measuring device 10 but also together with the matching material bag 500 described above. It can also be considered as a member. Therefore, it may be considered that the "matching material bag set 50" is composed of the matching material bag 500, the flow pipe 592, the leak suppressing part 594, and the opening / closing part 596.
  • the fixing member 280 is configured to firmly fix the matching material bag 500.
  • the fixing member 280 is configured so that the matching material bag 500 can be fixed to the support base 200 over the entire side of the matching material bag 500, for example. Is preferable.
  • a plurality of fixing members 280 may be provided, for example, at a plurality of locations on one side of the matching material bag 500 so as to fix the matching material bag 500 to the support base 200. preferable.
  • FIG. 8A is a schematic cross-sectional view showing a matching material bag.
  • the matching material bag 500 before use has, for example, a protective film 580.
  • the protective film 580 covers, for example, the outer circumference of the bag body 520 and protects the bag body 520 so as to be removable from the bag body 520.
  • the protective film 580 is preferably provided on both the front and back surfaces of the bag body 520, for example. With such a configuration, the bag body 520 before use can be stably protected.
  • the protective film 580 has, for example, a gripping allowance 582 to be gripped when the protective film 580 is peeled off.
  • the gripping allowance 582 extends outward from the peripheral edge of the protective film 580, for example.
  • the gripping allowance 582 may be made of the same material as the main body of the protective film 580, or may be made of a material different from that of the main body of the protective film 580. With such a configuration, the protective film 580 can be easily peeled off.
  • FIG. 8B is a schematic cross-sectional view showing a matching material bag when the protective film is peeled off.
  • FIG. 9 is a schematic view showing a case where the matching material bag is placed in the recess of the mounting portion.
  • the matching material bag 500 is prepared. Specifically, as shown in FIG. 8B, the protective film 580 is peeled off from the bag body 520 by pulling the protective film 580 while gripping the gripping allowance 582.
  • the matching material bag 500 is fixed to the support base 200 by the fixing member 280, and the matching material bag 500 is formed in the recess 440 of the mounting portion 400 so as not to wrinkle. Place the 500 while pulling it.
  • the flow pipe 592 is inserted into the injection port 540 of the matching material bag 500, and the injection port 540 is tightened with respect to the flow pipe 592 (outer peripheral surface) by the leakage suppressing portion 594.
  • the flow tube 592 may be inserted and fixed in the injection port 540 of the matching material bag 500, and then the matching material bag 500 may be placed in the recess 440 of the mounting portion 400.
  • the opening / closing part 596 is opened, and the acoustic matching material 510 is injected into the accommodation space of the matching material bag 500 through the injection port 540.
  • the lower surface of the bag main body 520 is in a tense state and wrinkles are not generated, but the upper surface of the bag main body 520 is not in a tense state, so wrinkles are generated. Therefore, the acoustic matching material 510 is filled in the matching material bag 500 so that the wrinkles on the upper surface of the bag main body 520 disappear. In that state, the opening / closing part 596 is closed.
  • the matching material bag 500 is folded back on the side opposite to the recess 440 of the mounting portion 400 with one side of the matching material bag 500 sandwiched between them.
  • a small amount of the matching liquid 410 is injected into the recess 440 of the mounting portion 400.
  • the side opposite to one side of the matching material bag 500 used as the reference for folding back is grasped, and the matching material bag 500 is pulled and lifted.
  • the matching material bag 500 is gradually lowered from the end of the recess 440 on the folded side of the matching material bag 500, and the matching material bag 500 is placed in the recess 440 so that air bubbles do not enter between the matching material bag 500 and the separation film 420. Place it inside.
  • the fixing allowance 522 of the bag body 520 is pulled to eliminate the wrinkles from the upper surface and the lower surface of the bag body 520.
  • the fixing allowance 522 of the bag body 520 is loosened on the side opposite to one side of the matching material bag 500 used as the reference for folding back, and the fixing allowance 522 is used as the support base 200 by the fixing member 280. Fix it. By loosening the fixing allowance 522 of the bag body 520, it is possible to absorb the displacement of the matching material bag 500 when the test site 110 is placed on the matching material bag 500.
  • test site 110 is placed on the matching material bag 500.
  • the amount of the acoustic matching material 510 in the matching material bag 500 is adjusted by opening and closing the opening / closing unit 596 while checking the image acquired by the imaging unit 690.
  • the test site 110 can be brought closer to the receiving unit 300. That is, the test site 110 can be arranged within the field of view (Field of view, FOV) of the receiving unit 300, and a high-quality image can be obtained. Further, by submerging the test site 110 in the matching material bag 500, the movement (body movement) of the test site 110 can be suppressed. Further, it is possible to suppress the rising edge of the matching material bag 500.
  • the measurement steps S300 and the like after the mounting step S200 are the same as those in the first embodiment described above.
  • the recess 440 of the mounting portion 400 is configured to be narrowed toward the vertically downward side.
  • the upper corner portion of the recess 440 can be formed obliquely with respect to the support surface 210.
  • the acoustic wave measuring device 10 is configured so that the matching material bag 500 can be installed so that the acoustic matching material 510 in the matching material bag 500 covers the entire recess 440. Even if the test site 110 is greatly sunk in the matching material bag 500 and the end portion of the matching material bag 500 rises, the end portion can be separated from the imaging region, and the influence on the imaging can be suppressed. be able to. That is, the acoustic matching material 510 in the matching material bag 500 can be maintained in a state of being in close contact with the matching liquid 410 up to the end of the recess 440. As a result, the acoustic impedance can be matched with the subject 100 over a wide range, and the acoustic wave can be measured stably.
  • the mounting portion 400 has an overflow suppressing portion 490 that suppresses the overflow of the matching liquid 410 from the inside to the outside of the recess 440. Even if the matching material bag 500 is densely placed in the recess 440 and the matching liquid 410 is about to overflow from the inside of the recess 440 to the outside, the overflowing matching liquid 410 is retained in the overflow suppressing portion 490, and further. The spread of the matching liquid 410 can be suppressed. As a result, contact of the test site 110 with the overflowing matching liquid 410 can be suppressed.
  • the injection port 540 communicates inward from the outer edge of the bag body 520 so that the acoustic matching material 510 can be injected into the accommodation space of the matching material bag 500. As a result, the acoustic matching material 510 can be stably injected through the injection port 540.
  • the flow pipe 592 is configured so that the acoustic matching material 510 can flow between the matching material bag 500 and the outside in a state where the matching material bag 500 is installed.
  • the opening / closing unit 596 is configured to be able to open / close the flow pipe 592. By opening and closing the opening / closing unit 596, the amount of the acoustic matching material 510 in the matching material bag 500 can be adjusted.
  • the acoustic matching material 510 can be removed from the matching material bag 500. It can be drained and the amount of acoustic matching material 510 in the matching material bag 500 can be reduced. As a result, even if the end portion of the matching material bag 500 rises, the end portion can be separated from the imaging region, and the influence on the imaging can be suppressed.
  • the leakage suppression unit 594 is configured to suppress leakage of the acoustic matching material 510 from between the inner circumference of the injection port 540 and the outer circumference of the flow pipe 592. As a result, it is possible to stably perform the inflow and outflow of the acoustic matching material 510 through the injection port 540 while suppressing the leakage of the acoustic matching material 510. In addition, it is possible to prevent the test site 110 from getting wet by the acoustic matching material 510.
  • the matching material bag 500 has a protective film 580.
  • the protective film 580 covers the outer circumference of the bag body 520 and protects the bag body 520 detachably from the bag body 520.
  • the bag body 520 before use can be stably protected.
  • contamination and damage on the surface of the matching material bag 500 can be suppressed.
  • the cleanliness and rigidity (shape stability) of the matching material bag 500 can be stably ensured.
  • FIG. 10 is a schematic enlarged view showing a part of the acoustic wave measuring device according to the modified example 2-1 of the present embodiment.
  • the configuration of the frame body 480 is different from the above-described embodiment.
  • the recess 440 of the mounting portion 400 is configured to be narrowed toward the vertically downward side, for example, as in the above-described embodiment.
  • the frame upper portion 484 of the frame body 480 is provided, for example, from the upper end to the lower end of the recess 440, following the shape of the inner side surface 440s inclined with respect to the support surface 210. Further, the frame upper portion 484 sandwiches the separation film 420 between the frame upper portion 484 and the frame lower portion 482, for example.
  • the sandwiching range of the separation film 420 between the lower frame 482 and the upper frame 484 can be widened.
  • the separation film 420 can be stably held by the frame body 480.
  • the frame body 480 that can be used repeatedly and sandwiching the separation film 420 between the frame lower portion 482 and the frame upper portion 484 the three-dimensional shape of the separation film 420 can be easily formed. That is, it is possible to omit the manual molding step of the separation film 420.
  • FIG. 11 is a schematic enlarged view showing a part of the acoustic wave measuring device according to the modified example 2-2 of the present embodiment.
  • the configuration of the overflow suppressing unit 490 is different from that of the above-described embodiment.
  • the overflow suppressing portion 490 is configured as, for example, a bank (embankment, bank) that regulates the spread of the matching liquid 410 from the inside of the recess 440 to the outside.
  • the overflow suppressing portion 490 as a bank projects from the upper surface of the frame body 480, for example, in an obliquely upward direction on the center side of the recess 440.
  • the overflow suppressing portion 490 is provided so as to surround the recess 440 in a plan view, for example.
  • FIG. 12 is a schematic cross-sectional view showing a part of the acoustic wave measuring device according to the modified example 2-3 of the present embodiment.
  • the configuration of the support base 200 is different from that of the above-described embodiment.
  • the support base 200 is configured such that the flow pipe 592 can be arranged vertically below the support surface 210, for example.
  • the support base 200 has, for example, a groove 290 that is recessed vertically downward from the support surface 210 and accommodates the flow pipe 592.
  • FIG. 13 is a schematic cross-sectional view showing a part of the acoustic wave measuring device according to the modified example 2-4 of the present embodiment.
  • Modification 2-4 is different from the above-described embodiment in that the separation film 420 is not provided.
  • the opening 220 of the support base 200 is configured to narrow toward the vertically downward side.
  • the acoustic wave measuring device 10 is configured so that the matching material bag 500 or the matching gel can be directly installed on the holding mesh 460 so as to cover the entire opening 220 without installing the separation film 420. Therefore, not only the separation film 420 but also the frame upper portion 484 that holds the separation film 420 is unnecessary.
  • the matching material bag 500 or the matching gel can also serve as the separation film 420. That is, even if the separation film 420 is not provided, the acoustic matching material 310 does not penetrate into the inspection site 110 side, and the overflow of the acoustic matching material 310 to the outside of the opening 220 can be suppressed. In addition, deterioration of image quality caused by the separation film 420 can be suppressed.
  • the matching material bag 500 it is preferable to use the matching material bag 500.
  • the matching gel may enter the stitches of the holding mesh 460, but the matching material bag 500 does not have such a risk, so it is preferable to use the matching material bag 500.
  • the acoustic wave measuring device 10 is configured as a PAT device, but the acoustic wave measuring device 10 is configured as a device other than the PAT device if the acoustic wave can be measured. You may.
  • the acoustic wave measuring device 10 irradiates a predetermined test site 110 of the subject 100 with an acoustic wave (ultrasonic wave), and receives a sound wave (reflected wave) reflected or scattered from the irradiated portion. It may be configured as an ultrasonic echo device.
  • the acoustic wave measuring device 10 can install the separation film 420 and the matching material bag 500 in this order between the acoustic matching material 310 housed in the container 320 and the test site 110.
  • the acoustic wave measuring device 10 may be configured so that the separation film 420 and the matching gel can be installed in this order between the acoustic matching material 310 housed in the container 320 and the test site 110.
  • Matching gels have, for example, limited fluidity and have an acoustic conditioning effect.
  • the fluidity is limited means, for example, that the bonded state is maintained while having the ability to follow the test site 110.
  • “having an acoustic adjusting action” means, for example, having an acoustic impedance consistent with the subject 100.
  • Specific examples of the matching gel include nanocomposite gels and the like. In this case, as will be described later, the matching liquid 410 in the recess 440 of the mounting portion 400 may not be provided. Even if such a matching gel is used, the same effect as that of the above-described embodiment can be obtained.
  • the acoustic wave measuring device 10 has a separating film 420, a matching material bag 500, and a matching block in which a matching gel is combined between the acoustic matching material 310 housed in the container 320 and the test site 110. It may be configured so that it can be installed in this order.
  • the element holding portion 360 is formed in a hemispherical shape has been described, but the element holding portion 360 may be formed in a shape other than the hemispherical shape.
