[go: up one dir, main page]

JP2017124053A - Acoustic wave probe and analyte information acquisition device - Google Patents

Acoustic wave probe and analyte information acquisition device Download PDF

Info

Publication number
JP2017124053A
JP2017124053A JP2016005304A JP2016005304A JP2017124053A JP 2017124053 A JP2017124053 A JP 2017124053A JP 2016005304 A JP2016005304 A JP 2016005304A JP 2016005304 A JP2016005304 A JP 2016005304A JP 2017124053 A JP2017124053 A JP 2017124053A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
acoustic wave
subject
wave probe
light source
light emitting
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2016005304A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
香取 篤史
Atsushi Katori
篤史 香取
奥田 昌宏
Masahiro Okuda
昌宏 奥田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP2016005304A priority Critical patent/JP2017124053A/en
Publication of JP2017124053A publication Critical patent/JP2017124053A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)

Abstract

【課題】光を被検体に向けて、より均一に照射することができる音響波プローブ等を提供する。
【解決手段】音響波プローブ100は、複数の音響波トランスデューサ102と、複数の音響波トランスデューサの間隙に配置され被検体99に対して光を照射する複数の光出射部103と、を有する。各光出射部103は、複数の音響波トランスデューサ102により囲まれて共通の支持部材101上に配置されている。複数の前記音響波トランスデューサと複数の光出射部は、共通の支持部材にすることができる。
【選択図】 図1−1
An acoustic probe and the like that can irradiate light more uniformly toward a subject.
An acoustic wave probe includes a plurality of acoustic wave transducers and a plurality of light emitting units arranged in gaps between the plurality of acoustic wave transducers to irradiate light to a subject. Each light emitting unit 103 is surrounded by a plurality of acoustic wave transducers 102 and disposed on a common support member 101. The plurality of acoustic wave transducers and the plurality of light emitting portions can be a common support member.
[Selection] Figure 1-1

Description

本発明は、光音響効果による光音響波などの音響波(以下では超音波で代表することもある)を受信することが可能な音響波プローブ、それを用いた被検体情報取得装置等に関する。   The present invention relates to an acoustic wave probe capable of receiving an acoustic wave such as a photoacoustic wave due to a photoacoustic effect (hereinafter sometimes represented by an ultrasonic wave), an object information acquisition apparatus using the acoustic wave probe, and the like.

光イメージング技術の一つとして、Photoacoustic Imaging(PAI:光音響イメージング)と呼ばれる技術がある。光音響イメージングは、光の照射により発生する音響波(「光音響波」とも言う)を受信し、得られる受信信号から画像データを生成する技術である(特許文献1参照)。この光音響波は、光源からのパルス光が生体などの被検体に照射され、被検体内を伝播した光のエネルギーを吸収した組織が膨張することにより発生する。   As one of optical imaging technologies, there is a technology called Photoacoustic Imaging (PAI: photoacoustic imaging). Photoacoustic imaging is a technique for receiving acoustic waves (also referred to as “photoacoustic waves”) generated by light irradiation and generating image data from the obtained received signals (see Patent Document 1). This photoacoustic wave is generated when pulsed light from a light source is irradiated on a subject such as a living body and a tissue that absorbs energy of light propagating through the subject expands.

米国特許出願公開第2007/0287912号明細書US Patent Application Publication No. 2007/0287912

被検体内部を良好に画像化するためには、被検体表面に対してなるべく均一に光を照射する必要がある。更に、被検体内で発生した光音響波をなるべく劣化させずに音響波トランスデューサで検出する必要がある。本発明は、光を被検体に向けて、より効率良く且つ均一に照射することができる音響波プローブ等の提供を目的とする。   In order to image the inside of the subject satisfactorily, it is necessary to irradiate the subject surface with light as uniformly as possible. Furthermore, it is necessary to detect the photoacoustic wave generated in the subject with an acoustic wave transducer without degrading it as much as possible. An object of this invention is to provide the acoustic wave probe etc. which can irradiate light to a subject more efficiently and uniformly.

本発明の音響波プローブは、次の特徴を有する。被検体に光を照射する複数の光出射部と、被検体内で発生した光音響波を検出する複数の音響波トランスデューサと、を有しており、光出射部が複数の音響波トランスデューサにより囲まれて配置されている。   The acoustic wave probe of the present invention has the following characteristics. A plurality of light emitting units for irradiating the subject with light; and a plurality of acoustic wave transducers for detecting photoacoustic waves generated in the subject. The light emitting unit is surrounded by the plurality of acoustic wave transducers. Is arranged.

本発明によれば、複数配置された光源などの光出射部からの光を被検体に向けて、より均一に照射することができる音響波プローブなどを実現できる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the acoustic wave probe etc. which can irradiate more uniformly the light from light-emitting parts, such as the light source arrange | positioned, to a test object, etc. are realizable.

第1の実施形態に係る音響波プローブを説明する図。The figure explaining the acoustic wave probe which concerns on 1st Embodiment. 第1の実施形態に係る音響波プローブの模式断面図。1 is a schematic cross-sectional view of an acoustic wave probe according to a first embodiment. 第1の実施形態に係る音響波プローブの模式斜視図。1 is a schematic perspective view of an acoustic wave probe according to a first embodiment. 第1の実施形態に係る音響波プローブの模式斜視図。1 is a schematic perspective view of an acoustic wave probe according to a first embodiment. 第2の実施形態に係る音響波プローブを説明する図。The figure explaining the acoustic wave probe which concerns on 2nd Embodiment. 第3の実施形態に係る音響波プローブを説明する図。The figure explaining the acoustic wave probe which concerns on 3rd Embodiment. 第4の実施形態に係る音響波プローブを説明する図。The figure explaining the acoustic wave probe which concerns on 4th Embodiment. 第5の実施形態に係る音響波プローブを説明する図。The figure explaining the acoustic wave probe which concerns on 5th Embodiment. 第6の実施形態に係る音響波プローブを説明する図。The figure explaining the acoustic wave probe which concerns on 6th Embodiment. 被検体から音響波トランスデューサを剥離する為の紐状部材を示す図。The figure which shows the string-like member for peeling an acoustic wave transducer from a subject. 被検体から音響波トランスデューサを剥離する為の棒状部材を示す図。The figure which shows the rod-shaped member for peeling an acoustic wave transducer from a test object. 第7の実施形態に係る音響波プローブを説明する図。The figure explaining the acoustic wave probe which concerns on 7th Embodiment. 第7の実施形態に係る音響波プローブの動作を説明する図。The figure explaining operation | movement of the acoustic wave probe which concerns on 7th Embodiment. 第8の実施形態に係る音響波プローブを説明する図。The figure explaining the acoustic wave probe which concerns on 8th Embodiment. 第8の実施形態に係る音響波プローブの動作を説明する図。The figure explaining operation | movement of the acoustic wave probe which concerns on 8th Embodiment. 第9の実施形態に係る音響波プローブを説明する図。The figure explaining the acoustic wave probe which concerns on 9th Embodiment. 第10の実施形態に係る音響波プローブを説明する図。The figure explaining the acoustic wave probe which concerns on 10th Embodiment. 第10の実施形態に係る音響波プローブの駆動検出回路図。FIG. 10 is a drive detection circuit diagram of an acoustic wave probe according to a tenth embodiment. 第11の実施形態に係る被検体情報取得装置を説明する図。The figure explaining the subject information acquisition apparatus which concerns on 11th Embodiment. 第12の実施形態に係る被検体情報取得装置を説明する図。The figure explaining the subject information acquisition apparatus which concerns on 12th Embodiment. 本発明における音響波トランスデューサと光出射部の配置例を示す図。The figure which shows the example of arrangement | positioning of the acoustic wave transducer and light-projection part in this invention.

本発明の音響波プローブの一側面の特徴は、音響波プローブが複数の光出射部を有しており、各光出射部が、光音響波を受信する音響波トランスデューサにより囲まれて配置されている点である。複数の光出射部の配置態様は、光を被検体に向けてより均一に照射することができるものであれば如何なる態様でもよい。例えば、図13(a)の様に複数の光出射部が複数の音響波トランスデューサにより囲まれたパターンが2次元状に繰り返される態様、図13(b)の様に碁盤目状に光出射部と音響波トランスデューサが交互に繰り返して配置される態様などがある。ただし、図13(c)に示す様に複数の音響波トランスデューサと複数の光出射部が極端に偏在した態様などは、より均一に照射することができるものを構成できなければ、除かれる場合もある。本発明の音響波プローブは、該音響波プローブで検出された信号を被検体の情報を表す信号に変換するための信号処理部などと共に、被検体情報取得装置を構成することができる。ここにおいて、音響波プローブは、光音響効果により発生した被検体からの光音響波を検出する。更に、被検体からの超音波を検出したり、被検体との間で超音波の送受信を行ったりすることもできる。   A feature of one aspect of the acoustic wave probe according to the present invention is that the acoustic wave probe has a plurality of light emitting portions, and each light emitting portion is surrounded by an acoustic wave transducer that receives the photoacoustic waves. It is a point. The arrangement mode of the plurality of light emitting units may be any mode as long as light can be irradiated more uniformly toward the subject. For example, an embodiment in which a pattern in which a plurality of light emitting sections are surrounded by a plurality of acoustic wave transducers is repeated two-dimensionally as shown in FIG. 13 (a), or a light emitting section in a grid pattern as shown in FIG. 13 (b). And an acoustic wave transducer are alternately and repeatedly arranged. However, as shown in FIG. 13C, an aspect in which a plurality of acoustic wave transducers and a plurality of light emitting portions are extremely unevenly distributed may be excluded unless a configuration that can irradiate more uniformly is not possible. is there. The acoustic wave probe of the present invention can constitute an object information acquisition apparatus together with a signal processing unit for converting a signal detected by the acoustic wave probe into a signal representing information on the object. Here, the acoustic wave probe detects a photoacoustic wave from the subject generated by the photoacoustic effect. Furthermore, it is also possible to detect ultrasonic waves from the subject and transmit / receive ultrasonic waves to / from the subject.

以下、図面を用いて、本発明の実施形態について説明する。ただし、本発明は、これらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications and changes can be made within the scope of the gist.

(第1の実施形態)
本実施形態では、被検体に光を照射する複数の光出射部と、発生した光音響波を検出する複数の音響波(超音波)トランスデューサとが、分散して配置されており、被検体の表面形状に合わせて配置が可変であることが特徴である。
(First embodiment)
In the present embodiment, a plurality of light emitting units that irradiate the subject with light and a plurality of acoustic wave (ultrasound) transducers that detect the generated photoacoustic waves are arranged in a distributed manner. The arrangement is variable according to the surface shape.

図1−1から図1−4を用いて、第1の実施形態の音響波プローブ100を説明する。図において、99は被検体、100は音響波プローブ、103は光出射部(光源)、102は音響波トランスデューサ、101は支持フィルム、110は超音波ゲル、121は出射光、122は光音響波である。図1−1(a)に、本実施形態の音響波プローブの模式図を示す。本実施形態の音響波プローブ100は、複数の光源103と複数の音響波トランスデューサを有しており、それぞれが2次元アレイ状に配置されている。複数の音響波トランスデューサ102間の領域には、複数のトランスデューサ102に対して複数の光源103が入れ子状になって配置されている。本実施形態では、光源103が分散して配置されているので、光源が1箇所や一部の領域にのみ配置されている構成に比べて、被検体表面の広い範囲に亘ってより一様に光を照射することができる。ここでは、例えば、各光源103の周りの複数の音響波トランスデューサ102は、該光源を中心に、略等距離及び/又は略等角度間隔で配置されている。また、複数の音響波トランスデューサと複数の光出射部は、共通の支持部材に配置されていて、支持部材は、被検体の形状に合わせて複数の音響波トランスデューサと複数の光出射部を可動とするように変形可能な支持膜である。   The acoustic wave probe 100 of 1st Embodiment is demonstrated using FIGS. 1-1 to FIGS. 1-4. In the figure, 99 is a subject, 100 is an acoustic wave probe, 103 is a light emitting part (light source), 102 is an acoustic wave transducer, 101 is a support film, 110 is an ultrasonic gel, 121 is emitted light, and 122 is a photoacoustic wave. It is. Fig. 1-1 (a) shows a schematic diagram of the acoustic wave probe of the present embodiment. The acoustic wave probe 100 of the present embodiment has a plurality of light sources 103 and a plurality of acoustic wave transducers, and each is arranged in a two-dimensional array. In a region between the plurality of acoustic wave transducers 102, a plurality of light sources 103 are arranged so as to be nested with respect to the plurality of transducers 102. In the present embodiment, since the light sources 103 are arranged in a distributed manner, the light source 103 is more uniformly over a wide range of the surface of the subject as compared with a configuration in which the light sources are arranged only in one place or a partial region. Light can be irradiated. Here, for example, the plurality of acoustic wave transducers 102 around each light source 103 are arranged at substantially equal distances and / or substantially equal angular intervals around the light sources. In addition, the plurality of acoustic wave transducers and the plurality of light emitting units are arranged on a common support member, and the support member can move the plurality of acoustic wave transducers and the plurality of light emitting units according to the shape of the subject. It is a support film that can be deformed.

次に、図1−1(b)に、図1−1(a)の直線Z−Z’の断面の模式図を示す。本実施形態の音響波プローブ100では、複数の光源103と複数のトランスデューサ102の位置は、被検体99の表面形状に沿って可動する構造となっている。具体的には、湾曲及び伸縮が可能な可撓性の支持フィルム101上に、複数の光源103とそれを取り囲む複数のトランスデューサ102を配置することで容易に実現できる。   Next, FIG. 1-1 (b) shows a schematic diagram of a cross section of the straight line Z-Z 'of FIG. 1-1 (a). In the acoustic wave probe 100 of the present embodiment, the positions of the plurality of light sources 103 and the plurality of transducers 102 are configured to move along the surface shape of the subject 99. Specifically, this can be easily realized by disposing a plurality of light sources 103 and a plurality of transducers 102 surrounding the light source 103 on a flexible support film 101 that can be bent and stretched.

本実施形態の音響波プローブは、図1−2で示すように、被検体99に直接音響波プローブ100を押しつけて、用いることができる。その際、被検体99で発生した光音響波122を効率良く音響波トランスデューサ102に伝えるために、被検体99と音響波プローブ100間には、超音波ゲル110を配置する。被検体99と音響波トランスデューサ102間に気泡が入ると、その部分において被検体99内で発生した光音響波(超音波)122の反射や減衰が発生する。超音波ゲル110は超音波伝播物質であり、被検体99と音響波トランスデューサ102間にこの気泡が入らないようにする効果があり、被検体99で発生した光音響波122を、効率良く音響波トランスデューサ102に伝えることができる。   The acoustic wave probe of the present embodiment can be used by pressing the acoustic wave probe 100 directly against the subject 99 as shown in FIG. At that time, in order to efficiently transmit the photoacoustic wave 122 generated in the subject 99 to the acoustic wave transducer 102, an ultrasonic gel 110 is disposed between the subject 99 and the acoustic wave probe 100. When a bubble enters between the subject 99 and the acoustic wave transducer 102, reflection or attenuation of the photoacoustic wave (ultrasonic wave) 122 generated in the subject 99 occurs at that portion. The ultrasonic gel 110 is an ultrasonic wave propagation material and has an effect of preventing the bubbles from entering between the subject 99 and the acoustic wave transducer 102. The photoacoustic wave 122 generated in the subject 99 is efficiently converted into an acoustic wave. Can be transmitted to the transducer 102.

しかし、光源103からの出射光121を被検体99に照射する際には、超音波ゲル110を通過することにより、被検体99に照射される光が減少してしまうことがある。被検体99に照射される光の光量の低下によって、被検体99内部で発生する光音響波122の大きさが低下してしまう。そのため、被検体の情報を正確に把握するためや、被検体のより深い部分の情報を得たりするためには、被検体99に照射される光をできるだけ大きくする必要がある。超音波ゲル110は半透明の物質であり、透過率が高くないため、光源103と被検体99間の距離をできるだけ小さくすること、すなわち光源103と被検体99間にある超音波ゲル110の量をできるだけ小さくすることが重要になる。   However, when the object 99 is irradiated with the emitted light 121 from the light source 103, the light irradiated on the object 99 may decrease by passing through the ultrasonic gel 110. The magnitude of the photoacoustic wave 122 generated inside the subject 99 is reduced due to a reduction in the amount of light irradiated to the subject 99. Therefore, in order to accurately grasp information on the subject or to obtain information on a deeper part of the subject, it is necessary to make the light irradiated on the subject 99 as large as possible. Since the ultrasonic gel 110 is a translucent substance and does not have high transmittance, the distance between the light source 103 and the subject 99 should be as small as possible, that is, the amount of the ultrasonic gel 110 between the light source 103 and the subject 99. It is important to make as small as possible.

被検体99に対して、音響波トランスデューサ102や光源103の位置が固定されている構成であると、固定された形状から被検体99の表面形状が大きくずれている領域では、被検体99と光源103間の距離が大きくなってしまう。そのため、光源103からの出射光が超音波ゲル110で減衰して、被検体99に照射する光量が低下してしまう。また、光源と被検体の間隔が一定でないため、測定のセッティングや条件により被検体99を照射する光量が変化してしまい、得られる被検体情報の精度がばらついてしまう。また、複数の光源103を有した構成であっても、光源103毎に被検体99との距離がばらついているため、被検体99に照射する光の量が場所によって異なってしまう。   When the positions of the acoustic wave transducer 102 and the light source 103 are fixed with respect to the subject 99, the subject 99 and the light source are in a region where the surface shape of the subject 99 is greatly deviated from the fixed shape. The distance between 103 becomes large. Therefore, the emitted light from the light source 103 is attenuated by the ultrasonic gel 110, and the amount of light irradiated to the subject 99 is reduced. In addition, since the distance between the light source and the subject is not constant, the amount of light that irradiates the subject 99 changes depending on the measurement settings and conditions, and the accuracy of the obtained subject information varies. Even in a configuration having a plurality of light sources 103, the distance to the subject 99 varies for each light source 103, so the amount of light irradiated to the subject 99 varies depending on the location.

本実施形態の音響波プローブ100を用いると、被検体99の表面形状に合わせて光源103の位置が移動できるため、図1−2で示すように、被検体99表面と光源103の光出射表面を近接して配置することができる。そのため、光源103と被検体99間の超音波ゲル110の厚さを、薄く略均一にできるので、被検体99に照射される光量を大きくでき且つ照射光を略均一にすることができる。更に、本実施形態の音響波プローブ100は、アレイ状に配置した音響波トランスデューサの間に、複数の光源を分散して配置しているので、被検体99の広い範囲を照射でき、その照射光をどの場所でも略均一に照射することができる。   When the acoustic wave probe 100 according to the present embodiment is used, the position of the light source 103 can be moved in accordance with the surface shape of the subject 99. Therefore, as shown in FIG. Can be placed in close proximity. Therefore, since the thickness of the ultrasonic gel 110 between the light source 103 and the subject 99 can be made thin and substantially uniform, the amount of light irradiated on the subject 99 can be increased and the irradiation light can be made substantially uniform. Furthermore, since the acoustic wave probe 100 of the present embodiment has a plurality of light sources dispersed between the acoustic wave transducers arranged in an array, it can irradiate a wide range of the subject 99 and the irradiation light. Can be irradiated almost uniformly at any place.

以上のように、本実施形態によると、光出射部(光源)からの光を被検体に向けて、より効率良く且つ均一に照射することができる音響波プローブを実現できる。   As described above, according to this embodiment, it is possible to realize an acoustic wave probe that can irradiate light from a light emitting unit (light source) toward a subject more efficiently and uniformly.

また、本実施形態の他の効果として、光音響波122を効率良く受信することができる。以下、その理由を説明する。光音響波122は伝搬するに従い音が広がってしまう特性があり、光音響波の発生場所から音響波トランスデューサ102までの距離が遠いと、音響波トランスデューサ102で受信する光音響波が小さくなってしまう。前述したように、本実施形態の音響波プローブ100を用いることで、音響波トランスデューサ102は被検体99の表面形状に沿って位置が可動であるので、音響波トランスデューサ102と被検体99間の距離も近接させられる。そのため、光音響波122の大きさを低下させることなく、音響波トランスデューサ102で受信できるので、被検体99で発生した光音響波122を効率良く受信できる。一方、被検体99に対して、音響波トランスデューサ102や光源103の位置が固定されている構成であると、固定された形状から被検体99の表面形状が大きくずれている領域では、被検体99とトランスデューサ102間の距離が大きくなってしまう。そのため、音響波トランスデューサ102に到達する光音響波122が小さくなり、被検体99で発生した光音響波122を受信する効率が低下する。   As another effect of the present embodiment, the photoacoustic wave 122 can be received efficiently. The reason will be described below. The photoacoustic wave 122 has a characteristic that the sound spreads as it propagates. If the distance from the generation location of the photoacoustic wave to the acoustic wave transducer 102 is long, the photoacoustic wave received by the acoustic wave transducer 102 becomes small. . As described above, since the position of the acoustic wave transducer 102 is movable along the surface shape of the subject 99 by using the acoustic wave probe 100 of the present embodiment, the distance between the acoustic wave transducer 102 and the subject 99. Are also brought close together. Therefore, since the acoustic wave transducer 102 can receive the signal without reducing the size of the photoacoustic wave 122, the photoacoustic wave 122 generated by the subject 99 can be received efficiently. On the other hand, when the position of the acoustic wave transducer 102 and the light source 103 is fixed with respect to the subject 99, the subject 99 is in a region where the surface shape of the subject 99 is greatly deviated from the fixed shape. And the distance between the transducers 102 becomes large. Therefore, the photoacoustic wave 122 that reaches the acoustic wave transducer 102 is reduced, and the efficiency of receiving the photoacoustic wave 122 generated by the subject 99 is lowered.

上記のように、本実施形態を用いると、被検体99内に光源103からの光をより均一に照射し、被検体99内部で発生した光音響波122を効率良く検出することができる音響波プローブ100を実現できる。   As described above, when this embodiment is used, an acoustic wave that can irradiate the light from the light source 103 more uniformly into the subject 99 and efficiently detect the photoacoustic wave 122 generated inside the subject 99. The probe 100 can be realized.

更に他の効果として、被検体99と音響波トランスデューサ102間での反射の影響が少ない状態で、光音響波122を受信することができる。以下、説明する。被検体99で発生した光音響波122の一部は、音響波トランスデューサ102表面で反射することがある。その反射波の一部は、被検体99と超音波ゲル110との音響インピーダンスの差により、被検体99表面で再度反射して、音響波トランスデューサ102表面に戻ってくる。被検体99と音響波トランスデューサ102間が広いと、この反射波が音響波トランスデューサ102に戻ってくるまでの時間が長くなり、本来の受信信号とは分離された別の信号として、検出される。一方、本実施形態によると、被検体99と音響波トランスデューサ102の間隔を近接することができるので、反射波が本来の受信信号と一体となった信号として得られる。反射波が別の受信信号として検出されると、被検体情報に変換した際、アーチファクト(虚像)となるが、本実施形態を用いると、反射波が別の受信信号として検出され難くすることができる。   As another effect, the photoacoustic wave 122 can be received in a state where the influence of reflection between the subject 99 and the acoustic wave transducer 102 is small. This will be described below. A part of the photoacoustic wave 122 generated in the subject 99 may be reflected on the surface of the acoustic wave transducer 102. A part of the reflected wave is reflected again on the surface of the subject 99 due to the difference in acoustic impedance between the subject 99 and the ultrasonic gel 110 and returns to the surface of the acoustic wave transducer 102. If the distance between the subject 99 and the acoustic wave transducer 102 is wide, the time until the reflected wave returns to the acoustic wave transducer 102 becomes long, and is detected as another signal separated from the original received signal. On the other hand, according to the present embodiment, since the distance between the subject 99 and the acoustic wave transducer 102 can be close, the reflected wave can be obtained as a signal integrated with the original received signal. When the reflected wave is detected as another received signal, an artifact (virtual image) is generated when converted into the object information. However, when this embodiment is used, the reflected wave may be difficult to be detected as another received signal. it can.

上記のように、本実施形態を用いると、被検体99内に光源103からの光をより均一に照射し、被検体99内部で発生した光音響波122を正確且つ効率良く検出することができる音響波プローブ100を提供できる。   As described above, when the present embodiment is used, the light from the light source 103 is more uniformly irradiated into the subject 99, and the photoacoustic wave 122 generated inside the subject 99 can be detected accurately and efficiently. The acoustic wave probe 100 can be provided.