  • the element holding portion 360 may be, for example, flat.
  • the light emission port 660 emits the light transmitted from the light source 620 toward the test portion 110. If possible, it may be provided at a position other than the bottom of the element holding portion 360.
  • the light outlet 660 may be provided on the side of the container 320, for example.
  • the scanning mechanism 380 is configured to scan the receiving element 340 relative to the subject 100 placed on the support base 200 , but the subject 100 has been described. This is not the case as long as the receiver element 340 and the receiver element 340 can be relatively moved.
  • the scanning mechanism 380 may be configured to scan the subject 100 (that is, the support base 200) with respect to the fixed receiving element 340, for example.
  • the scanning mechanism 380 may be configured to relatively scan both the receiving element 340 and the subject 100, for example.
  • the scanning mechanism 380 is configured to scan the receiving unit 300 having the container 320 and the receiving element 340 as a unit has been described, but the present invention is not limited to this case.
  • the scanning mechanism 380 may be configured to scan the element holding unit 360 having a plurality of receiving elements 340 in the fixed container 320, for example.
  • the matching liquid 410 is provided between the separation film 420 and the matching material bag 500
  • a matching gel such as a nanocomposite gel having a high water content is used. If so, a sufficient signal can be obtained due to the water content on the surface of the matching gel itself without preparing a separate matching liquid 410. Therefore, when such a nanocomposite gel or the like is used, it is not always essential to provide the recess 440 and use the matching liquid 410.
  • the separation film 420 itself is molded so as to be recessed in the mounting portion 400
  • the separation film 420 constitutes at least the bottom of the recess 440 of the mounting portion 400.
  • the mounting portion 400 may have, for example, a frame body 480 that is recessed toward the vertically downward side, and a flat separation film 420 provided along the lower surface of the frame body 480. According to this case, even when the separation film 420 is thin, the recess 440 of the mounting portion 400 can be easily formed.
  • the injection port 540 of the matching material bag 500 is made of a film
  • the injection port 540 may be made of a spout or a connector.
  • it is preferable that the injection port 540 is made of a film as in the above-described embodiment because the subject as the subject 100 does not feel pain.
  • the fixing member 280 may be a separate member separated from the support base 200.
  • the fixing member 280 may be, for example, an adhesive tape.
  • the fixing member 280 may be configured as, for example, a magnet sandwiched by a magnetic force.
  • the opening / closing section 596 is configured to open / close the flow tube 592
  • the opening / closing section 596 may be configured to open / close the injection port 540.
  • a support base having a support surface for supporting the subject and an opening provided in the support surface for measuring a predetermined test site of the subject.
  • a container provided vertically below the support surface and capable of accommodating a liquid or gel-like acoustic matching material.
  • a receiving element provided vertically below the support surface and receiving an acoustic wave generated from the test site, and a receiving element.
  • a separation film that does not allow the acoustic matching material to permeate can be installed as the above-mentioned placing portion, and the separation film and the matching material bag are placed between the acoustic matching material housed in the container and the test site.
  • the acoustic wave measuring device according to Appendix 1, wherein the matching gel and the matching gel can be installed in this order.
  • the above-mentioned placing portion has a recess that is recessed toward the vertically downward side of the support surface.
  • Appendix 4 The acoustic wave measuring device according to Appendix 3, wherein the recess is configured to narrow toward the vertically downward side.
  • Appendix 5 The acoustic wave according to Appendix 3 or Appendix 4, wherein the matching material bag or the matching gel can be installed so that the acoustic matching material or the matching gel in the matching material bag covers the entire recess. measuring device.
  • Appendix 7 The acoustic wave measuring device according to Appendix 6, wherein the above-mentioned placing portion has an overflow suppressing portion that suppresses the overflow of the matching liquid from the inside of the recess to the outside.
  • a holding mesh for holding the matching material bag or the matching gel and the test site can be installed.
  • the holding mesh and the matching material bag or the matching gel can be installed in this order between the acoustic matching material housed in the container and the test site.
  • the acoustic wave measuring device according to one.
  • the opening is configured to narrow vertically downward.
  • the acoustic wave measuring device according to Appendix 1, wherein the matching material bag or the matching gel can be installed so as to cover the entire opening.
  • Appendix 11 The acoustic wave measuring device according to Appendix 10, wherein the support base is configured so that the flow tube can be arranged vertically below the support surface.
  • At least a part of the upper surface of the matching material bag is located at the same height as the support surface or vertically above the support surface in a state where the subject is not placed on the support surface.
  • the acoustic wave measuring device according to any one of Supplementary note 1 to Supplementary note 13, which is configured so that the matching material bag can be installed.
  • a support surface and a support base having an opening provided in the support surface for measuring a predetermined test site of a subject, and a liquid or gel-like acoustic matching material provided vertically below the support surface.
  • a step of preparing an acoustic wave measuring device having a container containing the above-mentioned container and a receiving element provided vertically below the support surface.
  • Acoustic wave measuring device 100 Subject 110 Examination site 200 Support stand 300 Reception unit 310 Acoustic matching material 320 Container 340 Receiving element 400 Mounting part 410 Acoustic matching material 420 Separation film 500 Matching material bag 510 Acoustic matching material