本実施形態の支持膜であるフィルム101には、被検体99の表面形状に沿って変形できるフィルムであれば用いられる。特に、被検体99の表面形状に合わせて、湾曲して伸縮する可撓性を有するフィルムであることが望ましいが、可撓性(微弾性)に限定して、弾性体を排除するものではない。湾曲、伸縮に必要な特性を得ることができるものであれば、弾性体をはじめとして様々な材料を用いることができる。フィルム101は、樹脂フィルム、ゴムなどを用いることで容易に構成できる。具体的には、エポキシ樹脂、塩化ビニール樹脂、ポリエステル樹脂、フッ素系樹脂、シリコーンゴムなどを用いることができる。ヤング率では、0.01GPaから5GPa程度のものを用いられ、より望ましくは0.01GPaから0.1GPa程度のものを用いることができる。これ以外でも、被検体から与えられる圧力で、被検体と同等の大きさに伸縮、湾曲できるものであれば、用いることができる。図1では、均一な厚さのフィルムを用いたが、これに限らず、一部が周囲と厚さが異なるパターンを有した支持膜も用いることができる。それにより、音響波トランスデューサ102の可動し易さや、被検体99によるフィルム101の撓み易さなどを最適に調整することができる。   Any film that can be deformed along the surface shape of the subject 99 is used for the film 101 that is the support film of the present embodiment. In particular, it is desirable to be a flexible film that curves and expands and contracts in accordance with the surface shape of the subject 99, but it is not limited to flexibility (microelasticity) and does not exclude elastic bodies. . Various materials including an elastic body can be used as long as characteristics necessary for bending and expansion / contraction can be obtained. The film 101 can be easily configured by using a resin film, rubber, or the like. Specifically, epoxy resin, vinyl chloride resin, polyester resin, fluorine-based resin, silicone rubber, or the like can be used. The Young's modulus is about 0.01 GPa to 5 GPa, more preferably about 0.01 GPa to 0.1 GPa. Other than this, any pressure can be used as long as it can be expanded and contracted and bent to the same size as the subject with the pressure applied from the subject. In FIG. 1, a film having a uniform thickness is used. However, the present invention is not limited to this, and a support film partially having a pattern having a thickness different from that of the periphery can be used. Thereby, it is possible to optimally adjust the ease of movement of the acoustic wave transducer 102 and the ease of bending of the film 101 by the subject 99.

音響波トランスデューサ102は、被検体に光を照射して発生した音響波を受信できるものであれば、用いることができる。具体的には、一般的に超音波診断装置に用いられる音響波トランスデューサ102がある、PZT、PVDF、CMUTなどを用いることもできる。尚、図では、音響波トランスデューサ102は、フィルム101の被検体99側表面に配置したが、これに限らない。音響波トランスデューサ102が、一部フィルム101内に埋まっていても、また逆側まで突き抜けていても、同様に用いることができる。更に、フィルム101の音響波透過特性が使用上問題なければ、フィルム101の被検体99の逆側の表面(裏面)に配置する構成を用いることもできる。   The acoustic wave transducer 102 can be used as long as it can receive an acoustic wave generated by irradiating the subject with light. Specifically, PZT, PVDF, CMUT, etc., which have an acoustic wave transducer 102 that is generally used in an ultrasonic diagnostic apparatus, can also be used. In the figure, the acoustic wave transducer 102 is disposed on the surface of the film 101 on the subject 99 side, but the present invention is not limited to this. Even if the acoustic wave transducer 102 is partially embedded in the film 101 or penetrates to the opposite side, it can be used similarly. Furthermore, if the acoustic wave transmission characteristics of the film 101 are not problematic in use, a configuration in which the film 101 is disposed on the reverse surface (back surface) of the subject 99 can also be used.

光源103は、被検体に光を照射して音響波が発生するものであれば、用いることができる。図では、光源103は、フィルム101の被検体99側の表面上に配置しているが、これに限らず、フィルム101を貫通した構成や、一部フィルム101内に埋まっている構成も、同様に用いることができる。光源103は、音響波プローブ100の外部に配置した光発生源からの光を光出射部103まで、光ファイバーなどにより導波させてくる構成を用いることもできる。更に、光源103に、LED、半導体レーザなどを用いることで、フィルム101上に直接配置することができる。これにより、光源102部を軽量にすることができ、フィルム101が被検体99の形状により沿い易くなる。加えて、被検体へ光を照射する機構を簡略化、小型化でき、音響波プローブ自体も小型化することができる。   The light source 103 can be used as long as an acoustic wave is generated by irradiating the subject with light. In the figure, the light source 103 is disposed on the surface of the film 101 on the subject 99 side, but the present invention is not limited to this, and a configuration that penetrates the film 101 or a configuration that is partially embedded in the film 101 is the same. Can be used. The light source 103 may use a configuration in which light from a light generation source disposed outside the acoustic wave probe 100 is guided to the light emitting unit 103 by an optical fiber or the like. Further, by using an LED, a semiconductor laser, or the like as the light source 103, the light source 103 can be directly arranged on the film 101. As a result, the light source 102 can be reduced in weight, and the film 101 can easily follow the shape of the subject 99. In addition, the mechanism for irradiating the subject with light can be simplified and miniaturized, and the acoustic probe itself can be miniaturized.

フィルム101の被検体99への押し当ては、図1−3で示すように、フィルム101を被検体99に巻きつけ、固定手段104によりフィルムの両端を固定する方法により、容易に実現することができる。これにより、被検体99の外周の全方向から光を照射して、光音響波を取得することができる。そのため、被検体99の特定の面からだけでなく、より多くの方向から被検体情報を取得でき、本プローブを用いることで、より詳細な被検体画像を再生することができる。   The pressing of the film 101 against the subject 99 can be easily realized by a method in which the film 101 is wound around the subject 99 and both ends of the film are fixed by the fixing means 104 as shown in FIG. it can. Thereby, a photoacoustic wave can be acquired by irradiating light from all directions of the outer periphery of the subject 99. Therefore, subject information can be acquired not only from a specific surface of the subject 99 but also from more directions, and a more detailed subject image can be reproduced by using this probe.

また、別の形態として、図1−4で示すように、支持枠部材105でフィルム101を支持し、支持枠部材ごと被検体99に押し当てる方法を用いることができる。支持枠部材105は、被検体に対して半月状の凹部(溝)を有しており、フィルム101は、支持枠部材105の凹部を覆うように配置され、支持枠部材105に保持されている。フィルム101は、支持枠部材105により左右から保持されており、フィルム101自体にテンションが掛った状態(張った状態)になっている。この状態で、支持枠部材105を被検体99側に押し当てることで、フィルム101が被検体99の表面形状に沿って変形し、フィルム101上の音響波トランスデューサ102や光源103も、被検体99の表面形状に沿った位置に配置される。図1−4の構成では、支持枠部材105を用いているので、フィルム101に略均一な張力がかかっている。従って、後は支持枠部材105を被検体99に押し当てる力を制御するだけで、広い面積のフィルムでも、フィルム101全体を安定な状態で、被検体99側に押し当てることができる。   Moreover, as another form, as shown in FIGS. 1-4, the method of supporting the film 101 with the support frame member 105, and pressing the whole support frame member against the test object 99 can be used. The support frame member 105 has a half-moon-shaped recess (groove) with respect to the subject, and the film 101 is disposed so as to cover the recess of the support frame member 105 and is held by the support frame member 105. . The film 101 is held from the left and right by the support frame member 105, and is in a state where the film 101 itself is tensioned (stretched state). In this state, the support frame member 105 is pressed against the subject 99 to deform the film 101 along the surface shape of the subject 99, and the acoustic wave transducer 102 and the light source 103 on the film 101 are also subject to the subject 99. It is arrange | positioned in the position along the surface shape. In the configuration of FIGS. 1-4, since the support frame member 105 is used, a substantially uniform tension is applied to the film 101. Therefore, only by controlling the force with which the support frame member 105 is pressed against the subject 99, the entire film 101 can be pressed against the subject 99 side in a stable state even with a large area film.

図1−3や図1−4の構成を用いることで、被検体99表面に沿って、音響波プローブ100の音響波トランスデューサ102と光源103の位置を自動的に変えることができる。そのため、様々な表面形状の被検体99から光音響信号を取得することができる。尚、被検体99にフィルム101を押し付ける方法としては、図1−3や図1−4のものに限られない。フィルム101を被検体99に押し当て、フィルム101を被検体99表面の形状に沿わせられるものであれば、他の構成でも同様に用いることができる。   By using the configurations of FIGS. 1-3 and 1-4, the positions of the acoustic wave transducer 102 and the light source 103 of the acoustic wave probe 100 can be automatically changed along the surface of the subject 99. Therefore, a photoacoustic signal can be acquired from the subject 99 having various surface shapes. The method of pressing the film 101 against the subject 99 is not limited to that shown in FIGS. 1-3 and 1-4. Any other configuration can be used as long as the film 101 is pressed against the subject 99 and the film 101 can follow the shape of the surface of the subject 99.

本実施形態では、光源103と被検体99の間の距離を、音響波トランスデューサ102と被検体99間の距離より狭くする手段を備えることで、光源103と被検体99間にある超音波ゲル110を薄くできる。そのため、光源103からの出射光が超音波ゲル110で減衰する量を小さくできるので、被検体に照射する光の量をより大きくできる。具体的な構成については、第2の実施形態から第5の実施形態を用いて説明する。   In the present embodiment, the ultrasonic gel 110 between the light source 103 and the subject 99 is provided by means for making the distance between the light source 103 and the subject 99 smaller than the distance between the acoustic wave transducer 102 and the subject 99. Can be thinned. For this reason, the amount of light emitted from the light source 103 is attenuated by the ultrasonic gel 110 can be reduced, so that the amount of light applied to the subject can be increased. A specific configuration will be described using the second to fifth embodiments.

第2の実施形態以降では、音響波トランスデューサと被検体間の超音波透過特性が、光源と被検体間の超音波透過特性より高く、光源と被検体間の光透過特性が、音響波トランスデューサと被検体間の光透過特性より高くなる特性制御手段を有している。以下、特性制御手段について、具体的に説明する。   In the second and subsequent embodiments, the ultrasonic transmission characteristic between the acoustic wave transducer and the subject is higher than the ultrasonic transmission characteristic between the light source and the subject, and the light transmission characteristic between the light source and the subject is It has a characteristic control means that is higher than the light transmission characteristic between the objects. The characteristic control means will be specifically described below.

(第2の実施形態)
第2の実施形態は、音響波トランスデューサ102と光源103の位置関係に関する。それ以外は、第1の実施形態と同様である。第2の実施形態を、図2を用いて説明する。図2は、本実施形態に係る音響波プローブの模式図である。図2(a)に、フィルム101を平坦にした状態での音響波プローブの断面の模式図を、図2(b)に被検体99に超音波ゲルを介して接触させて被検体情報を取得する際のプローブの断面の模式図を示す。
(Second Embodiment)
The second embodiment relates to the positional relationship between the acoustic wave transducer 102 and the light source 103. The rest is the same as the first embodiment. A second embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a schematic diagram of the acoustic wave probe according to the present embodiment. FIG. 2A is a schematic diagram of a cross section of the acoustic wave probe in a state in which the film 101 is flattened, and FIG. 2B is a diagram in which the subject 99 is brought into contact with the subject 99 via an ultrasonic gel to obtain subject information. The schematic diagram of the cross section of the probe at the time of doing is shown.

本実施形態では、フィルム101を平坦にした際、光源103の被検体側の表面が、音響波トランスデューサ102の被検体側の表面より、被検体99側に配置されていることが特徴である。或る力でフィルム101が被検体99側に押し当てられた場合、超音波ゲル110は粘度を有しているので、フィルム101と被検体99間の厚さは、或る一定の厚さで安定する。図2(b)で示すように、本実施形態の構成になっていることで、光源103と被検体99の表面間の距離は、音響波トランスデューサ102と被検体99の表面間の距離より、狭くなる。具体的には、本実施形態のプローブ100は、光源103の高さ(フィルム面からの被検体側へ飛び出した距離)は、音響波トランスデューサ102の高さより、高くなっている。これにより、光源103で超音波ゲル110が押しのけられ、光源103がない領域に超音波ゲル110が逃げるので、フィルム101と被検体99間に充填されている超音波ゲル110は、光源103前の方が、音響波トランスデューサ102前より薄くなる。実際には、図2(b)のように、フィルム101が若干図面下側に撓むが、撓み量より高さの差を大きく付けていれば、光源103前の超音波ゲル110の方を常に薄い状態に保つことができる。   The present embodiment is characterized in that when the film 101 is flattened, the surface of the light source 103 on the subject side is arranged closer to the subject 99 than the surface of the acoustic wave transducer 102 on the subject side. When the film 101 is pressed against the subject 99 with a certain force, the ultrasonic gel 110 has a viscosity, so that the thickness between the film 101 and the subject 99 is a certain thickness. Stabilize. As shown in FIG. 2B, the distance between the light source 103 and the surface of the subject 99 is greater than the distance between the acoustic wave transducer 102 and the surface of the subject 99 due to the configuration of the present embodiment. Narrow. Specifically, in the probe 100 of the present embodiment, the height of the light source 103 (the distance protruding from the film surface to the subject side) is higher than the height of the acoustic wave transducer 102. As a result, the ultrasonic gel 110 is pushed away by the light source 103 and the ultrasonic gel 110 escapes to a region where the light source 103 is not present. Therefore, the ultrasonic gel 110 filled between the film 101 and the subject 99 is in front of the light source 103. This is thinner than before the acoustic wave transducer 102. Actually, as shown in FIG. 2B, the film 101 slightly bends downward in the drawing, but if the difference in height is larger than the amount of bending, the ultrasonic gel 110 in front of the light source 103 is moved. It can always be kept thin.

本実施形態に係る音響波プローブによると、光源103の表面をより被検体99側に配置できるので、光源からの光を被検体に向けて、より効率良く且つ均一に照射できる音響波プローブを提供することができる。尚、図2(b)では、説明のため、被検体99が平面の状態である断面図を用いたが、これに限らない。図1−2で示した被検体99表面が曲面を有している例や、凹凸を有している例にも同様に当てはまる。   According to the acoustic wave probe according to the present embodiment, since the surface of the light source 103 can be arranged closer to the subject 99, an acoustic wave probe that can irradiate light from the light source toward the subject more efficiently and uniformly is provided. can do. In FIG. 2B, for the sake of explanation, a cross-sectional view in which the subject 99 is in a planar state is used. However, the present invention is not limited to this. The same applies to an example in which the surface of the subject 99 shown in FIG.

(第3の実施形態)
第3の実施形態は、光源103の構造に関する。それ以外は、第2の実施形態と同様である。第3の実施形態を、図3を用いて説明する。図3(a)に、フィルム101を平坦にした状態での音響波プローブの断面の模式図を、図3(b)に、被検体99に超音波ゲルを介して接触させて被検体情報を取得する際のプローブの断面の模式図を示す。図3は、本実施形態に係る音響波プローブの模式図である。図3において、106は透明部材である。
(Third embodiment)
The third embodiment relates to the structure of the light source 103. The rest is the same as in the second embodiment. A third embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 3A is a schematic diagram of a cross section of the acoustic wave probe in a state where the film 101 is flattened, and FIG. 3B is a diagram in which object information is obtained by bringing the object 99 into contact with the object 99 via an ultrasonic gel. The schematic diagram of the cross section of the probe at the time of acquisition is shown. FIG. 3 is a schematic diagram of the acoustic wave probe according to the present embodiment. In FIG. 3, 106 is a transparent member.

本実施形態では、光源103の被検体99側に、透明部材106を備えていることが特徴である。透明部材106は、光源103の波長での光の透過性が高い材料であれば、用いることができる。光源103の高さが同じでも、透明部材106があることにより、実質的な高さを高くでき、出射光が通る部分での超音波ゲル110の厚さを薄くできる。本実施形態では、透明部材106を有しているので、光源103の高さを高くすることなく、第2の実施形態と同様の効果が得られる。そのため、光源103の形状や配置に対する制約を少なくできる。また、透明部材106の断面形状は、必ずしも四角である必要は無く、台形などの形状にすることで、より超音波ゲル110が逃げやすくできる。   The present embodiment is characterized in that a transparent member 106 is provided on the subject 99 side of the light source 103. The transparent member 106 can be used as long as it is a material having high light transmittance at the wavelength of the light source 103. Even if the height of the light source 103 is the same, the presence of the transparent member 106 makes it possible to increase the substantial height and reduce the thickness of the ultrasonic gel 110 in the portion through which the emitted light passes. In the present embodiment, since the transparent member 106 is provided, the same effect as in the second embodiment can be obtained without increasing the height of the light source 103. Therefore, restrictions on the shape and arrangement of the light source 103 can be reduced. Moreover, the cross-sectional shape of the transparent member 106 does not necessarily need to be a square, and the ultrasonic gel 110 can escape more easily by making it a trapezoidal shape or the like.

本実施形態によると、光源103への制約を増やすことなく、光源103の表面をより被検体99側に配置し、光源からの光を被検体に向けて、より効率良く且つ均一に照射することができる音響波プローブを提供できる。   According to the present embodiment, the surface of the light source 103 is arranged closer to the subject 99 without increasing the restrictions on the light source 103, and the light from the light source is directed toward the subject more efficiently and uniformly. It is possible to provide an acoustic wave probe capable of

(第4の実施形態)
第4の実施形態は、光源103の構造に関する。それ以外は、第2の実施形態と同様である。第4の実施形態を、図4を用いて説明する。図4(a)に、フィルム101を平坦にした状態での音響波プローブの断面の模式図を、図4(b)に、被検体99に超音波ゲルを介して接触させて被検体情報を取得する際のプローブの断面の模式図を示す。図4は、本実施形態に係る音響波プローブの模式図である。図4において、107は変形可能な袋である。
(Fourth embodiment)
The fourth embodiment relates to the structure of the light source 103. The rest is the same as in the second embodiment. A fourth embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 4A is a schematic diagram of a cross section of the acoustic wave probe in a state where the film 101 is flattened, and FIG. 4B is a diagram in which object information is obtained by bringing the object 99 into contact with the object 99 via an ultrasonic gel. The schematic diagram of the cross section of the probe at the time of acquisition is shown. FIG. 4 is a schematic diagram of an acoustic wave probe according to the present embodiment. In FIG. 4, 107 is a deformable bag.

本実施形態では、光源103の被検体99側に、気体の入った変形可能な袋107を備えていることが特徴である。変形可能な袋107は、光の透過性が高く、外力を受けて変形する袋であれば用いることができる。変形可能な袋107内に気体を充填して、密閉することで、外力を受けて変形する機能を持たせられる。図4(b)で示すように、プローブ100を被検体99に超音波ゲルを介して接触させた際には、袋107が少し潰れて、図面横方向に広がる。光源103の高さが同じでも、変形可能な袋107があることにより、実質的な高さを高くすることができ、出射光が通る部分での超音波ゲル110の厚さを薄くできる。本実施形態では、変形可能な袋107を有しているので、光源103の高さを高くすることなく、第2の実施形態と同様の効果が得られる。更に、本実施形態では、光源103を支える部分のフィルム101の変形量は、袋107の変形のしやすさにより、調整することができる。そのため、第2の実施形態や第3の実施形態の高さを設定する構成に比べて、光源103を支える部分のフィルム101の変形量をより最適に調整することが容易になる。   The present embodiment is characterized in that a deformable bag 107 containing gas is provided on the subject 99 side of the light source 103. The deformable bag 107 can be used as long as it has a high light transmission property and deforms in response to an external force. By filling the deformable bag 107 with gas and sealing it, it is possible to have a function of deforming under external force. As shown in FIG. 4B, when the probe 100 is brought into contact with the subject 99 via the ultrasonic gel, the bag 107 is slightly crushed and spreads in the lateral direction of the drawing. Even if the height of the light source 103 is the same, the presence of the deformable bag 107 makes it possible to increase the substantial height and to reduce the thickness of the ultrasonic gel 110 in the portion through which the emitted light passes. In this embodiment, since the deformable bag 107 is provided, the same effect as that of the second embodiment can be obtained without increasing the height of the light source 103. Furthermore, in this embodiment, the deformation amount of the film 101 at the portion that supports the light source 103 can be adjusted by the ease of deformation of the bag 107. Therefore, it becomes easier to more optimally adjust the deformation amount of the film 101 at the portion that supports the light source 103 than the configuration in which the height is set in the second embodiment or the third embodiment.

本実施形態によると、光源103の表面をより被検体99側に配置する構成の設計を行い易く、光源からの光を被検体に向けて、より効率良く且つ均一に照射できる音響波プローブを提供することができる。   According to the present embodiment, it is easy to design a configuration in which the surface of the light source 103 is arranged closer to the subject 99, and an acoustic probe that can irradiate light from the light source toward the subject more efficiently and uniformly is provided. can do.

(第5の実施形態)
第5の実施形態は、光源103をフィルムから支持する構造に関する。それ以外は、第2の実施形態と同様である。第5の実施形態を、図5を用いて説明する。図5は、本実施形態に係る音響波プローブの模式図である。図5(a)に、フィルム101を平坦にした状態での音響波プローブの断面の模式図を、図5(b)に、被検体99に超音波ゲルを介して接触させて被検体情報を取得する際のプローブの断面の模式図を示す。図5において、108はバネである。
(Fifth embodiment)
The fifth embodiment relates to a structure for supporting the light source 103 from a film. The rest is the same as in the second embodiment. A fifth embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a schematic diagram of the acoustic wave probe according to the present embodiment. FIG. 5A is a schematic diagram of a cross section of the acoustic wave probe in a state in which the film 101 is flattened, and FIG. 5B is a diagram in which subject information is obtained by bringing the subject 99 into contact with the subject 99 via an ultrasonic gel. The schematic diagram of the cross section of the probe at the time of acquisition is shown. In FIG. 5, 108 is a spring.

本実施形態では、光源103がバネ108を介して、フィルム101上に保持されていることが特徴である。バネ108で保持された光源103は、外力を印加されるとフィルム101面に対して垂直方向(図面上下方向)に変位する構造となっている。図4(b)で示すように、プローブ100を被検体99に超音波ゲルを介して接触させた際には、バネ108が少し潰れて、光源103が被検体99と逆方向に少し移動する。バネ108が縮む量と、光源103を支える領域のフィルム101が撓む量を差し引いても、光源103の被検体99側の表面は、音響波トランスデューサ102の被検体99側の表面より被検体99側に出ている設計となっている。そのため、光源103により超音波ゲル110が押しのけられ、光源103がない領域に超音波ゲル110が逃げるので、フィルム101と被検体99間に充填されている超音波ゲル110は、光源103前の方が、音響波トランスデューサ102前より薄くなる。   The present embodiment is characterized in that the light source 103 is held on the film 101 via a spring 108. The light source 103 held by the spring 108 has a structure that is displaced in a direction perpendicular to the surface of the film 101 (up and down direction in the drawing) when an external force is applied. As shown in FIG. 4B, when the probe 100 is brought into contact with the subject 99 via the ultrasonic gel, the spring 108 is slightly collapsed, and the light source 103 moves slightly in the opposite direction to the subject 99. . Even if the amount by which the spring 108 contracts and the amount by which the film 101 in the region supporting the light source 103 bends are subtracted, the surface of the light source 103 on the subject 99 side is closer to the subject 99 than the surface of the acoustic wave transducer 102 on the subject 99 side. The design is on the side. Therefore, since the ultrasonic gel 110 is pushed away by the light source 103 and the ultrasonic gel 110 escapes to an area where the light source 103 is not present, the ultrasonic gel 110 filled between the film 101 and the subject 99 is located in front of the light source 103. However, it becomes thinner than before the acoustic wave transducer 102.

また、第3の実施形態や第4の実施形態に比べて、光源103の被検体側に部材を配置していないため、その部分での光の減衰がなく、より大きな光量を被検体99に照射できる。加えて、光源103をバネ108で保持しているので、光源103の高さに対する制約が無く、光源103の設計の自由度を高くできる。また、バネ108の硬さを調整することで、光源103と被検体99との間の距離を容易に設定できる。   Further, since no member is arranged on the subject side of the light source 103 as compared with the third embodiment and the fourth embodiment, there is no attenuation of light at that portion, and a larger amount of light is given to the subject 99. Can be irradiated. In addition, since the light source 103 is held by the spring 108, there is no restriction on the height of the light source 103, and the degree of freedom in designing the light source 103 can be increased. Further, the distance between the light source 103 and the subject 99 can be easily set by adjusting the hardness of the spring 108.

バネの材料やフィルムへのバネの固定方法について説明すると、バネは、外力に応じて変形し、外力を無くすると復元する力が掛るものであれば、用いることができる。材質としては、各種金属により容易に構成でき、同様の機能を持つものであれば、樹脂、ゴムなどを用いることもできる。また、フィルムへのバネの固定は、フィルムにバネが確実に固定される方法であれば用いることができ、例えば接着剤を用いることで容易に実現できる。   The spring material and the method for fixing the spring to the film will be described. The spring can be used as long as it is deformed according to the external force and is restored when the external force is removed. As a material, a resin, rubber, or the like can be used as long as it can be easily configured with various metals and has a similar function. The spring can be fixed to the film as long as the spring is securely fixed to the film. For example, the spring can be easily realized by using an adhesive.

本実施形態に係る音響波プローブによると、構成部品への大きな制約をかけることなく、光源103の表面をより被検体99側に配置し、光源からの光を被検体に向けて、より効率良く且つ均一に照射できる音響波プローブを提供することができる。   According to the acoustic wave probe according to the present embodiment, the surface of the light source 103 is arranged closer to the subject 99 without significantly restricting the components, and the light from the light source is directed toward the subject more efficiently. In addition, an acoustic wave probe that can irradiate uniformly can be provided.