Landscapes

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Abstract

被検体を支持する支持面と、被検体の所定の被検部位を測定するために支持面に開設された開口と、を有する支持台と、支持面よりも鉛直下側に設けられ、液状またはゲル状の音響整合材を収容可能に構成される容器と、支持面よりも鉛直下側に設けられ、被検部位から発生する音響波を受信する受信素子と、を備え、容器内に収容された音響整合材から被検部位までの間に、液状またはゲル状の音響整合材を収容した整合材袋もしくは流動性が制限され音響調整作用を持つ整合ゲルと、当該整合材袋もしくは当該整合ゲルを載置する載置部と、を設置可能に構成されている。

Description

音響波測定装置、整合材袋、整合ゲル、分離フィルムおよび音響波測定方法
 本発明は、音響波測定装置、整合材袋、整合ゲル、分離フィルムおよび音響波測定方法に関する。
 近年、例えば医療分野において、被検体から発生する音響波を測定し、被検体内の特性情報を得る装置が開発されている(例えば特許文献1)。
特開2018-079009号公報
 本発明の目的は、適切な音響整合を確保しつつ、被検体への負荷軽減と、清浄状態の容易な確保とを両立することにある。
 本発明の一態様によれば、
 被検体を支持する支持面と、前記被検体の所定の被検部位を測定するために前記支持面に開設された開口と、を有する支持台と、
 前記支持面よりも鉛直下側に設けられ、液状またはゲル状の音響整合材を収容可能に構成される容器と、
 前記支持面よりも鉛直下側に設けられ、前記被検部位から発生する音響波を受信する受信素子と、
 を備え、
 前記容器内に収容された前記音響整合材から前記被検部位までの間に、液状またはゲル状の音響整合材を収容した整合材袋もしくは流動性が制限され音響調整作用を持つ整合ゲルと、当該整合材袋もしくは当該整合ゲルを載置する載置部と、を設置可能に構成されている
音響波測定装置が提供される。
 本発明の他の態様によれば、
 上述の音響波測定装置に用いられる
整合材袋が提供される。
 本発明の更に他の態様によれば、
 上述の音響波測定装置に用いられる
整合ゲルが提供される。
 本発明の更に他の態様によれば、
 上述の音響波測定装置に用いられる
分離フィルムが提供される。
 本発明の更に他の態様によれば、
 支持面、および被検体の所定の被検部位を測定するために前記支持面に開設された開口を有する支持台と、前記支持面よりも鉛直下側に設けられ液状またはゲル状の音響整合材を収容した容器と、前記支持面よりも鉛直下側に設けられた受信素子と、を有する音響波測定装置を準備する工程と、
 前記支持台の前記支持面上に被検体を載置する工程と、
 前記被検部位から発生する音響波を前記受信素子により受信する工程と、
 を備え、
 前記音響波測定装置を準備する工程では、
 前記容器内に収容された前記音響整合材から前記被検部位までの間に、液状またはゲル状の音響整合材を収容した整合材袋もしくは流動性が制限され音響調整作用を持つ整合ゲルと、当該整合材袋もしくは当該整合ゲルを載置する載置部と、を設置する
音響波測定方法が提供される。
 本発明によれば、適切な音響整合を確保しつつ、被検体への負荷軽減と、清浄状態の容易な確保とを両立することができる。
本発明の第1実施形態に係る音響波測定装置を示す概略図である。 図1の一部拡大図である。 整合材袋を示す概略平面図である。 整合材袋を示す概略断面図である。 本発明の第1実施形態の変形例1-1に係る音響波測定装置の一部を示す概略拡大図である。 本発明の第1実施形態の変形例1-2に係る音響波測定装置の一部を示す概略拡大図である。 本発明の第2実施形態に係る音響波測定装置の一部を示す概略拡大図である。 本発明の第2実施形態に係る音響波測定装置の一部を示す概略平面図である。 本発明の第2実施形態に係る音響波測定装置の一部を示す概略平面図である。 整合材袋を示す概略断面図である。 保護フィルムを剥がすときの整合材袋を示す概略断面図である。 整合材袋を載置部の凹部内に載置するときを示す概略図である。 本発明の第2実施形態の変形例2-1に係る音響波測定装置の一部を示す概略拡大図である。 本発明の第2実施形態の変形例2-2に係る音響波測定装置の一部を示す概略拡大図である。 本発明の第2実施形態の変形例2-3に係る音響波測定装置の一部を示す概略断面図である。 本発明の第2実施形態の変形例2-4に係る音響波測定装置の一部を示す概略断面図である。 参考例に係る音響波測定装置において、整合材袋上に被検部位を載置したときの図である。
<発明者等の得た知見>
 まず、発明者等の得た知見について説明する。
 従来の音響波測定装置(音響波受信装置)は、上述の特許文献1などのように、例えば、支持台と、保持部材と、液槽と、探触子と、を有している。支持台は、被検体を支持する支持面を有する。保持部材は、被検体の所定の被検部位を保持しつつ、被検体側マッチング液を貯留する。液槽は、支持台の支持面下で、探触子側マッチング液を貯留する。探触子は、液槽に設けられ、被検体の所定の被検部位から被検体側マッチング液、保持部材および探触子側マッチング材を介して音響波を受信する。
 このように、従来の音響波測定装置では、音響整合に係る構成として、「被検体/被検体側マッチング液/保持部材/探触子側マッチング液/探触子」の分離構造を採用していた。このような構造により、被検部位から探触子までの間に空気を介在させないことで、音響波の測定精度低下を抑制していた。
 しかしながら、従来の音響波測定装置では、被検体の所定の被検部位を被検体側マッチング液に直接浸漬させていた。被検体側マッチング液を収容可能な深さを有する液槽を採用する必要があったため、液槽内に被検部位を挿入するときに、被検体の一部が液槽の角に当たったり、被検体が無理な体勢になったりする可能性があった。このため、被検体への負荷が大きくなっていた。また、被検部位が被検体側マッチング液によって濡れることとなるため、被検体への負荷が大きく、被検体としての被検者が嫌悪感を抱く可能性があった。また、検査衣や、被検部位を覆う暗幕なども濡れることがあったため、測定環境が悪化し、被検体への負荷がさらに大きくなっていた。
 また、探触子側マッチング液を介した被検体間の交差感染を抑制するために設置される分離フィルムは、異なる被検体を測定する前に廃棄される。このため、分離フィルムを廃棄する際に、少なくとも被検体側マッチング液を除去する必要があった。このとき、従来の音響波測定装置では、例えば、スポンジなどを用い、保持部内に貯留された被検体側マッチング液を吸い取って除去していた。このため、被検体側マッチング液の除去が困難であり、除去に多くの時間を要していた。
 このように、従来の音響波測定装置では、被検体への負荷軽減と、清浄状態の容易な確保とを両立することが困難となっていた。
 本発明は、発明者等が見出した上記知見に基づくものである。
<本発明の第1実施形態>
 以下、本発明の第1実施形態について図面を参照しながら説明する。
(1)音響波測定装置(音響波受信装置)
 図1~図3Bを用い、本実施形態の音響波測定装置10について説明する。図1は、本実施形態に係る音響波測定装置を示す概略図である。図2は、図1の一部拡大図である。なお、図1および図2において、被検体100の被検部位110以外の部分を省略している。図3Aおよび図3Bは、それぞれ、整合材袋を示す概略平面図および概略断面図である。
 本実施形態の音響波測定装置10は、例えば、光音響トモグラフィ(PAT:PhotoAcoustic Tomography)装置(光音響イメージング装置)として構成されている。PAT装置では、例えば、被検体の所定の被検部位に対して光を照射する。被検部位の組織で光が吸収されると、光を吸収した部分が熱を放出し、体積膨張によって音響波(粗密波)を発生させる。この現象を「光音響効果」と呼び、光音響効果により発生する音響波を「光音響波」とも呼ぶ。「光超音波」と称されることもある。当該光音響効果により発生した光音響波を受信することで、被検体内の特性情報およびその分布を得ることができる。
 図2に示すように、本実施形態の音響波測定装置10は、例えば、支持台(基台)200と、受信ユニット(検出ユニット)300と、光源620と、光学系640と、撮像部690と、走査機構(移動機構)380と、載置部400と、整合材袋500と、供給部800と、処理部700と、を備えている。
 なお、以下でいう「被検体(被験体)100」とは、例えば、生体(人体)であり、被検体100の所定の「被検部位(被験部位)110」とは、音響波を測定(検出)する部位のことを意味し、例えば、手、足、顔、体幹部、乳房などである。
(支持台)
 支持台200は、例えば、被検体100が載置される基台として構成されている。具体的には、支持台200は、例えば、支持面210と、開口220と、を有している。
 支持面210は、例えば、被検体100のうち被検部位110以外の部分を支持している。支持台200の支持面210の下には、空間があけられており、後述の受信ユニット300などが設けられている。
 開口220は、例えば、被検体100の所定の被検部位110を測定するために、支持面210に開設されている。開口220は、所定の被検部位110からの音響波を測定するため、被検部位110よりも広く設けられている。開口220の平面形状は、例えば、四角形である。
 本実施形態では、支持台200は、例えば、分離フィルム420と整合材袋500とを設置可能に構成されている。この点については、詳細を後述する。
(受信ユニット)
 受信ユニット300は、例えば、被検体100の所定の被検部位110からの音響波を受信するよう構成されている。本実施形態の受信ユニット300は、例えば、容器320と、受信素子(探触子、変換素子)340と、素子保持部360と、を有している。
[容器]
 容器320は、例えば、支持面210よりも鉛直下側に設けられている。容器320は、例えば、音響整合材310を収容(貯留)可能に構成されている。
 音響整合材310は、例えば、液状またはゲル状であり、被検体100と整合する音響インピーダンスを有している。本実施形態でいう音響インピーダンスが「被検体100と整合する」とは、被検体100の音響インピーダンスと完全に一致する場合だけでなく、被検体100の音響インピーダンスに所定の誤差で近似される場合も含んでいる。具体的には、「被検体100と整合する音響インピーダンス」は、例えば、被検体100の音響インピーダンスの0.5倍以上2倍以下の範囲内である。具体的な音響整合材310としては、例えば、水、油などである。
 本実施形態では、容器320は、例えば、音響整合材310を固定せず不定形に変化させることが可能な状態で音響整合材310を収容しており、すなわち、流動性を有する状態で音響整合材310を収容している。
 また、本実施形態では、容器320内において、後述の分離フィルム420に接する位置まで、音響整合材310が充填される。これにより、被検部位110から受信素子340までの音響波の伝播経路に空気が介在することを抑制することができる。
[受信素子]
 受信素子340は、例えば、支持面210よりも鉛直下側に設けられている。受信素子340は、例えば、被検部位110から発生する音響波を受信するよう構成されている。
 また、受信素子340は、例えば、受信した音響波を電気信号に変換するよう構成されている。以下、音響波を変換した電気信号を「音響信号」と呼ぶ。受信素子340は、例えば、100kHz以上1000MHz以下の周波数を有する音響波を受信可能に構成されている。より好ましくは、受信素子340は、例えば、100kHz以上50MHz以下の周波数を有する音響波を受信可能に構成されている。具体的な受信素子340としては、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛(PZT)などからなる圧電素子、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)などの高分子圧電膜材料、容量性マイクロマシン超音波トランスデューサ(CMUT)、ファブリペロー干渉計などが挙げられる。
 本実施形態では、受信素子340は、例えば、複数設けられている。複数の受信素子340により音響波を受信することで、測定精度を向上させることができる。例えば、被検部位110内の特性情報の測定位置精度を向上させることができる。
[素子保持部]
 素子保持部360は、例えば、複数の受信素子340を保持している。素子保持部360は、例えば、鉛直下側に向けて凹んだ半球状(お椀状)に構成されている。ここでいう「半球状」とは、平坦な断面で分割された真円球の形状、平坦な断面で分割された楕円球の形状、またはそれらに所定の誤差で近似される形状のことを意味している。素子保持部360が構成する球面の中心角は、例えば、140°以上180°以下である。
 素子保持部360は、例えば、複数の受信素子340のそれぞれの指向軸が半球面の曲率中心付近に集中するように、半球面に沿ってアレイ状に複数の受信素子340を保持している。これにより、半球面の曲率中心付近において、高分解能を得ることができる。
 本実施形態では、素子保持部360の半球面の曲率中心は、例えば、後述の整合材袋500上に被検部位110が載置されたときの被検部位110内に位置するように設定されている。これにより、所定の被検部位110内で高分解能の測定を行うことができる。
 本実施形態では、素子保持部360は、例えば、容器320の底部に設けられ、容器320に一体として固定されている。素子保持部360内には、上述の音響整合材310が収容される。これにより、受信素子340は、音響整合材310を介して音響波を受信するようになっている。
 また、本実施形態では、上述のように容器320が、流動性を有する状態で音響整合材310を収容していることで、素子保持部360が複雑な形状を有していても、素子保持部360内に、空気を介在させることなく音響整合材310を密に充填することができる。
(光源)
 光源620は、例えば、所定の被検部位110に対して光を照射するよう構成されている。光源620は、例えば、パルス光を出射可能に構成されている。具体的には、光源620は、例えば、レーザ、発光ダイオード、またはフラッシュランプである。レーザとしては、例えば、ガスレーザ、固体レーザ、色素レーザ、半導体レーザなどが挙げられる。
 光源620は、例えば、光音響効果が得られる条件下で、光を出射するよう構成されている。
 光源620から出射される光の波長は、例えば、被検部位110の組織を構成する所定の吸収体に吸収される波長であり、かつ、被検部位110の内部まで伝播可能な波長である。具体的には、光の波長は、例えば、500nm以上1200nm以下である。
 なお、光源620は、例えば、異なる波長の光を出射可能に構成されていてもよい。異なる波長の光を被検部位110に照射することで、異なる波長における吸収係数の違いに基づいて特性情報の分布を得ることができる。例えば、酸素飽和度分布などを得ることができる。
 光源620から出射される光のパルス幅は、いわゆる熱ストレス閉じ込め条件を満たしている。すなわち、パルス幅は、被検部位110内の所定の吸収体から熱が伝播して逃げる前に光照射が終了する時間幅であり、かつ、音響波が吸収体内を通過する前に光照射が終了する時間幅である。具体的には、パルス幅は、例えば、1ns以上100ns以下である。
(光学系)
 光学系640は、例えば、光源620からの光を伝送するよう構成されている。光学系640は、例えば、レンズならびにミラーなどの光学部品、光ファイバなどにより構成されている。
 光学系640の終端における光出射口660は、光源620から伝送された光を被検部位110に向けて出射するよう構成されている。光出射口660は、例えば、素子保持部360の底部に設けられている。光出射口660が受信素子340とともに素子保持部360に設けられていることで、被検部位110内の広い範囲における光音響波を測定することができる。
(撮像部)
 撮像部690は、例えば、支持面210よりも鉛直下側に設けられ、鉛直下側から少なくとも被検部位110を撮像するよう構成されている。撮像部690は、例えば、素子保持部360の底部に設けられている。
 また、撮像部690は、例えば、被検部位110に対して光を照射するライト695を有している。ライト695は、例えば、リング状に構成され、半球状の素子保持部360の外縁に沿って(該外縁を囲むように)設けられている。
 後述するように、測定工程S300の前に、測定に用いられる光の漏れを抑制するため、被検部位110上に暗幕(不図示)が被せられる。そこで、ライト695により被検部位110に光を照射しつつ、撮像部690により鉛直下側から被検部位110を撮像することで、暗幕が被せられた状態であっても、被検部位110の位置調整を行うことが可能となる。
 本実施形態では、撮像部690は、例えば、光源620からの光をカットするカットフィルタを有していることが好ましい。これにより、光源620からの光に起因した撮像部690のダメージを抑制することができる。
 また、本実施形態では、撮像部690は、例えば、鉛直下側から整合材袋500を撮像するよう構成されていてもよい。これにより、整合材袋500の位置並びに状態、整合材袋500並びに分離フィルム420の間の気泡の有無などを確認することができる。
(走査機構)
 走査機構380は、例えば、支持台200上に載置された被検体100に対して、受信素子340を相対的に走査(移動)させるよう構成されている。本実施形態では、走査機構380は、例えば、容器320と受信素子340とを有する受信ユニット300を一体として走査させるよう構成されている。
 走査機構380は、少なくとも所定の1方向に受信素子340を走査させるよう構成されている。走査機構380が受信素子340を走査させる方向は、例えば、2次元方向(XY方向)であっても、または3次元方向(XYZ方向)であってもよい。本実施形態では、走査機構380は、例えば、支持面210に平行な水平面上をXY方向に受信素子340を走査させるよう構成されている。
 本実施形態では、上述のように容器320が、流動性を有する状態で音響整合材310を収容していることで、走査機構380により受信ユニット300を走査させても、受信素子340が音響整合材310と接した状態を維持することができる。
(供給部)
 供給部800は、例えば、容器320内に供給管820を介して音響整合材310を供給するよう構成されている。供給管820は、例えば、素子保持部360の一部に接続されている。供給部800からの音響整合材310の供給により、容器320内の音響整合材310の上面が所定位置に維持される。
(処理部)
 処理部700は、例えば、音響波測定装置10の各部を制御し、被検部位110内の特性情報を処理するよう構成されている。
 処理部700は、例えば、コンピュータとして構成されている。具体的には、処理部700は、例えば、CPU(Central Processing Unit)、GPU(Graphics Processing Unit)、RAM(Random Access Memory)、記憶装置、およびI/Oポートを有している。RAM、記憶装置、およびI/Oポートは、CPUとデータ交換可能に構成されている。I/Oポートは、例えば、所定の増幅器、AD変換器および演算回路などの信号処理部(不図示)を介して受信素子340のそれぞれに接続され、光源620、撮像部690、走査機構380および表示部720に接続されている。記憶装置は、音響波測定に係るプログラム、および被検部位110内の特性情報などを記憶するよう構成されている。記憶装置は、例えば、HDD(Hard Disk Drive)、フラッシュメモリなどである。RAMは、CPUによって記憶装置から読み出される情報やプログラム等が一時的に保持されるよう構成されている。CPUは、記憶装置に格納された所定のプログラムを実行することで、音響波測定装置10の各部を制御し、被検部位110内の特性情報を処理するように構成されている。表示部720は、所定のプログラムの実行によって得られた被検部位110内の特性情報を表示したり、撮像部690が撮像した被検部位110などの画像を表示したりするよう構成されている。
(2)音響整合に係る構成
 図2~図3Bを用い、本実施形態の音響波測定装置10における音響整合に係る構成について詳細を説明する。
 本実施形態の音響波測定装置10は、音響整合に係る構成として、「被検体/整合材袋/分離フィルム/音響整合材/受信素子」の分離構造を有している。
 すなわち、図2に示すように、本実施形態の音響波測定装置10は、例えば、容器320内に収容された音響整合材310から被検部位110までの間に、音響整合材310を浸透させない分離フィルム420と、液状またはゲル状の音響整合材510を収容した整合材袋500と、をこの順で設置可能に構成されている。このように、被検体100側の音響整合材510を整合材袋500内に収容することで、被検体100への負荷軽減と、清浄状態の容易な確保と、を両立することができる。
 なお、ここでいう「設置可能」とは、分離フィルム420および整合材袋500が音響波測定装置10に交換可能(取り外し可能)に設置する(取り付ける)ことができることを意味する。言い換えれば、音響波測定装置10が、分離フィルム420および整合材袋500を取り付け可能な取付部(符号不図示)を有していると考えてもよい。
(載置部)
 図2に示すように、載置部400は、例えば、整合材袋500を載置するよう構成されている。また、本実施形態では、載置部400は、例えば、被検体100側と受信ユニット300側とを分離するよう構成されている。
 載置部400を構成する分離フィルム420は、例えば、音響整合材310を浸透させないよう構成されている。また、分離フィルム420は、例えば、光源620からの光を透過するよう構成されている。さらに、分離フィルム420は、例えば、被検部位110からの音響波を伝播させることができるように、被検体100と整合する音響インピーダンスを有している。具体的には、上述の要件を満たす分離フィルム420の材料としては、例えば、ポリエチレンテレフタラート(PET)、ポリエチレン(PE)などが挙げられる。
 分離フィルム420の厚さは、被検部位110の特性情報の取得に用いられる音響波の周波数帯域と分離フィルム420内の縦波音速とに基づいて決定される。ここで、分離フィルム420内の縦波音速は、例えば、典型的な生体としての被検体100と同程度である。具体的には、分離フィルム420内の縦波音速は、例えば、1000m/s以上2500m/s以下である。このとき、1.5MHz以下の周波数帯域の音響波を用いて特性情報を取得する場合、分離フィルム420の厚さは、例えば、1mm以下であることが好ましい。1.5MHz超10MHz以下の周波数帯域の音響波を用いて特性情報を取得する場合、分離フィルム420の厚さは、例えば、0.15mm以下であることが好ましい。10MHz超50MHz以下の周波数帯域の音響波を用いて特性情報を取得する場合、分離フィルム420の厚さは、例えば、0.03mm以下であることが好ましい。分離フィルム420の厚さが上記範囲外であると、特定周波数や特定の角度にて著しい信号強度の低下が生じる可能性がある。これに対し、上述のように、特性情報の取得に用いられる音響波の周波数帯域に応じて、分離フィルム420の厚さを所定厚さ以下とすることで、測定精度を向上させることができる。なお、特性情報の取得に用いられる音響波の周波数帯域が高いほど、高分解能な情報を取得することができる。
 本実施形態では、載置部400の少なくとも分離フィルム420は、例えば、交換可能(使い捨て可能)に構成されている。被検体100が代わったときに分離フィルム420を交換することで、被検体100間の交差感染を抑制することができる。
 載置部400は、例えば、支持台200の開口220を塞ぐ(覆う)ように設けられている。具体的には、載置部400は、例えば、開口220よりも広くなっている。載置部400は、例えば、開口220の周囲において、所定の取付部(不図示)により支持台200の支持面210に固定されている。このような構成により、被検体100が容器320内の音響整合材310に接触することを抑制することができる。
 載置部400は、例えば、トレイ状に構成され、支持面210の鉛直下側に向けて凹む凹部440を有している。上述の分離フィルム420は、開口220内で凹部440の少なくとも底部(一部)を構成している。分離フィルム420は、例えば、上述の材料を用い、圧空成型により成型されている。
 載置部400が鉛直下側に向けて凹んでいることで、載置部400を構成する分離フィルム420は、容器320内に収容された音響整合材310に接触している。これにより、分離フィルム420と音響整合材310との間に空気が介在することを抑制することができる。
 また、載置部400が凹部440を有していることで、載置部400は、例えば、後述の整合材袋500を凹部440内に収容可能に構成されている。これにより、整合材袋500を安定的に収容(載置)することができる。
 また、載置部400を構成する分離フィルム420が凹部440を有していることで、載置部400の分離フィルム420は、例えば、マッチング液(音響整合液)410を凹部440内に収容可能に構成されている。凹部440により、支持台200上へのマッチング液410の流出を抑制することができる。
 マッチング液410は、例えば、音響整合材310と同様に、液状であり、被検体100と整合する音響インピーダンスを有している。マッチング液410としては、例えば、水、油などである。分離フィルム420と後述の整合材袋500との間にマッチング液410を密に介在させることで、分離フィルム420と整合材袋500との間に空気が介在することを抑制することができる。
 載置部400の凹部440は、支持台200の開口220に取り外し可能に嵌合するようになっている。載置部400の凹部440の面積は、例えば、支持台200の開口220の面積とほぼ同じか、若干小さい。これにより、支持台200の開口220内での載置部400の凹部440のずれを抑制することができる。
 載置部400の凹部440の深さは、凹部440内に収容される整合材袋500の上面の位置に基づいて決定され、例えば、30mm以下、好ましくは20mm以下である。本実施形態では、凹部440の深さは、例えば、10mmである。このように凹部440の深さを30mm以下とすることで、被検体100としての被検者の痛みを軽減することができる。この点については、後述する。
(整合材袋)
 図2~図3Bに示すように、整合材袋500は、例えば、音響整合材510を収容している。音響整合材510は、例えば、音響整合材310と同様に、液状またはゲル状であり、被検体100と整合する音響インピーダンスを有している。音響整合材510としては、例えば、水、油などである。
 整合材袋500は、例えば、載置部400上に配置(載置)され、載置部400と被検体100との間に介在している。音響整合材510が整合材袋500内に内包された状態で、整合材袋500が載置部400と被検体100との間に介在することで、これらの間に空気が介在することを抑制しつつ、被検体100が音響整合材510に直接接触することを抑制することができる。
 なお、整合材袋500と被検部位110の間に空気の介在が生じる可能性がある場合には、これらの間にさらに少量の音響整合材を密に介在させてもよい。これにより、被検部位110への整合材袋500の追従では排除しきれない空気の介在を抑制することができる。この部分の音響整合材は、例えば、液状またはゲル状であり、被検体100と整合する音響インピーダンスを有している。音響整合材としては、例えば、水、油、親水性溶液などである。介在方法としては、例えば、スプレーでの吹き付け、塗布などが挙げられる。なお、整合材袋500と被検部位110の間に介在させる音響整合材は少量であるため、被検体100への負荷は軽減される。
 整合材袋500は、例えば、可撓性を有している。これにより、整合材袋500を被検部位110の形状に追従させることができる。その結果、被検部位110と整合材袋500の表面との間に空気が介在することを安定的に抑制することができる。
 本実施形態では、整合材袋500は、例えば、分離フィルム420から分離され、音響整合材510とともに交換可能(使い捨て可能)に構成されている。被検体100が代わったときに整合材袋500を交換することで、常に清浄な状態の整合材袋500上に被検部位110を載置することができる。
 また、本実施形態では、少なくとも、支持台200の支持面210上に被検体100を載置した状態(すなわち、被検部位110が整合材袋500上に載置された状態)で、整合材袋500の上面の少なくとも一部が支持面210と同一高さに位置するか、或いは、支持面210よりも鉛直上側に位置するように、整合材袋500を設置できるようになっている。これにより、支持面210の開口220の周端部における段差において、被検体100の荷重による応力の集中を抑制することができる。
 さらに、本実施形態では、支持台200の支持面210上に被検体100を載置しない状態(すなわち被検部位110が整合材袋500上に載置される前の状態)で、整合材袋500の上面の少なくとも一部が支持面210と同一高さに位置するか、或いは、支持面210よりも鉛直上側に位置するように、整合材袋500を設置できるようになっていることが好ましい。これにより、支持面210の開口220の周端部における段差において、被検体100の荷重による応力の集中を確実に抑制することができる。
 次に、図3Aおよび図3Bを用い、整合材袋500の具体的構成について説明する。図3Aおよび図3Bに示すように、整合材袋500は、例えば、袋本体520と、注入口540と、を有している。
 袋本体520は、例えば、音響整合材510を収容する収容空間(収容域、符号不図示)を有する袋状のフィルムからなっている。袋本体520を構成するフィルムは、例えば、音響整合材510を浸透させないよう(漏出させないよう)構成されている。また、フィルムは、例えば、光源620からの光を透過するよう構成されている。さらに、フィルムは、例えば、被検部位110からの音響波を伝播させることができるように、被検体100と整合する音響インピーダンスを有している。具体的には、上述の要件を満たすフィルムを構成する材料としては、例えば、ポリエチレン、ポリウレタン、ポリエチレンテレフタラート、ナイロン、およびこれらの積層体などが挙げられる。