尚、図5では、バネ108を用いて説明したが、この構成に限らない。光源103を支持する領域のフィルム101の厚さを厚くすることで、光源103を支持する領域のフィルム101に、バネ108と同様の機能を持たせた構成にすることもできる。これにより、構成要素を増やすことなく、図5の構成と同様の効果が得られる。 In addition, in FIG. 5, although demonstrated using the spring 108, it is not restricted to this structure. By increasing the thickness of the film 101 in the region that supports the light source 103, the film 101 in the region that supports the light source 103 can be configured to have the same function as the spring 108. Thereby, the effect similar to the structure of FIG. 5 is acquired, without increasing a component.

(第6の実施形態)
第6の実施形態は、音響波トランスデューサの表面に配置された部材に関する。それ以外は、第1から第6の実施形態の何れかと同じである。図6−1は、本実施形態に係る音響波プローブを説明する模式図である。図6−1において、111は粘着材である粘着シートである。
(Sixth embodiment)
The sixth embodiment relates to a member disposed on the surface of an acoustic wave transducer. The rest is the same as any one of the first to sixth embodiments. FIG. 6A is a schematic diagram for explaining the acoustic wave probe according to the present embodiment. In FIG. 6A, reference numeral 111 denotes an adhesive sheet that is an adhesive material.

本実施形態では、音響波トランスデューサ102の表面に粘着シート111を備えており、光源103の表面には粘着シート111を有していないことが特徴である。粘着シート111は、音響波トランスデューサ102と接着固定されている。粘着シート111は、被検体99側の表面に粘着性を有しており、被検体99に押し当てることで、被検体99表面に密着して貼りつき一時的に固定される。被検体99表面と粘着シート111間は、空隙がないように密着しているので、被検体99内部で発生した光音響波122を、被検体99表面と粘着シート111間の界面で劣化させること無く、粘着シート111側に伝えることができる。   The present embodiment is characterized in that an adhesive sheet 111 is provided on the surface of the acoustic wave transducer 102, and the adhesive sheet 111 is not provided on the surface of the light source 103. The adhesive sheet 111 is bonded and fixed to the acoustic wave transducer 102. The pressure-sensitive adhesive sheet 111 has adhesiveness on the surface on the subject 99 side, and is pressed against the subject 99 so that it adheres to the surface of the subject 99 and is temporarily fixed. Since the surface of the subject 99 and the adhesive sheet 111 are in close contact with each other so that there is no gap, the photoacoustic wave 122 generated inside the subject 99 is deteriorated at the interface between the surface of the subject 99 and the adhesive sheet 111. And can be transmitted to the adhesive sheet 111 side.

粘着シート111は、被検体99の有する音響インピーダンスと近い素材でできており、光音響波を透過する特性を有している。よって、粘着シート111の表面に到達した超音波122を殆ど減衰させることなく、音響波トランスデューサ102に伝達できる。そのため、第1から第5の実施形態で用いた超音波ゲル110を用いることなく、被検体99内で発生した光音響波122を殆ど減衰させずに音響波トランスデューサ102まで到達させられる。   The adhesive sheet 111 is made of a material close to the acoustic impedance of the subject 99 and has a characteristic of transmitting a photoacoustic wave. Therefore, the ultrasonic wave 122 that reaches the surface of the adhesive sheet 111 can be transmitted to the acoustic wave transducer 102 with almost no attenuation. Therefore, without using the ultrasonic gel 110 used in the first to fifth embodiments, the photoacoustic wave 122 generated in the subject 99 can reach the acoustic wave transducer 102 with almost no attenuation.

一方、光源103の被検体側には、粘着シート111は配置されていないことが、本実施形態での大きな特徴である。前述したように、本実施形態では、音響波トランスデューサ102と被検体99間には、超音波ゲル110を配置する必要がない。音響波トランスデューサ102は粘着シート111を介して、被検体99に対して保持されているため、光源103と被検体99間には、若干の空隙ができる。この空隙を介して、音響波プローブ100から被検体99内に光を照射する。超音波ゲルを用いた構成では光が透過する際に若干の減衰が起こる。従って、超音波ゲル110を用いた構成である第1から第5の実施形態に比べて、本実施形態の空隙での減衰は殆どないため、より光を減衰させることなく略均一に照射できる。   On the other hand, the main feature of this embodiment is that the adhesive sheet 111 is not disposed on the subject side of the light source 103. As described above, in this embodiment, it is not necessary to place the ultrasonic gel 110 between the acoustic wave transducer 102 and the subject 99. Since the acoustic wave transducer 102 is held with respect to the subject 99 via the adhesive sheet 111, there is a slight gap between the light source 103 and the subject 99. Light is irradiated from the acoustic wave probe 100 into the subject 99 through the gap. In the configuration using the ultrasonic gel, a slight attenuation occurs when light is transmitted. Therefore, compared to the first to fifth embodiments, which use the ultrasonic gel 110, there is almost no attenuation in the air gap of this embodiment, so that light can be irradiated substantially uniformly without further attenuation.

本実施形態では、光源からの光を被検体に向けて、更に効率良く且つ均一に照射することができる音響波プローブを実現できる。   In the present embodiment, it is possible to realize an acoustic wave probe that can irradiate light from a light source toward a subject more efficiently and uniformly.

本実施形態の粘着シート111は、表面が粘着性を有したシート状のもので、被検体99に貼りつけたり、剥がしたりできるものであれば用いられる。具体的には、表面に粘着剤を有した薄い樹脂シートや、ゴムを用いることができる。また、弾力ゴムであるエラストマーを用いることもでき、この場合、弾力性を有しているので、被検体99の表面形状に沿って変形し、被検体99との間で密着しやすくなる。また、被検体99から剥がす際にも、粘着シート111が変形しながら剥がせるので、被検体99に大きな負荷をかけることなく剥がすことができる。また、粘着剤としては、ゴム系粘着剤、アクリル系粘着剤、シリコーン系粘着剤、ウレタン系粘着剤などを用いることができ、必要な粘着力と剥離性によって、最適な材料を選択すればよい。また、粘着シート111の物性としては、超音波の透過性が高く、音響インピーダンスが被検体99に近いものを用いることが望ましいが、個別の使用条件によって必要な特性のものを選ぶことができる。   The pressure-sensitive adhesive sheet 111 of the present embodiment is a sheet having a sticky surface and can be used as long as it can be attached to or peeled off from the subject 99. Specifically, a thin resin sheet having an adhesive on the surface or rubber can be used. In addition, an elastomer that is elastic rubber can be used. In this case, since it has elasticity, it is deformed along the surface shape of the subject 99 and is easily adhered to the subject 99. Further, when peeling from the subject 99, the pressure sensitive adhesive sheet 111 can be peeled off while being deformed, so that the subject 99 can be peeled off without applying a large load. Also, as the adhesive, rubber adhesive, acrylic adhesive, silicone adhesive, urethane adhesive, etc. can be used, and an optimal material may be selected depending on the required adhesive strength and peelability. . The physical properties of the pressure-sensitive adhesive sheet 111 are preferably those having high ultrasonic transmission and acoustic impedance close to that of the subject 99, but those having necessary characteristics can be selected according to individual use conditions.

本実施形態では粘着シート111を用いているため、被検体99と音響波トランスデューサ102の位置関係が保持されて、光音響波を受信する際に位置がずれにくい。そのため、被検体に対して位置が正確な被検体情報を得ることができる。また、複数の音響波トランスデューサ102に挟まれている光源103の位置も、同様にずれにくくなる。よって、被検体99に対して、同じ位置に略均一に光121を照射できるので、安定して光音響波122を発生させることができる。   Since the adhesive sheet 111 is used in the present embodiment, the positional relationship between the subject 99 and the acoustic wave transducer 102 is maintained, and the position is unlikely to shift when receiving a photoacoustic wave. Therefore, it is possible to obtain subject information whose position is accurate with respect to the subject. Similarly, the position of the light source 103 sandwiched between the plurality of acoustic wave transducers 102 is not easily displaced. Therefore, the subject 99 can be irradiated with the light 121 substantially uniformly at the same position, so that the photoacoustic wave 122 can be stably generated.

粘着シート111を被検体99から容易に剥がすための剥離補助手段を有する構成とすることもできる。剥離補助手段としては、被検体99の逆方向に音響波トランスデューサ102を引っ張る力を印加するものであればよい。具体的には、音響波トランスデューサ102の被検体99側と逆側に、図6−2、図6−3に示す様な紐901や棒状の部材902を設けることができる。被検体から音響波トランスデューサ102を剥離する際に、紐901や棒状の部材902を被検体99と逆向き(図面中の矢印の向き)に引っ張ることで容易に剥離できる。   It can also be set as the structure which has a peeling assistance means for peeling off the adhesive sheet 111 from the test object 99 easily. Any peeling assisting means may be used as long as it applies a force for pulling the acoustic wave transducer 102 in the direction opposite to the subject 99. Specifically, a string 901 and a rod-shaped member 902 as shown in FIGS. 6-2 and 6-3 can be provided on the opposite side of the acoustic wave transducer 102 from the subject 99 side. When the acoustic wave transducer 102 is peeled from the subject, it can be easily peeled by pulling the string 901 or the rod-shaped member 902 in the direction opposite to the subject 99 (the direction of the arrow in the drawing).

音響波トランスデューサ102を保持しているフィルム101は、被検体99に沿わすために、比較的変形しやすい特性を有している。この場合、音響波トランスデューサ102を被検体99から剥離する際、フィルム101を引っ張り剥離しようとすると、フィルム101自体が変形してしまう。そのため、フィルム101に過度な力を印加してフィルム101を劣化させたり、被検体99に過度な力を印加して被検体99に痛みを発生させたりしまう可能性がある。しかし、剥離補助手段を有することにより、各音響波トランスデューサ102を被検体99から容易に剥離でき、フィルム101や被検体99への負荷を低減することができる。   Since the film 101 holding the acoustic wave transducer 102 is along the subject 99, it has a characteristic that it is relatively easily deformed. In this case, when the acoustic wave transducer 102 is peeled from the subject 99, if the film 101 is pulled and peeled, the film 101 itself is deformed. Therefore, there is a possibility that an excessive force is applied to the film 101 to deteriorate the film 101, or an excessive force is applied to the subject 99 to cause pain in the subject 99. However, by providing the peeling assisting means, each acoustic wave transducer 102 can be easily peeled from the subject 99, and the load on the film 101 and the subject 99 can be reduced.

また、光源103と被検体99間には、粘着シート111が配置されておらず、空隙で隔てられているため、光音響波122は殆ど透過せず、被検体99の表面で反射して被検体99内で減衰してしまう。光音響波122は音響波トランスデューサ102で受信するため、このことは光音響波の検出特性には影響を与えない。一方、光源103に光音響波122が到達する構成では、光源103の表面の部材で反射した光音響波122が更に他の部分で反射して、音響波トランスデューサ102で受信され、誤った被検体情報として認識されることがあり得る。本実施形態では、光源103には光音響波が殆ど到達しないので、上記の誤った被検体情報を取得することを避けることができる。   In addition, since the adhesive sheet 111 is not disposed between the light source 103 and the subject 99 and is separated by a gap, the photoacoustic wave 122 hardly transmits, and is reflected by the surface of the subject 99 to be reflected. It attenuates in the specimen 99. Since the photoacoustic wave 122 is received by the acoustic wave transducer 102, this does not affect the photoacoustic wave detection characteristics. On the other hand, in the configuration in which the photoacoustic wave 122 reaches the light source 103, the photoacoustic wave 122 reflected by the member on the surface of the light source 103 is further reflected by another portion, received by the acoustic wave transducer 102, and an erroneous subject. It may be recognized as information. In the present embodiment, since the photoacoustic wave hardly reaches the light source 103, it is possible to avoid acquiring the erroneous subject information.

尚、本実施形態では、被検体99と光源103間には、若干の空隙がある構成で説明したが、この構成に限らない。光源103と被検体99間に粘着シート111がない構成であれば用いることができ、被検体99と光源103が密着する構成などでも同様の効果が得られる。   In the present embodiment, the configuration in which there is a slight gap between the subject 99 and the light source 103 is described, but the configuration is not limited thereto. Any structure in which the adhesive sheet 111 is not provided between the light source 103 and the subject 99 can be used, and the same effect can be obtained even in a structure in which the subject 99 and the light source 103 are in close contact.

(第7の実施形態)
第7の実施形態は、音響波トランスデューサ102と光源103間を接続している部材に関する。それ以外は、第1から第6の実施形態の何れかと同じである。
(Seventh embodiment)
The seventh embodiment relates to a member connecting the acoustic wave transducer 102 and the light source 103. The rest is the same as any one of the first to sixth embodiments.