 袋本体520を構成するフィルムの厚さは、分離フィルム420の厚さと同様に、被検部位110の特性情報の取得に用いられる音響波の周波数帯域と、袋本体520を構成するフィルム内の縦波音速とに基づいて決定される。ここで、袋本体520を構成するフィルム内の縦波音速は、例えば、上述の分離フィルム420と同様に、典型的な生体としての被検体100と同程度である。具体的には、袋本体520を構成するフィルム内の縦波音速は、例えば、1000m/s以上2500m/s以下である。このとき、袋本体520を構成するフィルムの厚さは、特性情報の取得に用いられる音響波の周波数帯域に応じて、例えば、上述の分離フィルム420の厚さと同じ範囲内とすることができる。これにより、測定精度を向上させることができる。例えば、ポリウレタンまたはポリエチレンからなるフィルムの厚さを25μm以下とすることで、必要な解像度を得ることができる。
 例えば、袋本体520の収容空間を構成する部分が載置部400の凹部440内に載置される一方で、袋本体520の収容空間を囲む外周部分は、支持台200の支持面210上に載せられる。
 袋本体520は、収容空間を囲む外周部分に、例えば、固定代(固定しろ、縁部、枠部、耳部)522と、切込み部524と、を有している。
 固定代522は、例えば、収容空間を囲むように設けられ、後述の固定部材280によって支持台200に対して固定可能に構成されている。具体的には、固定代522は、例えば、袋本体520を構成する一対のフィルムを重ね合わせ、収容空間を画定するよう枠状にヒートシールすることにより構成されている。このように、固定代522を固定部材280によって固定することで、整合材袋500を支持台200に対して安定的に固定することができる。
 なお、固定代522は、例えば、収容空間を構成する部分よりも高い強度を有していてもよい。具体的には、固定代522全体がヒートシールされていてもよい。これにより、袋本体520を構成するフィルムの破れなどを抑制することができる。
 切込み部524は、例えば、固定代522の外縁から収容空間に向けて切り込まれている。整合材袋500の交換時に切込み部524を引き裂くことで、収容空間内の音響整合材510を整合材袋500から容易に排出することができる。
 注入口540は、例えば、袋本体520の外縁から内側(収容空間)に向けて連通し、整合材袋500の収容空間内に音響整合材510を注入可能に構成されている。これにより、注入口540を介して音響整合材510を注入することで、音響整合材510の漏れを抑制することができる。なお、注入口540は、例えば、整合材袋500内に音響整合材510を不可逆に注入可能な逆止弁として構成されていることが好ましい。これにより、注入口540からの音響整合材510の漏れを抑制することができる。
 注入口540は、例えば、可撓性を有している。具体的には、注入口540は、例えば、袋本体520と同様にフィルムにより構成されている。なお、注入口540を構成するフィルムの材料および厚さは、袋本体520を構成するフィルムの材料および厚さと同じであってもよいし、異ならせてもよい。本実施形態では、注入口540は、上述のようにフィルムにより構成されているため、スパウトまたはコネクタなどの硬い器具で構成されていない。これにより、注入口540において、被検体の荷重による応力の集中を抑制することができる。
(固定部材)
 図2に示すように、例えば、所定の固定部材280によって、上述の整合材袋500を支持台200に対して固定できるようになっている。
 具体的には、固定部材280は、例えば、支持台200の支持面210に設けられ、整合材袋500の固定代522を弾性的に挟み込むバインダ(クリップ)として構成されている。固定部材280は、例えば、4つ設けられている。4つの固定部材280は、例えば、支持台200の開口220の周囲において、開口220の中央に対して対称に配置されている。このような構成により、整合材袋500を支持面210に安定的に固定することができる。
(3)音響波測定方法
 図1および図2を用い、本実施形態に係る音響波測定方法について説明する。
 本実施形態の音響波測定方法は、例えば、準備工程S100と、載置工程S200と、測定工程S300と、終了判定工程S400と、をこの順で有している。
(S100:準備工程)
 まず、図2に示すように、支持台200、容器320および受信素子340などを有する上述の音響波測定装置10を準備する。
 容器320内には、流動性を有する状態で音響整合材310を収容する。容器320内において、音響整合材310が分離フィルム420に接することになる位置まで、音響整合材310を充填する。
 容器320内に音響整合材310を収容したら、容器320内に収容された音響整合材310から被検部位110までの間に、分離フィルム420と、音響整合材510を収容した整合材袋500と、をこの順で設置する。
 具体的には、支持台200の開口220を塞ぐように載置部400を配置する。載置部400を配置したら、載置部400の枠部を所定の取付部により支持台200の支持面210に固定する。載置部400を支持台200に固定したら、載置部400の凹部440内に、マッチング液410を収容する。本実施形態では、整合材袋500を用いているので、マッチング液410は少量で充分である。
 一方で、整合材袋500を準備する。整合材袋500の収容空間内に注入口540を介して音響整合材510を注入しておく。
 載置部400の配置と整合材袋500の準備が完了したら、音響整合材510を注入した整合材袋500を、載置部400の凹部440内に載置する。
 このとき、本実施形態では、少なくとも、支持台200の支持面210上に被検体100を載置したときに、整合材袋500の上面の少なくとも一部が支持面210と同一高さに位置するか、或いは、支持面210よりも鉛直上側に位置するように、整合材袋500を設置する。さらに、本実施形態では、支持台200の支持面210上に被検体100を載置しない状態(すなわち、当該準備工程S100の段階)で、整合材袋500の上面の少なくとも一部が支持面210と同一高さに位置するか、或いは、支持面210よりも鉛直上側に位置するように、整合材袋500を設置することが好ましい。
 具体的には、整合材袋500の上面についての上述の要件を満たすように、例えば、載置部400の凹部440の深さと、音響整合材510を収容した状態の整合材袋500の高さと、を設定する。または、整合材袋500の上面についての上述の要件を満たすように、例えば、載置部400の凹部440の深さを所定の深さで固定する一方で、整合材袋500内に注入する音響整合材510の量を調節してもよい。なお、このとき、被検体100や被検部位110に応じて、整合材袋500内に注入する音響整合材510の量を調節することで、整合材袋500の上面の高さを変化させてもよい。
 整合材袋500を設置したら、整合材袋500の固定代522を、固定部材280によって支持台200に対して固定する。
(S200:載置工程)
 次に、支持台200の支持面210上に被検体100を載置し、被検部位110を整合材袋500上に載置する。
 このとき、整合材袋500と被検部位110の間に空気の介在が生じる可能性がある場合には、これらの間にさらに少量の音響整合材を密に介在させてもよい。例えば、整合材袋500および被検部位110のうち少なくともいずれか一方に対して、スプレーでの吹き付け又は塗布などにより、音響整合材を付与する。音響整合材を付与した後、被検部位110を整合材袋500上に載置する。
 被検体100を載置したら、被検部位110上に暗幕(不図示)を被せる。これにより、測定に用いられる光の漏れを抑制することができる。
(S300:測定工程)
 次に、被検体100の所定の被検部位110から発生する音響波を、受信素子340により受信する測定工程S300を行う。
 本実施形態の測定工程S300では、以下の手順により、光音響効果により発生した光音響波を受信することで、被検体100内の特性情報およびその分布を取得する。以下、音響波測定装置10の各部の制御、および特性情報の処理は、処理部700により行われる。
 まず、光源620から光学系640を介して被検部位110に対して、光を照射する。照射した光が被検部位110内の組織の所定の吸収体によって吸収されると、光を吸収した吸収体が熱を放出し、体積膨張によって音響波を発生させる。このようにして被検部位110から発生する音響波を、受信素子340により受信する。受信素子340が音響波を受信したら、受信素子340により、受信した音響波を電気信号としての音響信号に変換する。
 処理部700では、受信素子340から得られた音響信号に基づいて、被検部位110内の特性情報を取得する。具体的な特性情報としては、例えば、音響波の発生源の位置、被検部位110内の初期音圧、初期音圧に基づいて求められるエネルギー吸収密度ならびに吸収係数、被検部位110の組織を構成する物質の濃度などが挙げられる。
 さらに、被検部位110内の各位置の特性情報に基づいて、2次元または3次元の特性情報分布を取得し、特性情報分布として画像データを生成する。具体的な特性情報分布としては、例えば、初期音圧分布、エネルギー吸収密度分布、吸収係数分布、酸素飽和度分布などが挙げられる。画像データを生成する際の画像再構成手法としては、例えば、UBP(Universal Back Projection)、FBP(Filtered Back Projection)、整相加算(Delay and Sum)などが挙げられる。生成した画像データに対しては、所定の画像処理を行ってもよい。画像データが得られたら、画像データを表示部720に表示する。
 このとき、走査機構380により、複数の受信素子340を有する受信ユニット300を被検体100に対して相対的に移動させながら、複数の受信素子340のそれぞれにより、被検部位110の各位置からの音響波を受信し、音響信号に変換する。このようにして得られた音響信号に基づいて、特性情報分布として画像データを生成する。これにより、画像データに発生するアーチファクトの生成を抑制することができる。
(S400:終了判定工程)
 上述の被検体100において、所定の被検部位110の測定が終了したら、異なる被検体100において上述と同様の測定を行うか否かを判定する。
 前回の被検体100と異なる新たな被検体100を測定する場合には、前回の測定で使用した整合材袋500および分離フィルム420を廃棄し、整合材袋500および分離フィルム420をそれぞれ清浄な新規品に交換する。整合材袋500および分離フィルム420を交換したら、新たな被検体100について、上述の載置工程S200および測定工程S300を行う。
 一方で、異なる被検体100の測定を行わない場合には、測定を終了する。
 以上により、本実施形態の音響波測定工程を終了する。
(4)本実施形態により得られる効果
 本実施形態によれば、以下に示す1つまたは複数の効果が得られる。
(a)本実施形態の音響波測定装置10は、音響整合に係る構成として、「被検体/整合材袋/分離フィルム/音響整合材/受信素子」の分離構造を有している。すなわち、本実施形態の音響波測定装置10は、容器320内に収容された音響整合材310から被検部位110までの間に、分離フィルム420と、音響整合材510を収容した整合材袋500と、をこの順で設置可能に構成されている。
 音響整合材510が整合材袋500内に内包された状態で、整合材袋500が載置部400と被検体100との間に介在することで、これらの間に空気が介在することを抑制しつつ、被検体100が音響整合材510に直接接触することを抑制することができる。これにより、例えば、被検部位110が音響整合材510によって濡れることを抑制することができる。また、例えば、検査衣や暗幕などの濡れも抑制することができ、測定環境の悪化を抑制することができる。これらの結果、被検体100への負荷を軽減することができる。
 また、被検体100側の音響整合材510を整合材袋500内に収容することで、被検体100が代わったときに、前回の測定で使用した整合材袋500および分離フィルム420をすぐに廃棄し、整合材袋500および分離フィルム420をそれぞれ清浄な新規品に容易に交換することができる。被検体100が代わったときに、整合材袋500および分離フィルム420を交換することで、常に清浄な状態の整合材袋500上に被検部位110を載置することができ、被検体100間の交差感染を抑制することができる。
 このように、本実施形態によれば、適切な音響整合を確保しつつ、被検体100への負荷軽減と、清浄状態の容易な確保と、を両立することが可能となる。
(b)本実施形態では、少なくとも、支持台200の支持面210上に被検体100を載置した状態(すなわち、被検部位110が整合材袋500上に載置された状態)で、整合材袋500の上面の少なくとも一部が支持面210と同一高さに位置するか、或いは、支持面210よりも鉛直上側に位置するように、整合材袋500を設置することができる。これにより、支持面210の開口220の周端部における段差に対して、被検体100が当接することを抑制することができる。当該段差への被検体100の当接を抑制することで、被検体100の荷重による応力の集中を抑制することができる。応力集中を抑制することで、被検体100への負荷を安定的に軽減することができ、被検体100が痛みを感じることを抑制することができる。その結果、音響波の測定を安定的に継続することができる。
(c)載置部400は、例鉛直下側に向けて凹む凹部440を有している。分離フィルム420は、開口220内で凹部440の少なくとも底部を構成している。
 載置部400が鉛直下側に向けて凹んでいることで、載置部400を構成する分離フィルム420を、容器320内に収容された音響整合材310に容易に接触させることができる。これにより、分離フィルム420と音響整合材310との間に空気が介在することを抑制することができる。
 また、載置部400が凹部440を有していることで、載置部400の凹部440内に、整合材袋500を安定的に収容(載置)することができる。これにより、整合材袋500のずれを抑制することができる。
 また、載置部400が凹部440を有していることで、載置部400の凹部440内に、マッチング液410を収容することができる。これにより、分離フィルム420と整合材袋500との間にマッチング液410を密に介在させるができ、これらの間に空気が介在することを抑制することができる。その結果、空気介在に起因した音響波の測定精度低下を抑制することができる。
(d)所定の固定部材280によって、整合材袋500を支持台200に対して固定できるようになっている。整合材袋500を支持台200に固定することで、被検体100が動いたとしても、整合材袋500のずれを抑制することができる。整合材袋500のずれを抑制することで、整合材袋500に皺が生じることを抑制することができる。整合材袋500の皺を抑制することで、整合材袋500の皺を起因とした空気介在の発生および整合材袋500の厚さの変動を抑制することができる。その結果、音響波の測定精度低下を抑制することができる。
(5)第1実施形態の変形例
 上述の実施形態は、必要に応じて、以下に示す変形例のように変更することができる。以下、上述の実施形態と異なる要素についてのみ説明し、上述の実施形態で説明した要素と実質的に同一の要素には、同一の符号を付してその説明を省略する。
<変形例1-1>
 図4を用い、本実施形態の変形例1-1の音響波測定装置10について説明する。図4は、本実施形態の変形例1-1に係る音響波測定装置の一部を示す概略拡大図である。
 上述の実施形態では、載置部400が分離フィルム420により構成される場合について説明したが、以下の変形例1-1のように、載置部400は、保持メッシュ460と枠体480とをさらに有していてもよい。これにより、整合材袋500と被検部位110をより安定的に保持できるようになる。変形例1-1の音響波測定装置10では、載置部400の構成が、上述の実施形態と異なっている。
 図4に示すように、保持メッシュ460は、例えば、分離フィルム420の鉛直下側に(接するように)配置され、整合材袋500と被検体100の所定の被検部位110とを保持するよう構成されている。具体的には、保持メッシュ460は、例えば、被検部位110、整合材袋500および分離フィルム420の総重量に耐えるよう構成されている。保持メッシュ460は、例えば、網目状に構成され、光源620からの光の少なくとも一部を透過するよう構成されている。さらに、被検体保持部は、例えば、被検部位110からの音響波の少なくとも一部を伝播可能(透過可能)に構成されている。保持メッシュ460を構成する材料としては、例えば、ポリエステルなどが挙げられる。
 枠体480は、例えば、保持メッシュ460を囲むように保持する板状の枠部材として構成されている。本実施形態の枠体480は、例えば、枠下部482と、枠上部484と、クッション材488と、を有している。
 枠下部482は、例えば、平面視で矩形状に構成され、上述の凹部440の側部を構成している。枠下部482は、例えば、アルミなどの軽量金属からなっている。枠下部482の下面には、保持メッシュ460が固定されている。例えば、枠下部482の下面に接着剤により保持メッシュ460が接着されている。
 また、枠下部482は、例えば、上面に溝482aを有している。溝482a内には、後述の枠上部484に取り付けられたクッション材488が嵌め込まれるようになっている。
 枠下部482は、例えば、保持メッシュ460を支持台200に係止させるように配置される。具体的には、支持台200は、例えば、開口220に係止部(係止爪)222を有している。枠下部482は、例えば、保持メッシュ460を保持した状態で、開口220内に取り外し可能に嵌合し、支持台200の係止部222に係止されるようになっている。
 枠上部484は、例えば、枠下部482と同様に平面視で矩形状に構成され、枠下部482上に固定される。枠上部484と枠下部482とは、例えば、分離フィルム420を挟持するよう構成されている。具体的には、枠上部484の開口から上面、外側面および下面をこの順に通って枠上部484を囲むように、分離フィルム420が折り込まれる。分離フィルム420が折り込まれて枠上部484の下面に接する部分は、枠上部484と枠下部482との間に挟持される。
 クッション材488は、例えば、枠上部484の下面に取り付けられている。枠上部484に取り付けられたクッション材488は、枠下部482の溝482a内に嵌め込まれるようになっている。クッション材488が枠下部482の溝482aの底面に当接することで、走査機構380により受信ユニット300を走査させたときに、容器320内の音響整合材310が波立って、分離フィルム420と枠下部482との隙間から容器320内の音響整合材310が上昇して外に漏れ出すことを抑制することができる。
 なお、上述の保持メッシュ460および枠体480は、容器320内の音響整合材310に接しているため、長期的な使用により保持メッシュ460の支持力が低下するおそれがある。このため、保持メッシュ460および枠体480は、所定の定期メンテナンスのタイミングで、交換できるよう構成されている。
(効果)
 変形例1-1では、保持メッシュ460を設けることで、整合材袋500と被検体100の所定の被検部位110とを安定的に保持することができる。また、網目状の保持メッシュ460は、超音波の受信に影響を与えにくい事が確認されており、前述の保持安定性と高画質画像が得られる点とで優れている。
<変形例1-2>
 図5を用い、本実施形態の変形例1-2の音響波測定装置10について説明する。図5は、本実施形態の変形例1-2に係る音響波測定装置の一部を示す概略拡大図である。
 変形例1-2の音響波測定装置10では、容器320および載置部400の構成が、上述の実施形態と異なっている。
 図5に示すように、本変形例の容器320は、例えば、容器底部322と、ゴム側部324と、を有している。容器底部322は、例えば、素子保持部360を有し、素子保持部360以外の部分が平板状に設けられている。ゴム側部324は、例えば、音響整合材310を浸透させないゴムからなり、容器底部322の周囲を囲むように設けられている。ゴム側部324は、例えば、2重に設けられている。
 本変形例では、例えば、2重のゴム側部324の間に排出管840が接続され、排出管840を介して供給部800が接続されている。供給部800は、例えば、容器320内に内側のゴム側部324から漏れない最上限まで音響整合材310を充填するよう構成されている。一方で、供給部800は、例えば、内側のゴム側部324から溢れ出た音響整合材310を、排出管840を介して戻すよう構成されている。排出管840を介して戻された音響整合材310は、容器320内への音響整合材310の供給に再利用される。
 本変形例の載置部400は、例えば、分離フィルム420と、保持メッシュ460と、枠体480と、を有している。
 分離フィルム420は、例えば、上述の実施形態と同様に、音響整合材310を浸透させないよう構成され、開口220内で鉛直下側に向けて凹む凹部440を構成している。分離フィルム420は、例えば、上述の実施形態と同様の材料からなり、圧空成型により成型されている。
 保持メッシュ460は、例えば、分離フィルム420の鉛直下側に(接するように)配置され、整合材袋500と被検体100の所定の被検部位110とを保持するよう構成されている。具体的には、保持メッシュ460は、例えば、被検部位110、整合材袋500および分離フィルム420の総重量に耐えるよう構成されている。保持メッシュ460は、例えば、網目状に構成され、光源620からの光の少なくとも一部を透過するよう構成されている。さらに、被検体保持部は、例えば、被検部位110からの音響波の少なくとも一部を伝播可能(透過可能)に構成されている。保持メッシュ460を構成する材料としては、例えば、ポリエステルなどが挙げられる。
 枠体480は、例えば、保持メッシュ460を囲むように保持する板状の枠部材として構成されている。枠体480は、例えば、アルミなどの軽量金属からなっている。枠体480の下面には、保持メッシュ460が固定されている。例えば、枠体480の下面に接着剤により保持メッシュ460が接着されている。
 枠体480は、例えば、保持メッシュ460を支持台200に係止させるように配置される。具体的には、支持台200は、例えば、開口220に係止部(係止爪)222を有している。枠体480は、例えば、保持メッシュ460を保持した状態で、開口220内に取り外し可能に嵌合し、支持台200の係止部222に係止されるようになっている。
 なお、上述の保持メッシュ460および枠体480は、容器320内の音響整合材310に接しているため、長期的な使用により保持メッシュ460の支持力が低下するおそれがある。このため、保持メッシュ460および枠体480は、所定の定期メンテナンスのタイミングで、交換できるよう構成されている。
 整合材袋500は、例えば、上述の実施形態と同様に分離フィルム420上に載置される。整合材袋500は、例えば、固定部材280によって枠体480に固定され、枠体480を介して支持台200に固定される。
 本変形例の音響波測定装置10は、容器320内の音響整合材310により保持メッシュ460の孔を塞ぐように、保持メッシュ460と、枠体480の下面と、容器320内の音響整合材310の上面とが近接可能に構成されている。
 分離フィルム420は、枠体480の下面よりも鉛直下側には突出しておらず、容器320内の音響整合材310に沈んでいない。一方で、容器320内の音響整合材310は、保持メッシュ460の孔を塞ぎ、分離フィルム420に接触している(張り付いている)。
 例えば、保持メッシュ460の孔のサイズが小さい場合には、容器320内の音響整合材310の上面が毛細管現象によって上昇することで、音響整合材310が保持メッシュ460の孔を塞ぎ、分離フィルム420に接触する。一方で、例えば、保持メッシュ460の孔のサイズが大きい場合には、上述の毛細管現象は生じないが、供給部800から容器320内に音響整合材310が常に供給されるので、音響整合材310が保持メッシュ460の孔を塞ぎ分離フィルム420に接触した状態が維持される。このようにして、保持メッシュ460の孔のサイズによらず、分離フィルム420と、保持メッシュ460と、容器320内の音響整合材310との間に、気泡(空気層)が介在することを抑制することができる。
(効果)
 変形例1-2では、容器320内の音響整合材310により保持メッシュ460の孔を塞ぐように、保持メッシュ460と、枠体480の下面と、容器320内の音響整合材310の上面とを近接させることができる。これにより、測定工程S300において、走査機構380により、複数の受信素子340を有する受信ユニット300を被検体100に対して相対的に移動させるときに、分離フィルム420、保持メッシュ460および枠体480に起因した音響整合材310の抵抗を低減することができる。音響整合材310の抵抗を低減することで、受信ユニット300をスムーズかつ高速に移動させることができる。その結果、測定工程S300を安定的かつ高速に行うことが可能となる。
<本発明の第2実施形態>
 次に、本発明の第2実施形態について説明する。以下、上述の第1実施形態の変形例と同様に説明を適宜省略する。
(1)新たな知見
 発明者等は、上述の第1実施形態に係る装置をさらに検討したところ、以下の新たな知見を得た。
 図14を参照し、上述の第1実施形態に係る装置において得た新たな知見について説明する。図14は、参考例に係る音響波測定装置において、整合材袋上に被検部位を載置したときの図である。
(i)凹部の上側角部
 図14に示すように、参考例の載置部400では、凹部440の上側角部の角度を、例えば、直角としていた。この場合、整合材袋500上に被検部位110を載置したときに、被検部位110の重さおよび整合材袋500内の音響整合材510の量などに依存して、被検部位110が凹部440の上側角部に当接する可能性がある。このため、被検体100が痛みを感じる可能性がある。
(ii)整合材袋の端部の立ち上がり
 図14に示すように、参考例として、整合材袋500上に被検部位110を載置したときに、被検部位110の重さおよび整合材袋500内の音響整合材510の量などに依存して、整合材袋500内に被検部位110が大きく沈む場合がある。この場合、整合材袋500内の音響整合材510が被検部位110よりも外側に移動し、整合材袋500の端部が立ち上がる。整合材袋500の端部が立ち上がると、整合材袋500の端部が凹部440内のマッチング液410から離れ、これらの間に間隙が生じてしまう。このような間隙が生じていると、音響インピーダンスが被検体100と整合せず、音響波を安定的に測定することが困難となる可能性がある。
(iii)音響整合材の溢れ
 上述の(ii)に対し、整合材袋500を載置部400の凹部440内に密に敷き詰めることが考えられる。しかしながら、この場合では、載置部400の凹部440と整合材袋500との間の容積が小さくなる。このため、例えば、整合材袋500を凹部440内に載置するとき、または整合材袋500上に被検部位110を載置するときに、マッチング液410が該凹部440から溢れ出す可能性がある。その結果、整合材袋500を用いたにもかかわらず、被検部位110がマッチング液410によって濡れてしまう可能性がある。
(iv)整合材袋の汚染および損傷
 上述の実施形態のように、整合材袋500は、被検体100(被検者)が代わる毎に取り換えることとなるため、多数の被検者の測定のためには、未使用の整合材袋500を多くストックしておく必要がある。このとき、多数の整合材袋500をそれらの表面が露出された状態で積み重ねて保管しておくと、整合材袋500の表面が汚染されたり損傷したりする可能性がある。その場合、整合材袋500を用いた測定において、整合材袋500の清浄性および剛性(形状安定性)が損なわれてしまうおそれがある。
 以下の第2実施形態は、発明者等が見出した上述の新たな知見に基づくものである。
(2)音響波測定装置
 図6~図7Bを用い、本実施形態の音響波測定装置10について説明する。図6は、本実施形態に係る音響波測定装置の一部を示す概略拡大図である。図7Aおよび図7Bは、本実施形態に係る音響波測定装置の一部を示す概略平面図である。
 図6に示すように、本実施形態では、載置部400の凹部440は、例えば、鉛直下側に向けて狭まるよう構成されている。言い換えれば、載置部400は、例えば、凹部440が鉛直下側に向けて狭まるように、支持面210に対して傾斜した内側面440sを有している。具体的には、枠下部482の内側面440sが支持面210に対して傾斜しており、枠下部482の上側角部の角度が鈍角になっている。これにより、被検体100への負荷を軽減することができる。
 また、本実施形態では、音響波測定装置10は、例えば、整合材袋500内の音響整合材510が凹部440の全体を覆うように(凹部440の周縁よりも外側まで延在するように)、該整合材袋500を設置可能に構成されている。具体的には、整合材袋500内の音響整合材510は、例えば、凹部440の周縁よりも外側における枠体480の上面まで延在している。固定部材280は、例えば、支持台200上において、枠体480の凹部440の周縁から音響整合材510の延在部分に相当する間隙をあけた位置で、整合材袋500を固定している。このような構成により、整合材袋500の端部が立ち上がったとしても、当該端部を撮像領域から離すことができ、撮像への影響が及ぶことを抑制することができる。
 また、本実施形態では、載置部400は、例えば、凹部440内から外側へのマッチング液410の溢れを抑制する溢れ抑制部490を有している。具体的には、溢れ抑制部490は、例えば、枠体480の上面から鉛直下側に凹んで設けられた溝として構成されている。溝としての溢れ抑制部490は、例えば、平面視で凹部440の外縁よりも外側で、整合材袋500の下に隠れるように設けられていることが好ましい。また、溝としての溢れ抑制部490は、例えば、平面視で凹部440を囲むように設けられていることが好ましい。このような構成により、溢れたマッチング液410に対する被検部位110の接触を抑制することができる。