第7の実施形態を、図7−1と図7−2を用いて説明する。図7−1は、本実施形態に係る音響波プローブの模式図である。図7−1(a)に、フィルム101を平坦にした状態での音響波プローブの断面の模式図を示し、図7−1(b)に、被検体の逆側からフィルムを見た模式図を示す。また、図7−2に、被検体99に超音波ゲルを介して接触させて被検体情報を取得する際のプローブの断面の模式図を示す。図において、131は第1の梁部、132は第2の梁部である。また、図7−1(b)において、フィルム101の被検体側に配置された音響波トランスデューサ102と光源103は、被検体の逆側からフィルム101を見て、フィルムを透過した位置を表す意味で点線にて示している。   The seventh embodiment will be described with reference to FIGS. 7-1 and 7-2. FIG. 7A is a schematic diagram of the acoustic wave probe according to the present embodiment. Fig. 7-1 (a) shows a schematic diagram of a cross section of the acoustic wave probe in a state where the film 101 is flat, and Fig. 7-1 (b) shows a schematic diagram of the film viewed from the opposite side of the subject. Indicates. FIG. 7-2 is a schematic diagram of a cross section of the probe when the subject information is acquired by contacting the subject 99 via the ultrasonic gel. In the figure, 131 is a first beam part, and 132 is a second beam part. In FIG. 7-1 (b), the acoustic wave transducer 102 and the light source 103 arranged on the subject side of the film 101 represent the position where the film 101 is transmitted through the film 101 when viewed from the opposite side of the subject. It is indicated by a dotted line.

本実施形態では、光源103が、その光源103を挟んで配置された複数の音響波トランスデューサ102が形成する面の垂線方向に向く機構を有していることが特徴である。この機構を実現するための構成を説明する。図7−1(a)、(b)で示すように、それぞれの光源103は、垂直方向に伸びた第1の梁部131を有しており、それぞれの音響波トランスデューサ102は、垂直方向に伸びた第2の梁部132を有している。第1の梁部131は、図7−1(b)で示すように、光源102の周りのそれぞれの音響波トランスデューサ102が有する第2の梁部132付近までフィルム面に沿って伸びた複数の枝部を有し、十字の形状を有している。光源103を囲んだ音響波トランスデューサ102の有する第1の梁部132は、囲んだ光源103が有する第1の梁部131の枝部と接続されている。   The present embodiment is characterized in that the light source 103 has a mechanism that faces in a direction perpendicular to the surface formed by the plurality of acoustic wave transducers 102 arranged with the light source 103 interposed therebetween. A configuration for realizing this mechanism will be described. As shown in FIGS. 7A and 7B, each light source 103 has a first beam portion 131 extending in the vertical direction, and each acoustic wave transducer 102 is arranged in the vertical direction. An extended second beam portion 132 is provided. As shown in FIG. 7-1 (b), the first beam portion 131 includes a plurality of members extending along the film surface to the vicinity of the second beam portion 132 included in each acoustic wave transducer 102 around the light source 102. It has branches and has a cross shape. The first beam portion 132 included in the acoustic wave transducer 102 surrounding the light source 103 is connected to the branch portion of the first beam portion 131 included in the enclosed light source 103.

第1の梁部131の枝部と第2の梁部132との接続部は、球関節(球体関節)の構造になっている。第1の梁部の131の枝部の先端は、球の形状になっており、第2の梁部132の先端は、その球を周りから包み込む構造になっている。これにより、第2の梁部132は、第1の梁部に131に対して、略360°の方向に自由に動くことができる構造となっている。従って、図7−2で示すように、フィルム101を被検体99に押し当てた際、光源103を囲む4つの音響波トランスデューサ102の中心を結んだ平面の垂線方向を向くように、光源103が自動的に配置される。以上の様に、本実施形態は、光出射部から伸びた第1の梁部と、該光出射部の周りの複数の音響波トランスデューサからそれぞれ伸びて第1の梁部に対して回動可能に接続された第2の梁部と、を含む拘束手段を有する。   The connection part between the branch part of the first beam part 131 and the second beam part 132 has a structure of a spherical joint (spherical joint). The tip of the branch portion of the first beam portion 131 has a sphere shape, and the tip of the second beam portion 132 has a structure that wraps around the sphere from the periphery. Accordingly, the second beam portion 132 has a structure that can freely move in a direction of about 360 ° with respect to the first beam portion 131. Therefore, as shown in FIG. 7B, when the film 101 is pressed against the subject 99, the light source 103 is oriented in the perpendicular direction of the plane connecting the centers of the four acoustic wave transducers 102 surrounding the light source 103. Automatically placed. As described above, in the present embodiment, the first beam portion extending from the light emitting portion and the plurality of acoustic wave transducers around the light emitting portion can be extended and rotated with respect to the first beam portion. And a second beam portion connected to the second beam portion.

この構造により、光源103を囲んだ複数の音響波トランスデューサのほぼ中央に、光源103から光を照射することができる。4つの音響波トランスデューサ102は広い領域に広がって配置されているので、被検体99の中心方向に向けて光を照射できる。この機構が無い場合は、被検体99の表面に小さな凹凸があった場合には、その凹凸に合わせて、光源103の向きが決まってしまうため、光源103が被検体の中心方向からずれて、最悪の場合、表面方向に近い角度で光を照射する可能性がある。本実施形態を用いることで、後述の図8−2で示したように(図8−2では第8の実施形態の構成を示す)、被検体99表面の小さな凹凸の影響を受けることなく、被検体99の中央に向けて、光を照射することができる。   With this structure, light can be emitted from the light source 103 to substantially the center of the plurality of acoustic wave transducers surrounding the light source 103. Since the four acoustic wave transducers 102 are arranged so as to spread over a wide area, light can be emitted toward the center of the subject 99. Without this mechanism, if the surface of the subject 99 has small irregularities, the direction of the light source 103 is determined according to the irregularities, so the light source 103 is displaced from the center direction of the subject, In the worst case, light may be irradiated at an angle close to the surface direction. By using this embodiment, as shown in FIG. 8-2 described later (FIG. 8-2 shows the configuration of the eighth embodiment), it is not affected by small irregularities on the surface of the subject 99. Light can be irradiated toward the center of the subject 99.

本実施形態に係る音響波プローブは、被検体99の微細な表面形状の影響を受けにくく、光源からの光を被検体に向けて、より効率良く且つ均一に照射できる音響波プローブを提供することができる。   The acoustic wave probe according to the present embodiment provides an acoustic wave probe that is less affected by the fine surface shape of the subject 99 and that can irradiate light from the light source toward the subject more efficiently and uniformly. Can do.

尚、本実施形態では、光源103を囲む4つの音響波トランスデューサ102間を、球関節で接続する構造としたが、これに限らない。光源103とそれに隣接して挟む位置にある2つ以上の音響波トランスデューサ102であれば、同様に用いることができる。   In the present embodiment, the four acoustic wave transducers 102 surrounding the light source 103 are connected by a ball joint, but the present invention is not limited to this. The light source 103 and two or more acoustic wave transducers 102 located adjacent to each other can be used similarly.

(第8の実施形態)
第8の実施形態は、光源103に接続されている部材に関する。それ以外は、第1から第7の実施形態の何れかと同じである。図8−1は、本実施形態に係る音響波プローブを説明する模式図である。図8−1において、140はフレキシブルプリント基板ないし金属層を含むフレキシブル基板である。
(Eighth embodiment)
The eighth embodiment relates to a member connected to the light source 103. The rest is the same as any one of the first to seventh embodiments. FIG. 8A is a schematic diagram for explaining the acoustic wave probe according to the present embodiment. In FIG. 8A, reference numeral 140 denotes a flexible printed board or a flexible board including a metal layer.

本実施形態では、光源103がフレキシブルプリント基板140に対して熱的に接続されていることが特徴である。フレキシブルプリント基板140は、母材となる薄いフィルム状の支持基板141の上に薄い金属層142を有しており、外力に合わせて変形することができる。光源103は、支持基板141上の金属層142と熱的に接続されており、光源103が発光する際に発生する熱は、金属層142に伝えられる。金属層142に伝えられた熱は、金属層142の面内に伝えられ、拡散する。光源103の大きさに比べて、金属層142の表面積は大きく、その大きな表面積を有した金属層143の表面から放熱される。また、プローブ100内に放熱手段(不図示)を備えており、金属層142と熱的に接続して、放熱手段(空冷用のフィンなど)において、金属層142に伝わった熱を放熱する構成とすることもできる。   The present embodiment is characterized in that the light source 103 is thermally connected to the flexible printed circuit board 140. The flexible printed circuit board 140 has a thin metal layer 142 on a thin film-like support substrate 141 serving as a base material, and can be deformed in accordance with an external force. The light source 103 is thermally connected to the metal layer 142 on the support substrate 141, and heat generated when the light source 103 emits light is transmitted to the metal layer 142. The heat transferred to the metal layer 142 is transferred in the plane of the metal layer 142 and diffuses. Compared with the size of the light source 103, the metal layer 142 has a large surface area, and heat is radiated from the surface of the metal layer 143 having the large surface area. The probe 100 includes a heat radiating means (not shown), and is thermally connected to the metal layer 142 to radiate heat transmitted to the metal layer 142 in the heat radiating means (air-cooling fins or the like). It can also be.

音響波プローブ100は、生体などの被検体に接触させて使用するため、光源103が発熱して温度上昇していると、被検体に熱が伝わってしまい、被検体に負荷を与えてしまう。そのため、プローブ100の表面温度は、常温から被検体の体温程度にしておくことが望ましい。本実施形態によると、光源103で発生した熱を、他の部分に逃がし、光源103での発熱による温度上昇を低減できるため、音響波プローブ100表面の温度上昇を少なくすることができる。   Since the acoustic wave probe 100 is used in contact with a subject such as a living body, if the light source 103 generates heat and the temperature rises, the heat is transmitted to the subject and a load is applied to the subject. Therefore, it is desirable that the surface temperature of the probe 100 is kept from room temperature to about the body temperature of the subject. According to the present embodiment, the heat generated by the light source 103 can be released to other parts, and the temperature rise due to heat generated by the light source 103 can be reduced, so that the temperature rise on the surface of the acoustic probe 100 can be reduced.

本実施形態に係る音響波プローブは、生体と接触する部分の温度上昇を低減でき、光源からの光を被検体に向けて、より効率良く且つ均一に照射できる音響波プローブを提供することができる。   The acoustic wave probe according to the present embodiment can provide an acoustic wave probe that can reduce the temperature rise in the portion in contact with the living body and can irradiate light from the light source more efficiently and uniformly toward the subject. .

本実施形態のフレキシブルプリント基板140は、柔軟性があり、外部の応力により、金属層142の破断が無く、変形できるものであれば、用いることができる。具体的には、厚さ10マイクロメーターから50マイクロメーターのポリイミドなどの樹脂フィルム(母材141)上に金属層142を形成した構成を用いることができる。金属層142の材質としては、一般的な銅をはじめとして、アルミニウム、鉄など熱を伝えることができるものであれば用いられる。金属層142の厚さは10マイクロメーターから100マイクロメーター程度のものを用いることができるが、熱を伝えるために必要な特性と、必要な柔軟性を満たすものであれば、用いることができる。尚、柔軟なフレキシブル基板に光源103を接続した構成により、図8−2で示す様に、被検体99表面の小さな凹凸の影響を受けることなく、光源10の姿勢を被検体99の略中央に向けられるという第7の実施形態と同様な効果を奏することもできる。   The flexible printed circuit board 140 of this embodiment can be used as long as it is flexible and can be deformed without breaking the metal layer 142 due to external stress. Specifically, a structure in which a metal layer 142 is formed on a resin film (base material 141) such as polyimide having a thickness of 10 to 50 micrometers can be used. As the material of the metal layer 142, any material that can conduct heat, such as general copper, aluminum, iron, etc., is used. The thickness of the metal layer 142 can be about 10 micrometers to 100 micrometers, but can be used as long as it satisfies characteristics necessary for transferring heat and necessary flexibility. The configuration in which the light source 103 is connected to a flexible flexible substrate allows the posture of the light source 10 to be approximately at the center of the subject 99 without being affected by small irregularities on the surface of the subject 99, as shown in FIG. The same effect as that of the seventh embodiment can be achieved.

また、図8−1では、光源103と熱的に接続された領域以外は、平面である構成で説明したが、これに限らず、金属層142の表面に凹凸を持たせて、表面積を増やした構成をとることができる。これにより、表面積が広がるため、金属層142の放熱特性を向上させられ、光源103での温度上昇をより低減することができる。また、図8−1では、フレキシブルプリント基板140は、母材141と金属層142から構成される形態で説明したが、これに限らず、必要な強度と柔軟性が確保できれば、金属層142のみで構成されたフレキシブル基板を用いることもできる。この場合、柔軟性が金属層142の厚さのみで決まるため、金属層142の厚さをより厚くすることができ、金属層142の伝熱特性を高められ、光源103での温度上昇をより低減することができる。   Further, in FIG. 8A, the configuration other than the region thermally connected to the light source 103 has been described as a planar configuration. However, the present invention is not limited to this, and the surface of the metal layer 142 is made uneven to increase the surface area. Can be configured. Thereby, since the surface area increases, the heat dissipation characteristics of the metal layer 142 can be improved, and the temperature rise at the light source 103 can be further reduced. In FIG. 8A, the flexible printed circuit board 140 has been described in the form of the base material 141 and the metal layer 142. However, the present invention is not limited to this, and only the metal layer 142 can be provided if necessary strength and flexibility can be secured. The flexible substrate comprised by can also be used. In this case, since the flexibility is determined only by the thickness of the metal layer 142, the thickness of the metal layer 142 can be increased, the heat transfer characteristics of the metal layer 142 can be improved, and the temperature rise at the light source 103 can be further increased. Can be reduced.

(第9の実施形態)
上記の実施形態のプローブは、被検体の表面形状に沿って音響波トランスデューサと光源の位置が変化するので、対象とする被検体99の表面形状に大きな曲率があったり凹凸が多かったりする場合、対象とする被検体の領域が広い場合には、特に有効である。しかし、第9の実施形態は、音響波トランスデューサと光源の位置が変化しない構成となっている。被検体の表面形状の凹凸が少ない場合や、対象とする被検体の領域が狭い場合には、変形する支持フィルム101を用いず、光源103と音響波トランスデューサ102間の位置が変化しない(位置を固定した)プローブを用いることができる。第9の実施形態では、光源103と音響波トランスデューサ102間の位置が変化しないプローブについて説明する。
(Ninth embodiment)
In the probe of the above-described embodiment, the positions of the acoustic wave transducer and the light source change along the surface shape of the subject.Therefore, when the surface shape of the target subject 99 has a large curvature or has many irregularities, This is particularly effective when the target area of the subject is wide. However, the ninth embodiment is configured such that the positions of the acoustic wave transducer and the light source do not change. When the surface shape of the subject is small or uneven, or when the region of the subject is narrow, the deformable support film 101 is not used, and the position between the light source 103 and the acoustic wave transducer 102 does not change (the position is changed). A fixed probe can be used. In the ninth embodiment, a probe in which the position between the light source 103 and the acoustic wave transducer 102 does not change will be described.

図9は、本実施形態に係る音響波プローブを説明する模式図である。図9において、150は変形しない支持部材である。図9(a)を用いて、第2の実施形態のフィルム101が支持部材150に入れ替わった構成について説明する。支持部材150は、被検体99に押し当てた際に変形しないので、光源103と音響波トランスデューサ102の位置関係が変化しない。第2の実施形態と同様に、光源103の被検体側の表面が、音響波トランスデューサ102の被検体側の表面より、被検体99側に配置されていることが特徴である。本実施形態のプローブ100は、光源103の高さ(支持部材面から被検体側へ飛び出した距離)は、音響波トランスデューサ102の高さより、高くなっている。これにより、光源103により超音波ゲル110が押しのけられ、光源103がない領域に超音波ゲル110が逃げるので、支持部材150と被検体99間に充填されている超音波ゲル110は、光源103前の方が、音響波トランスデューサ102前より薄くなる。   FIG. 9 is a schematic diagram for explaining the acoustic wave probe according to the present embodiment. In FIG. 9, reference numeral 150 denotes a support member that does not deform. A configuration in which the film 101 of the second embodiment is replaced with a support member 150 will be described with reference to FIG. Since the support member 150 is not deformed when pressed against the subject 99, the positional relationship between the light source 103 and the acoustic wave transducer 102 does not change. Similar to the second embodiment, the subject-side surface of the light source 103 is characterized in that it is arranged closer to the subject 99 than the subject-side surface of the acoustic wave transducer 102. In the probe 100 of the present embodiment, the height of the light source 103 (the distance that protrudes from the support member surface to the subject side) is higher than the height of the acoustic wave transducer 102. As a result, the ultrasonic gel 110 is pushed away by the light source 103 and the ultrasonic gel 110 escapes to a region where the light source 103 is not present. Therefore, the ultrasonic gel 110 filled between the support member 150 and the subject 99 is placed in front of the light source 103. Is thinner than that before the acoustic wave transducer 102.

本実施形態では、変形しない支持部材150を用いているので、光源103を支持するフィルム101の撓みを考慮する必要が無くなり、構成要素の設計がより容易になる。更に、音響波トランスデューサ102や光源103が可動でない構成を用いることで、より簡単な構成の音響波プローブにすることができる。   In the present embodiment, since the supporting member 150 that does not deform is used, it is not necessary to consider the bending of the film 101 that supports the light source 103, and the design of the components becomes easier. Further, by using a configuration in which the acoustic wave transducer 102 and the light source 103 are not movable, an acoustic wave probe having a simpler configuration can be obtained.

図9(a)では、第2の実施形態を元に説明したが、本実施形態の趣旨は、それ以外の第3から第5の実施形態のフィルム101を支持部材150に入れ替えた構成にも、同様に適用でき、同様の効果を得ることができる。本実施形態に係る音響波プローブによると、光源103の表面をより被検体99側に配置できるので、光源からの光を被検体に向けて、より効率良く且つ均一に照射でき簡易な構成を持つ音響波プローブを実現できる。   Although FIG. 9A has been described based on the second embodiment, the gist of the present embodiment is also the configuration in which the film 101 of the third to fifth embodiments is replaced with the support member 150. Can be applied in the same manner, and the same effect can be obtained. According to the acoustic wave probe according to the present embodiment, since the surface of the light source 103 can be arranged closer to the subject 99, the light from the light source is directed toward the subject more efficiently and uniformly and has a simple configuration. An acoustic wave probe can be realized.

図9(b)を用いて、第6の実施形態のフィルム101が支持部材150に入れ替わった構成について説明する。支持部材150は、被検体99に押し当てた際に変形しないので、光源103と音響波トランスデューサ102の位置関係が変化しない。ここでは、第6の実施形態と同様に、音響波トランスデューサ102の表面に粘着シート111を備え、光源103の表面には粘着シート111を有していない。   A configuration in which the film 101 of the sixth embodiment is replaced with the support member 150 will be described with reference to FIG. Since the support member 150 is not deformed when pressed against the subject 99, the positional relationship between the light source 103 and the acoustic wave transducer 102 does not change. Here, as in the sixth embodiment, the adhesive sheet 111 is provided on the surface of the acoustic wave transducer 102, and the adhesive sheet 111 is not provided on the surface of the light source 103.

粘着シート111は、音響波トランスデューサ102と接着固定されている。粘着シート111は、被検体99側の表面に粘着性を有しており、被検体99に押し当てることで、被検体99表面に密着して貼りつき一時的に固定される。被検体99表面と粘着シート111間は、空隙がないように密着されるので、被検体99内部で発生した光音響波122を被検体99表面と粘着シート111間の界面で劣化させること無く、粘着シート111側に伝えることができる。粘着シート111は、被検体99の有する音響インピーダンスと近い素材でできており、光音響波を透過する特性を有している。よって、粘着シート111の表面に到達した超音波122を殆ど減衰させることなく、音響波トランスデューサ102に伝達できる。そのため、第1から第5の実施形態で用いた超音波ゲル110を用いることなく、被検体99内で発生した光音響波122を殆ど減衰させずに音響波トランスデューサ102まで到達させることができる。   The adhesive sheet 111 is bonded and fixed to the acoustic wave transducer 102. The pressure-sensitive adhesive sheet 111 has adhesiveness on the surface on the subject 99 side, and is pressed against the subject 99 so that it adheres to the surface of the subject 99 and is temporarily fixed. Since the surface of the subject 99 and the adhesive sheet 111 are in close contact with each other without a gap, the photoacoustic wave 122 generated inside the subject 99 is not deteriorated at the interface between the surface of the subject 99 and the adhesive sheet 111. It can be transmitted to the adhesive sheet 111 side. The adhesive sheet 111 is made of a material close to the acoustic impedance of the subject 99 and has a characteristic of transmitting a photoacoustic wave. Therefore, the ultrasonic wave 122 that reaches the surface of the adhesive sheet 111 can be transmitted to the acoustic wave transducer 102 with almost no attenuation. Therefore, without using the ultrasonic gel 110 used in the first to fifth embodiments, the photoacoustic wave 122 generated in the subject 99 can reach the acoustic wave transducer 102 with almost no attenuation.

一方、光源103の被検体側には、粘着シート111は配置されていない。前述したように、本実施形態では、音響波トランスデューサ102と被検体99間には、超音波ゲル110を配置する必要がない。音響波トランスデューサ102は粘着シート111を介して、被検体99に対して保持されるため、光源103と被検体99間には、若干の空隙ができる。この空隙を介して、音響波プローブ100から被検体99内に光を照射する。超音波ゲルを用いた構成では光音響波が透過する際に若干の減衰が起こるので、超音波ゲルを用いた第1から第5の実施形態に比べて、本実施形態では、空隙での減衰は殆どないため、より光を減衰させることなく光を略均一に照射できる。   On the other hand, the adhesive sheet 111 is not disposed on the subject side of the light source 103. As described above, in this embodiment, it is not necessary to place the ultrasonic gel 110 between the acoustic wave transducer 102 and the subject 99. Since the acoustic wave transducer 102 is held with respect to the subject 99 via the adhesive sheet 111, there is a slight gap between the light source 103 and the subject 99. Light is irradiated from the acoustic wave probe 100 into the subject 99 through the gap. In the configuration using the ultrasonic gel, a slight attenuation occurs when the photoacoustic wave is transmitted. Therefore, in the present embodiment, the attenuation in the air gap is compared with the first to fifth embodiments using the ultrasonic gel. Can hardly irradiate light without further attenuation.

図9(b)の実施形態でも、図9(a)の実施形態と同様に簡易な構成にできるという効果を奏することができる。   The embodiment of FIG. 9 (b) also has the effect of being able to have a simple configuration as in the embodiment of FIG. 9 (a).

(第10の実施形態)
第10の実施形態は、音響波トランスデューサ102の形態に特徴を持つ構成に関する。それ以外は、第1から第9の何れかの実施形態と同じである。図10−1と図10−2は、第10の実施形態に係る音響波トランスデューサを説明する模式図ないし回路図である。図10−1において、199はチップ(基板)、201は振動膜、202は第1の電極、203は第2の電極、204は支持部、205は間隙(キャビティ)である。また、301は第1の配線、302は第2の配線、303は第3の配線、401は直流電圧発生手段、402は受信回路である。
(Tenth embodiment)
The tenth embodiment relates to a configuration characterized by the form of the acoustic wave transducer 102. The rest is the same as any one of the first to ninth embodiments. FIGS. 10A and 10B are schematic and circuit diagrams for explaining the acoustic wave transducer according to the tenth embodiment. In FIG. 10A, 199 is a chip (substrate), 201 is a vibrating membrane, 202 is a first electrode, 203 is a second electrode, 204 is a support portion, and 205 is a gap (cavity). Further, 301 is a first wiring, 302 is a second wiring, 303 is a third wiring, 401 is a DC voltage generating means, and 402 is a receiving circuit.

本実施形態では、音響波トランスデューサ102が静電容量型トランスデューサ200であることが特徴である。静電容量トランスデューサは、半導体プロセスを応用したMEMS(Micro Electro Mechanical Systems)プロセスを用いて、シリコンのチップ199上に作製される。静電容量型音響波トランスデューサは、圧電型の音響波トランスデューサに比べて、受信の周波数特性が大幅に優れている。振動膜201は、支持部204によりチップ199上に支持されており、音響波を受けて振動する構成となっている。振動膜201上には第1の電極202が配置されており、第1の電極202に対向するチップ199上の位置には第2の電極203が配置されている。振動膜201と間隙205とを挟んで対向した第1の電極202と第2の電極203を1組として、セルと呼ぶ。   The present embodiment is characterized in that the acoustic wave transducer 102 is a capacitive transducer 200. The capacitance transducer is manufactured on a silicon chip 199 by using a micro electro mechanical systems (MEMS) process to which a semiconductor process is applied. The capacitive acoustic wave transducer has a much better reception frequency characteristic than the piezoelectric acoustic transducer. The vibration film 201 is supported on the chip 199 by the support unit 204 and is configured to vibrate upon receiving an acoustic wave. A first electrode 202 is disposed on the vibration film 201, and a second electrode 203 is disposed at a position on the chip 199 that faces the first electrode 202. A set of the first electrode 202 and the second electrode 203 facing each other with the vibration film 201 and the gap 205 interposed therebetween is called a cell.