 なお、本実施形態では、枠体480は、枠下部482との間に保持メッシュ460を挟持する挟持部483を有している。挟持部483は、例えば、枠下部482の下側に設けられ、保持メッシュ460を挟持しつつ、枠下部482に固定されている。挟持部483は、例えば、ボルト(不図示)により枠下部482に締結されるようになっている。枠下部482および挟持部483により、保持メッシュ460を支持台200に強固に係止させることができる。
 また、図7Aおよび図7Bに示すように、本実施形態では、音響波測定装置10は、例えば、流動管592と、漏出抑制部594と、開閉部596と、をさらに備えている。
 流動管592は、例えば、整合材袋500が設置された状態で、整合材袋500と外部の間で音響整合材510が流動可能に構成されている。流動管592は、例えば、整合材袋500の注入口540に挿入されている。
 漏出抑制部594は、例えば、注入口540の内周と流動管592の外周との間からの音響整合材510の漏出を抑制するよう構成されている。漏出抑制部594は、例えば、注入口540を流動管592に対して締め付ける締付部として構成されている。
 開閉部596は、例えば、流動管592を開閉可能に構成されている。開閉部596を開閉することにより、整合材袋500内の音響整合材510の量を調整することができる。
 なお、図7Aおよび図7Bに示すように、流動管592、漏出抑制部594および開閉部596は、音響波測定装置10を構成する部材としてだけでなく、上述した整合材袋500とともに使用される部材としても考えられる。したがって、整合材袋500、流動管592、漏出抑制部594および開閉部596により、「整合材袋セット50」が構成されていると考えてもよい。
 また、本実施形態では、固定部材280が整合材袋500を強固に固定するよう構成されていることが好ましい。
 具体的には、図7Aに示すように、固定部材280は、例えば、整合材袋500の一辺の全体に亘って、整合材袋500を支持台200に対して固定可能に構成されていることが好ましい。
 或いは、図7Bに示すように、固定部材280は、例えば、整合材袋500の一辺の複数箇所で、整合材袋500を支持台200に対して固定するように、複数設けられていることが好ましい。
(3)整合材袋
 図8Aを参照し、本実施形態に係る整合材袋500について説明する。図8Aは、整合材袋を示す概略断面図である。
 図8Aに示すように、本実施形態では、使用前の整合材袋500は、例えば、保護フィルム580を有している。保護フィルム580は、例えば、袋本体520の外周を覆い、該袋本体520から着脱可能に袋本体520を保護している。なお、保護フィルム580は、例えば、袋本体520の表裏両面に設けられていることが好ましい。このような構成により、使用前の袋本体520を安定的に保護することができる。
 また、保護フィルム580は、例えば、該保護フィルム580を剥がすときに把持する把持代582を有している。把持代582は、例えば、保護フィルム580の周縁から外側に延在している。なお、把持代582は、例えば、保護フィルム580の本体と一体として同じ材質により構成されていてもよいし、或いは、保護フィルム580の本体と異なる材質により構成されていてもよい。このような構成により、保護フィルム580を容易に剥がすことができる。
(4)音響波測定方法
 図8Bおよび図9をさらに参照し、本実施形態に係る音響波測定方法について説明する。図8Bは、保護フィルムを剥がすときの整合材袋を示す概略断面図である。図9は、整合材袋を載置部の凹部内に載置するときを示す概略図である。
(S100:準備工程)
 音響波測定装置10の準備が整ったら、整合材袋500を準備する。具体的には、図8Bに示すように、把持代582を把持しながら保護フィルム580を引っ張ることで、保護フィルム580を袋本体520から剥がす。
 次に、図7Aに示すように、固定部材280により整合材袋500を支持台200に対して固定し、整合材袋500が皺にならないよう、載置部400の凹部440内に整合材袋500を引っ張りながら載置する。整合材袋500を載置したら、整合材袋500の注入口540内に流動管592を挿入し、漏出抑制部594により注入口540を流動管592(の外周面)に対して締め付ける。なお、整合材袋500の注入口540内に流動管592を挿入および固定してから、整合材袋500を載置部400の凹部440内に載置してもよい。
 次に、開閉部596を開き、整合材袋500の収容空間内に注入口540を介して音響整合材510を注入する。このとき、音響整合材510の注入により、袋本体520の下面は緊張状態となり皺は発生しないが、袋本体520の上面は緊張状態でないため皺が発生する。そこで、袋本体520の上面の皺が消失するように、整合材袋500内に音響整合材510を満たす。その状態で、開閉部596を閉じる。
 次に、整合材袋500の一辺を固定部材280により固定した状態で、該整合材袋500の一辺を挟んで載置部400の凹部440と反対側に、整合材袋500を折り返す。整合材袋500を折り返したら、載置部400の凹部440内に少量のマッチング液410を注入する。このとき、折り返しの基準とした整合材袋500の一辺とマッチング液410とが平行となるように、凹部440内にマッチング液410を注入することが好ましい。
 次に、図9に示すように、折り返しの基準とした整合材袋500の一辺と反対側の辺を把持し、整合材袋500を引っ張って持ち上げる。整合材袋500を折り返した側における凹部440の端から整合材袋500を徐々に下し、整合材袋500と分離フィルム420との間に気泡が入らないように、整合材袋500を凹部440内に載置する。
 このとき、整合材袋500の袋本体520に皺が生じてしまったら、袋本体520の固定代522を引っ張って、袋本体520の上面および下面から皺を消失させる。
 袋本体520を整えたら、折り返しの基準とした整合材袋500の一辺と反対側の一辺において、袋本体520の固定代522を弛ませて、固定部材280により該固定代522を支持台200に固定する。袋本体520の固定代522を弛ませることで、整合材袋500上に被検部位110を載置したときの整合材袋500の変位を吸収させることができる。
(S200:載置工程)
 次に、被検部位110を整合材袋500上に載置する。
 このとき、撮像部690により取得した画像を確認しながら、開閉部596を開閉することで、整合材袋500内の音響整合材510の量を調整する。これにより、被検部位110を受信ユニット300に近づけることができる。すなわち、受信ユニット300の視野範囲(Field of view,FOV)内に被検部位110を配置することができ、高画質な画像を得ることが可能となる。また、整合材袋500内に被検部位110を沈ませることで、被検部位110の動き(体動)を抑制することができる。さらには、整合材袋500の端部の立ち上がりを抑制することができる。
 載置工程S200以降の測定工程S300などについては、上述の第1実施形態と同様である。
(5)本実施形態により得られる効果
(a)本実施形態では、載置部400の凹部440は、鉛直下側に向けて狭まるよう構成されている。これにより、凹部440の上側角部を支持面210に対して斜めに形成することができる。このような構成により、たとえ装置状況に応じて凹部440の上側角部に被検部位110が当接したとしても、被検体100が感じる痛みを軽減することができる。その結果、被検体100への負荷を軽減することができる。
(b)本実施形態では、音響波測定装置10は、整合材袋500内の音響整合材510が凹部440の全体を覆うように、該整合材袋500を設置可能に構成されている。たとえ整合材袋500内に被検部位110が大きく沈み、整合材袋500の端部が立ち上がったとしても、当該端部を撮像領域から離すことができ、撮像への影響が及ぶことを抑制することができる。つまり、整合材袋500内の音響整合材510を、凹部440の端までマッチング液410と密に接した状態で維持することができる。その結果、広い範囲に亘って被検体100と音響インピーダンスを整合させ、音響波を安定的に測定することが可能となる。
(c)本実施形態では、載置部400は、凹部440内から外側へのマッチング液410の溢れを抑制する溢れ抑制部490を有している。たとえ凹部440内に整合材袋500が密に載置され、該凹部440内から外側へマッチング液410が溢れそうになっても、溢れたマッチング液410を溢れ抑制部490内に留め、更なるマッチング液410の広がりを抑止することができる。これにより、溢れたマッチング液410に対する被検部位110の接触を抑制することができる。
(d)本実施形態では、注入口540は、袋本体520の外縁から内側に向けて連通し、整合材袋500の収容空間内に音響整合材510を注入可能に構成されている。これにより、注入口540を介して音響整合材510を安定的に注入することができる。
 また、流動管592は、整合材袋500が設置された状態で、整合材袋500と外部の間で音響整合材510が流動可能に構成されている。開閉部596は、流動管592を開閉可能に構成されている。開閉部596を開閉することにより、整合材袋500内の音響整合材510の量を調整することができる。
 上述の構成を用いることにより、例えば、整合材袋500上に被検部位110を載置したときに、整合材袋500の端部が立ち上がったとしても、整合材袋500から音響整合材510を流出させることができ、整合材袋500内の音響整合材510の量を減少させることができる。その結果、整合材袋500の端部が立ち上がったとしても、当該端部を撮像領域から離すことができ、撮像への影響が及ぶことを抑制することができる。
(e)本実施形態では、漏出抑制部594は、注入口540の内周と流動管592の外周との間からの音響整合材510の漏出を抑制するよう構成されている。これにより、音響整合材510の漏出を抑制しつつ、注入口540を介した音響整合材510の流出入を安定的に行うことができる。また、被検部位110が音響整合材510によって濡れることを抑制することができる。
(f)本実施形態では、整合材袋500は、保護フィルム580を有している。保護フィルム580は、袋本体520の外周を覆い、該袋本体520から着脱可能に袋本体520を保護している。これにより、使用前の袋本体520を安定的に保護することができる。例えば、整合材袋500の表面における汚染および損傷を抑制することができる。その結果、整合材袋500の清浄性および剛性(形状安定性)を安定的に確保することが可能となる。
(6)第2実施形態の変形例
<変形例2-1>
 図10を参照し、本実施形態の変形例2-1の音響波測定装置10について説明する。図10は、本実施形態の変形例2-1に係る音響波測定装置の一部を示す概略拡大図である。
 変形例2-1では、枠体480の構成が、上述の実施形態と異なっている。
 図10に示すように、本変形例では、上述の実施形態と同様に、載置部400の凹部440は、例えば、鉛直下側に向けて狭まるよう構成されている。
 本変形例では、枠体480の枠上部484は、例えば、凹部440の上端から下端に亘って、支持面210に対して傾斜した内側面440sの形状に倣って設けられている。また、枠上部484は、例えば、枠下部482との間に分離フィルム420を挟持している。
 本変形例によれば、枠下部482と枠上部484との間における分離フィルム420の挟持範囲を広くすることができる。これにより、枠体480により分離フィルム420を安定的に保持することができる。また、繰り返し使用可能な枠体480を用い、枠下部482と枠上部484とにより分離フィルム420を挟持することで、分離フィルム420の立体形状を容易に形成することができる。すなわち、手作業による分離フィルム420の成形工程を省略することが可能となる。
<変形例2-2>
 図11を参照し、本実施形態の変形例2-2の音響波測定装置10について説明する。図11は、本実施形態の変形例2-2に係る音響波測定装置の一部を示す概略拡大図である。
 変形例2-2では、溢れ抑制部490の構成が、上述の実施形態と異なっている。
 図11に示すように、本変形例では、溢れ抑制部490は、例えば、凹部440内から外側へのマッチング液410の広がりを規制するバンク(堤防、土手)として構成されている。具体的には、バンクとしての溢れ抑制部490は、例えば、枠体480の上面から、凹部440の中央側の斜め上方向に向けて突出している。また、溢れ抑制部490は、例えば、平面視で凹部440を囲むように設けられている。
 本変形例によっても、溢れたマッチング液410に対する被検部位110の接触を抑制することができる。
<変形例2-3>
 図12を参照し、本実施形態の変形例2-3の音響波測定装置10について説明する。図12は、本実施形態の変形例2-3に係る音響波測定装置の一部を示す概略断面図である。
 変形例2-3では、支持台200の構成が、上述の実施形態と異なっている。
 図12に示すように、本変形例では、支持台200は、例えば、支持面210よりも鉛直下側に流動管592を配置可能に構成されている。具体的には、支持台200は、例えば、支持面210から鉛直下側に凹み、流動管592を収容する溝290を有している。
 本変形例によれば、整合材袋500が凹部440内に載置された状態であっても、流動管592が支持面210上に突出することを抑制することができる。これにより、被検部位110が流動管592上に乗り上げることを抑制し、流動管592の閉塞を抑制することができる。その結果、整合材袋500と外部の間で音響整合材510を安定的に流動させることが可能となる。
<変形例2-4>
 図13を参照し、本実施形態の変形例2-4の音響波測定装置10について説明する。図13は、本実施形態の変形例2-4に係る音響波測定装置の一部を示す概略断面図である。
 変形例2-4では、分離フィルム420が設けられていない点が、上述の実施形態と異なっている。
 図13に示すように、本変形例では、支持台200の開口220が鉛直下側に向けて狭まるよう構成されている。音響波測定装置10は、分離フィルム420を設置せずに、開口220全体を覆うように、整合材袋500もしくは整合ゲルを、保持メッシュ460の上に直接設置可能に構成されている。従って、分離フィルム420のみならず、分離フィルム420を押さえる枠上部484も不要となる。
 本変形例によれば、整合材袋500もしくは整合ゲルが分離フィルム420の役割を兼ねることができる。すなわち、分離フィルム420を設けなくても、被検部位110側へ音響整合材310を浸透させず、且つ、開口220よりも外側への音響整合材310の溢れを抑制することができる。また、分離フィルム420に起因した画質の劣化を抑制することができる。
 なお、本変形例では、整合材袋500を用いることが好ましい。整合ゲルを用いた場合には、保持メッシュ460の編み目に整合ゲルが入り込むおそれがあるが、整合材袋500はその危険性が無いので、整合材袋500を用いることが好ましい。
<他の実施形態>
 以上、本発明の実施形態を具体的に説明した。しかしながら、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。
 上述の実施形態では、音響波測定装置10がPAT装置として構成されている場合について説明したが、音響波測定装置10は、音響波を測定可能であれば、PAT装置以外の装置として構成されていてもよい。例えば、音響波測定装置10は、被検体100の所定の被検部位110に対して音響波(超音波)を照射し、照射された部分から反射または散乱された音響波(反射波)を受信する超音波エコー装置として構成されていてもよい。
 上述の実施形態では、音響波測定装置10が、容器320内に収容された音響整合材310から被検部位110までの間に、分離フィルム420と整合材袋500とをこの順で設置可能に構成されている場合について説明したが、この場合に限られない。音響波測定装置10は、容器320内に収容された音響整合材310から被検部位110までの間に、分離フィルム420と整合ゲルとをこの順で設置可能に構成されていてもよい。整合ゲルは、例えば、流動性が制限され、音響調整作用を持つものである。なお、「流動性が制限されている」とは、例えば、被検部位110への追従性を有しつつ、結合状態を維持していることをいう。また、「音響調整作用を持つ」とは、例えば、被検体100と整合する音響インピーダンスを有することをいう。具体的な整合ゲルとしては、例えば、ナノコンポジットゲルなどが挙げられる。この場合、後述するように、載置部400の凹部440内におけるマッチング液410は設けなくてもよい。このような整合ゲルを用いても、上述の実施形態と同様の効果を得ることができる。
 なお、音響波測定装置10は、容器320内に収容された音響整合材310から被検部位110までの間に、分離フィルム420と、整合材袋500および整合ゲルを組み合わせた整合ブロックと、をこの順で設置可能に構成されていてもよい。
 上述の実施形態では、素子保持部360が半球状に構成されている場合について説明したが、素子保持部360は、半球状以外の形状で構成されていてもよい。素子保持部360は、例えば、平面状であってもよい。
 上述の実施形態では、光出射口660が素子保持部360の底部に設けられている場合について説明したが、光出射口660は、光源620から伝送された光を被検部位110に向けて出射することができれば、素子保持部360の底部以外の位置に設けられていてもよい。光出射口660は、例えば、容器320の側部に設けられていてもよい。
 上述の実施形態では、走査機構380が、支持台200上に載置された被検体100に対して、受信素子340を相対的に走査させるよう構成されている場合について説明したが、被検体100と受信素子340とを相対的に移動させることができれば、この場合に限られない。走査機構380は、例えば、固定された受信素子340に対して被検体100(すなわち支持台200)を走査させるよう構成されていてもよい。または、走査機構380は、例えば、受信素子340と被検体100との双方を相対的に走査するよう構成されていてもよい。
 上述の実施形態では、走査機構380が、容器320と受信素子340とを有する受信ユニット300を一体として走査させるよう構成されている場合について説明したが、この場合に限られない。走査機構380は、例えば、固定された容器320内で、複数の受信素子340を有する素子保持部360を走査させるよう構成されていてもよい。
 上述の実施形態では、分離フィルム420と整合材袋500との間にマッチング液410を設ける場合について説明したが、整合材袋500の代わりに、含水率の高いナノコンポジットゲル等の整合ゲルを用いた場合には、整合ゲル自体の表面の水分により別途マッチング液410を用意しなくても、充分な信号が得られる。従って、このようなナノコンポジットゲル等を用いた場合には、凹部440を設けてマッチング液410を用いることは、必ずしも必須ではない。
 上述の実施形態では、載置部400において、分離フィルム420自体が凹むように成型されている場合について説明したが、分離フィルム420は、載置部400の凹部440の少なくとも底部を構成していれば、この場合に限られない。載置部400は、例えば、鉛直下側に向けて凹む枠体480と、枠体480の下面に沿って設けられた平坦な分離フィルム420と、を有していてもよい。この場合によれば、分離フィルム420が薄い場合であっても、載置部400の凹部440を容易に形成することができる。
 上述の実施形態では、整合材袋500の注入口540がフィルムにより構成されている場合について説明したが、注入口540は、スパウトまたはコネクタにより構成されていてもよい。ただし、上述の実施形態のように注入口540がフィルムにより構成されていたほうが、被検体100としての被検者が痛みを感じることがないため、好ましい。
 上述の実施形態では、整合材袋500を固定する固定部材280がバインダとして構成されている場合について説明したが、この場合に限られない。固定部材280は、支持台200から分離された別部材であってもよい。具体的には、固定部材280は、例えば、粘着テープであってもよい。または、固定部材280は、例えば、磁力により挟み込むマグネットとして構成されていてもよい。
 上述の実施形態では、開閉部596が流動管592を開閉可能に構成されている場合について説明したが、開閉部596は、注入口540を開閉するように構成されていてもよい。
<本発明の好ましい態様>
 以下、本発明の好ましい態様について付記する。
(付記1)
 被検体を支持する支持面と、前記被検体の所定の被検部位を測定するために前記支持面に開設された開口と、を有する支持台と、
 前記支持面よりも鉛直下側に設けられ、液状またはゲル状の音響整合材を収容可能に構成される容器と、
 前記支持面よりも鉛直下側に設けられ、前記被検部位から発生する音響波を受信する受信素子と、
 を備え、
 前記容器内に収容された前記音響整合材から前記被検部位までの間に、液状またはゲル状の音響整合材を収容した整合材袋もしくは流動性が制限され音響調整作用を持つ整合ゲルと、当該整合材袋もしくは当該整合ゲルを載置する載置部と、を設置可能に構成されている
音響波測定装置。
(付記2)
 前記載置部として、前記音響整合材を浸透させない分離フィルムを設置可能とし、前記容器内に収容された前記音響整合材から前記被検部位までの間に、当該分離フィルムと、前記整合材袋もしくは前記整合ゲルと、をこの順で設置可能に構成されている
付記1に記載の音響波測定装置。
(付記3)
 前記載置部は、前記支持面の鉛直下側に向けて凹む凹部を有し、
 前記分離フィルムは、前記凹部の少なくとも底部を構成する
付記2に記載の音響波測定装置。
(付記4)
 前記凹部は、鉛直下側に向けて狭まるよう構成されている
付記3に記載の音響波測定装置。
(付記5)
 前記整合材袋内の前記音響整合材もしくは前記整合ゲルが前記凹部の全体を覆うように、該整合材袋もしくは該整合ゲルを設置可能に構成されている
付記3又は付記4に記載の音響波測定装置。
(付記6)
 前記載置部は、マッチング液を前記凹部内に収容可能に構成されている
付記3から付記5のいずれか1つに記載の音響波測定装置。
(付記7)
 前記載置部は、前記凹部内から外側への前記マッチング液の溢れを抑制する溢れ抑制部を有する
付記6に記載の音響波測定装置。
(付記8)
 前記載置部として、前記整合材袋もしくは前記整合ゲルと前記被検部位とを保持する保持メッシュを設置可能とし、
 前記容器内に収容された前記音響整合材から前記被検部位までの間に、当該保持メッシュと前記整合材袋もしくは前記整合ゲルと、をこの順で設置可能に構成され、
 前記容器内の前記音響整合材により前記保持メッシュの孔を塞ぐように、前記保持メッシュと、前記容器内の前記音響整合材の上面とが近接可能に構成されている
付記1から付記7のいずれか1つに記載の音響波測定装置。
(付記9)
 前記開口は、鉛直下側に向けて狭まるよう構成され、
 前記開口全体を覆うように、前記整合材袋もしくは前記整合ゲルを設置可能に構成されている
付記1に記載の音響波測定装置。
(付記10)
 前記整合材袋が設置された状態で、前記整合材袋と外部の間で前記音響整合材が流動可能に構成された流動管と、
 前記流動管を開閉可能に構成された開閉部と、
 を備える
付記1から付記9のいずれか1つに記載の音響波測定装置。
(付記11)
 前記支持台は、前記支持面よりも鉛直下側に前記流動管を配置可能に構成されている
付記10に記載の音響波測定装置。
(付記12)
 所定の固定部材により前記整合材袋もしくは前記整合ゲルを前記支持台に対して固定可能に構成されている
付記1から付記11のいずれか1つに記載の音響波測定装置。
(付記13)
 前記支持面上に前記被検体を載置した状態で、前記整合材袋の上面の少なくとも一部が前記支持面と同一高さに位置するか、或いは、前記支持面よりも鉛直上側に位置するように、前記整合材袋を設置可能に構成されている
付記1から付記12のいずれか1つに記載の音響波測定装置。
(付記14)
 前記支持面上に前記被検体を載置しない状態で、前記整合材袋の上面の少なくとも一部が前記支持面と同一高さに位置するか、或いは、前記支持面よりも鉛直上側に位置するように、前記整合材袋を設置可能に構成されている
付記1から付記13のいずれか1つに記載の音響波測定装置。
(付記15)
 付記1から付記14のいずれか1つに記載の音響波測定装置に用いられる
整合材袋。
(付記16)
 付記1から付記14のいずれか1つに記載の音響波測定装置に用いられる
整合ゲル。
(付記17)
 付記2から付記7のいずれか1つに記載の音響波測定装置に用いられる
分離フィルム。
(付記18)
 支持面、および被検体の所定の被検部位を測定するために前記支持面に開設された開口を有する支持台と、前記支持面よりも鉛直下側に設けられ液状またはゲル状の音響整合材を収容した容器と、前記支持面よりも鉛直下側に設けられた受信素子と、を有する音響波測定装置を準備する工程と、
 前記支持台の前記支持面上に被検体を載置する工程と、
 前記被検部位から発生する音響波を前記受信素子により受信する工程と、
 を備え、
 前記音響波測定装置を準備する工程では、
 前記容器内に収容された前記音響整合材から前記被検部位までの間に、液状またはゲル状の音響整合材を収容した整合材袋もしくは流動性が制限され音響調整作用を持つ整合ゲルと、当該整合材袋もしくは当該整合ゲルを載置する載置部と、を設置する
音響波測定方法。
10   音響波測定装置
100  被検体
110  被検部位
200  支持台
300  受信ユニット
310  音響整合材
320  容器
340  受信素子
400  載置部
410  音響整合材
420  分離フィルム
500  整合材袋
510  音響整合材

Claims (16)

  1.  被検体を支持する支持面と、前記被検体の所定の被検部位を測定するために前記支持面に開設された開口と、を有する支持台と、
     前記支持面よりも鉛直下側に設けられ、液状またはゲル状の音響整合材を収容可能に構成される容器と、
     前記支持面よりも鉛直下側に設けられ、前記被検部位から発生する音響波を受信する受信素子と、
     を備え、
     前記容器内に収容された前記音響整合材から前記被検部位までの間に、液状またはゲル状の音響整合材を収容した整合材袋もしくは流動性が制限され音響調整作用を持つ整合ゲルと、当該整合材袋もしくは当該整合ゲルを載置する載置部と、を設置可能に構成されている
    音響波測定装置。
  2.  前記載置部として、前記音響整合材を浸透させない分離フィルムを設置可能とし、前記容器内に収容された前記音響整合材から前記被検部位までの間に、当該分離フィルムと、前記整合材袋もしくは前記整合ゲルと、をこの順で設置可能に構成されている
    請求項1に記載の音響波測定装置。
  3.  前記載置部は、前記支持面の鉛直下側に向けて凹む凹部を有し、
     前記分離フィルムは、前記凹部の少なくとも底部を構成する
    請求項2に記載の音響波測定装置。
  4.  前記凹部は、鉛直下側に向けて狭まるよう構成されている
    請求項3に記載の音響波測定装置。
  5.  前記整合材袋内の前記音響整合材もしくは前記整合ゲルが前記凹部の全体を覆うように、該整合材袋もしくは該整合ゲルを設置可能に構成されている
    請求項3又は請求項4に記載の音響波測定装置。
  6.  前記載置部は、マッチング液を前記凹部内に収容可能に構成されている
    請求項3から請求項5のいずれか1項に記載の音響波測定装置。
  7.  前記載置部は、前記凹部内から外側への前記マッチング液の溢れを抑制する溢れ抑制部を有する
    請求項6に記載の音響波測定装置。
  8.  前記載置部として、前記整合材袋もしくは前記整合ゲルと前記被検部位とを保持する保持メッシュを設置可能とし、
     前記容器内に収容された前記音響整合材から前記被検部位までの間に、当該保持メッシュと前記整合材袋もしくは前記整合ゲルと、をこの順で設置可能に構成され、
     前記容器内の前記音響整合材により前記保持メッシュの孔を塞ぐように、前記保持メッシュと、前記容器内の前記音響整合材の上面とが近接可能に構成されている
    請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の音響波測定装置。
  9.  前記開口は、鉛直下側に向けて狭まるよう構成され、
     前記開口全体を覆うように、前記整合材袋もしくは前記整合ゲルを設置可能に構成されている
    請求項1に記載の音響波測定装置。
  10.  前記整合材袋が設置された状態で、前記整合材袋と外部の間で前記音響整合材が流動可能に構成された流動管と、
     前記流動管を開閉可能に構成された開閉部と、
     を備える
    請求項1から請求項9のいずれか1項に記載の音響波測定装置。
  11.  前記支持台は、前記支持面よりも鉛直下側に前記流動管を配置可能に構成されている
    請求項10に記載の音響波測定装置。
  12.  所定の固定部材により前記整合材袋もしくは前記整合ゲルを前記支持台に対して固定可能に構成されている
    請求項1から請求項11のいずれか1項に記載の音響波測定装置。
  13.  請求項1から請求項11のいずれか1項に記載の音響波測定装置に用いられる
    整合材袋。
  14.  請求項1から請求項11のいずれか1項に記載の音響波測定装置に用いられる
    整合ゲル。
  15.  請求項2から請求項7のいずれか1項に記載の音響波測定装置に用いられる
    分離フィルム。
  16.  支持面、および被検体の所定の被検部位を測定するために前記支持面に開設された開口を有する支持台と、前記支持面よりも鉛直下側に設けられ液状またはゲル状の音響整合材を収容した容器と、前記支持面よりも鉛直下側に設けられた受信素子と、を有する音響波測定装置を準備する工程と、
     前記支持台の前記支持面上に被検体を載置する工程と、
     前記被検部位から発生する音響波を前記受信素子により受信する工程と、
     を備え、
     前記音響波測定装置を準備する工程では、
     前記容器内に収容された前記音響整合材から前記被検部位までの間に、液状またはゲル状の音響整合材を収容した整合材袋もしくは流動性が制限され音響調整作用を持つ整合ゲルと、当該整合材袋もしくは当該整合ゲルを載置する載置部と、を設置する
    音響波測定方法。
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