本実施形態では、第1の電極202は、第1の配線301を介してチップ199外部に引き出され、直流電圧発生手段401に接続されている。直流電圧発生手段401により、第1の電極202と第2の電極203間には、数十ボルトから数百ボルトの電位差が発生する。第2の電極203は、第2の配線302を介してチップ199外部に引き出され、受信回路402に接続されている。振動膜201と第1の電極202が振動することにより、第1の電極201と第2の電極203間の距離が変化し、電極間の静電容量が変化する。電極間には電位差があるため、容量変化に対応して微小な電流が発生する。微小電流は、第2の電極203に接続された受信回路402で、電流から電圧に変換されて第3の配線303(図10−1(b)参照)から出力される。   In the present embodiment, the first electrode 202 is drawn out of the chip 199 via the first wiring 301 and is connected to the DC voltage generating means 401. The DC voltage generating means 401 generates a potential difference of several tens to several hundreds of volts between the first electrode 202 and the second electrode 203. The second electrode 203 is drawn out of the chip 199 through the second wiring 302 and connected to the receiving circuit 402. When the vibration film 201 and the first electrode 202 vibrate, the distance between the first electrode 201 and the second electrode 203 changes, and the capacitance between the electrodes changes. Since there is a potential difference between the electrodes, a minute current is generated corresponding to the change in capacitance. The minute current is converted from current to voltage by the receiving circuit 402 connected to the second electrode 203 and is output from the third wiring 303 (see FIG. 10B).

チップ199上には、複数のセルが配置されており、チップ199上の第1の電極202は互いに電気的に接続され、チップ199上の第2の電極203も互いに電気的に接続されている。チップ199上の第2の電極は、チップ199毎に異なる受信回路402に接続されている。本実施形態の超音波プローブでは、受信回路402をチップ199と同じ数だけ備えており、 複数の静電容量型トランスデューサ200を配置しているチップ199毎に独立した受音素子(受音素子の単位をエレメントと呼ぶ)として、機能している。受音素子の大きさは、数百マイクロメーターから数ミリメータであり、受音素子の数は、百から数千である。本実施形態では、こうしたチップ199が、支持膜であるフィルム101或いは変形しない支持部材150上に複数設けられている。   A plurality of cells are arranged on the chip 199, the first electrodes 202 on the chip 199 are electrically connected to each other, and the second electrodes 203 on the chip 199 are also electrically connected to each other. . The second electrode on the chip 199 is connected to a receiving circuit 402 that is different for each chip 199. In the ultrasonic probe of this embodiment, the same number of receiving circuits 402 as the chips 199 are provided, and independent sound receiving elements (sound receiving elements) are provided for each chip 199 in which a plurality of capacitive transducers 200 are arranged. The unit is called an element). The size of the sound receiving element is several hundred micrometers to several millimeters, and the number of sound receiving elements is one hundred to several thousand. In this embodiment, a plurality of such chips 199 are provided on the film 101 which is a support film or the support member 150 which is not deformed.

本実施形態では、音響波トランスデューサ102に静電容量型トランスデューサ200を用いているので、光音響波の受信周波数の領域が広く、被検体から、より多くの情報を含んだ信号を得ることができる。そのため、光源からの光を被検体に向けて、効率良く且つ均一に照射することができることと相俟って、更に被検体情報の再現性が良い音響波プローブを提供することができる。   In the present embodiment, since the capacitive transducer 200 is used as the acoustic wave transducer 102, the photoacoustic wave reception frequency region is wide, and a signal including more information can be obtained from the subject. . Therefore, coupled with the ability to efficiently and uniformly irradiate light from the light source toward the subject, it is possible to provide an acoustic wave probe with better reproducibility of the subject information.

本実施形態のより具体的な形態として、図10−1(b)を用いて、受信回路402の検出回路を説明する。本形態では、検出回路に、オペアンプ411を含むトランスインピーダンス回路構成を用いていることが特徴である。オペアンプ411の負帰還部に抵抗412とコンデンサ413がパラレルに配置されており、帰還部で入力された電流を電圧に変換する。オペアンプ411の帰還特性があるため、広帯域なオペアンプを用いることで、入力側の配線にある寄生容量の電流電圧変換効率への影響を小さくすることができる。そのため、静電容量型トランスデューサ200の直近に受信回路402を配置する場合(配線の寄生容量が極めて小さい場合)に比べて、電流電圧変換の劣化が少なく、優れた超音波の受信特性を得ることができる。   As a more specific form of the present embodiment, a detection circuit of the reception circuit 402 will be described with reference to FIG. This embodiment is characterized in that a transimpedance circuit configuration including an operational amplifier 411 is used for the detection circuit. A resistor 412 and a capacitor 413 are arranged in parallel in the negative feedback section of the operational amplifier 411, and convert the current input in the feedback section into a voltage. Since there is a feedback characteristic of the operational amplifier 411, the influence of the parasitic capacitance in the wiring on the input side on the current-voltage conversion efficiency can be reduced by using a broadband operational amplifier. Therefore, compared with the case where the receiving circuit 402 is disposed in the immediate vicinity of the capacitive transducer 200 (when the parasitic capacitance of the wiring is extremely small), the current-voltage conversion is less deteriorated and excellent ultrasonic reception characteristics can be obtained. Can do.

本実施形態によると、検出回路402に、オペアンプ411を用いたトランスインピーダンスの回路構成を用いているので、検出回路402の入力端子に寄生する容量の影響を受けにくい。そのため、フィルム101が変形する際、検出回路402と接続している配線302の位置が変化するが、本実施形態では、それに伴う配線302の有する寄生容量の大きさ変化の影響を受信特性が受けにくい。こうして受信特性の劣化が少ない音響波プローブを提供することができる。   According to the present embodiment, since the detection circuit 402 uses a transimpedance circuit configuration using the operational amplifier 411, the detection circuit 402 is hardly affected by the parasitic capacitance at the input terminal of the detection circuit 402. For this reason, when the film 101 is deformed, the position of the wiring 302 connected to the detection circuit 402 changes. In this embodiment, the reception characteristics are affected by the change in the magnitude of the parasitic capacitance of the wiring 302 associated therewith. Hateful. Thus, it is possible to provide an acoustic wave probe with little deterioration in reception characteristics.

図10−2に示す更に別の形態では、検出回路の代わりに、駆動検出回路421を備えていることが特徴である。駆動検出回路421は、静電容量型トランスデューサ(CMUT)200が受けた光音響波を信号として検出するだけではなく、静電容量型トランスデューサ200から被検体に向けて超音波を照射(送信)する機能を有する。   10-2 is characterized in that a drive detection circuit 421 is provided instead of the detection circuit. The drive detection circuit 421 not only detects the photoacoustic wave received by the capacitive transducer (CMUT) 200 as a signal, but also irradiates (transmits) ultrasonic waves from the capacitive transducer 200 toward the subject. It has a function.

図10−2において、421は駆動検出回路、431はオペアンプ、432は帰還抵抗、433は帰還容量、434、435は高耐圧スイッチ、436、437はダイオード、438は高耐圧ダイオードである。1つのチップ上には、静電容量型トランスデューサ200が1素子(エレメント)以上配置されており、静電容量型トランスデューサ200の第2の電極203は、駆動検出回路421と接続されている。駆動検出回路421は、装置側から超音波の送信に用いる高電圧パルスをトランスデューサ200に印加し、トランスデューサ200からの微小電流を検出信号とし装置側に出力する機能を有している。   10-2, 421 is a drive detection circuit, 431 is an operational amplifier, 432 is a feedback resistor, 433 is a feedback capacitor, 434 and 435 are high breakdown voltage switches, 436 and 437 are diodes, and 438 is a high breakdown voltage diode. One or more capacitive transducers 200 are arranged on one chip, and the second electrode 203 of the capacitive transducer 200 is connected to the drive detection circuit 421. The drive detection circuit 421 has a function of applying a high voltage pulse used for transmitting ultrasonic waves from the device side to the transducer 200 and outputting a minute current from the transducer 200 to the device side as a detection signal.

図10−2は、駆動検出回路421を説明するための回路図である。オペアンプ431の負帰還部に、帰還抵抗432と帰還容量433が並列に配置されており、電流電圧変換を行う機能を有している。オペアンプの入力と出力の端子には、高耐圧スイッチ434、435とダイオード436、437がそれぞれ接続されている。高耐圧ダイオード438は、端子間が所定の電圧(1ボルト弱)以下の場合は、端子間の配線接続を切断する。また、高耐圧スイッチ434、435は、所定の電圧(数ボルト程度)より高い電圧が印加されると、スイッチの入出力端子間の配線を切断する。送信のための高電圧パルスが印加されていないとき、端子間には殆ど電位差がないため、高耐圧ダイオード438では入出力端子での配線は切断されている状態になっている。一方、 高耐圧スイッチ434、435は、外部から高い電圧が印加されていないので、スイッチ間の配線が接続されている。そのため、トランスデューサからの微小電流をオペアンプ431で電流電圧変換して、外部に接続した装置(不図示)に検出信号を出力することができる。   FIG. 10B is a circuit diagram for explaining the drive detection circuit 421. A feedback resistor 432 and a feedback capacitor 433 are arranged in parallel in the negative feedback section of the operational amplifier 431 and have a function of performing current-voltage conversion. High voltage switches 434 and 435 and diodes 436 and 437 are connected to the input and output terminals of the operational amplifier, respectively. The high voltage diode 438 cuts the wiring connection between the terminals when the voltage between the terminals is equal to or lower than a predetermined voltage (less than 1 volt). Further, the high breakdown voltage switches 434 and 435 cut the wiring between the input and output terminals of the switch when a voltage higher than a predetermined voltage (several volts) is applied. When a high voltage pulse for transmission is not applied, there is almost no potential difference between the terminals, so that the wiring at the input / output terminals is disconnected in the high voltage diode 438. On the other hand, since the high voltage switches 434 and 435 are not applied with a high voltage from the outside, the wiring between the switches is connected. Therefore, a minute current from the transducer can be converted into a current voltage by the operational amplifier 431, and a detection signal can be output to an externally connected device (not shown).

一方、送信のための高電圧パルスが装置(不図示)側から印加されると、高耐圧ダイオード438内部の配線は接続され、高耐圧スイッチ434、435には、所定の電圧(数ボルト程度)より高い電圧が印加される。そのため、高耐圧スイッチ434、435は、スイッチ内部の配線を切断する。よって、オペアンプ431へ高電圧が印加されてオペアンプが破損することを防ぐことができる。オペアンプからの信号出力は、高耐圧スイッチ435でカットされるために、送信のために印加した高電圧パルスに影響を与えることがない。そのため、トランスデューサの第2の電極203に、超音波を送信するための高電圧パルスを印加することができる。   On the other hand, when a high voltage pulse for transmission is applied from the device (not shown) side, the wiring inside the high voltage diode 438 is connected, and the high voltage switches 434 and 435 have a predetermined voltage (about several volts). A higher voltage is applied. Therefore, the high voltage switches 434 and 435 cut the wiring inside the switch. Thus, it is possible to prevent the operational amplifier 431 from being damaged by applying a high voltage to the operational amplifier 431. Since the signal output from the operational amplifier is cut by the high voltage switch 435, the high voltage pulse applied for transmission is not affected. Therefore, a high voltage pulse for transmitting ultrasonic waves can be applied to the second electrode 203 of the transducer.

本別形態によると、周波数特性の広い静電容量型トランスデューサで、超音波の受信に加えて、送信も行うことができるため、光音響波の受信に加えて、被検体に対する超音波の送受信による被検体情報を得ることができる。従って、光源からの光を被検体に向けて、効率良く且つ均一に照射することができることと相俟って、更により詳細な被検体情報を得ることができる音響波プローブを提供できる。   According to this embodiment, a capacitive transducer with a wide frequency characteristic can perform transmission in addition to reception of ultrasonic waves. Therefore, in addition to reception of photoacoustic waves, transmission / reception of ultrasonic waves to / from the subject is performed. Object information can be obtained. Therefore, coupled with the ability to efficiently and uniformly irradiate light from the light source toward the subject, it is possible to provide an acoustic probe that can obtain even more detailed subject information.

(第11の実施形態)
第1から第10の何れかの実施形態のプローブは、光音響効果を利用した光音響波(超音波)の受信に用いることができ、図11の被検体情報取得装置に適用することができる。尚、図11では、プローブを簡略化して描いている。フィルム802と音響波トランスデューサ803と光源804は記載しているが、他の部材は省略している。
(Eleventh embodiment)
The probe of any one of the first to tenth embodiments can be used for receiving a photoacoustic wave (ultrasonic wave) using the photoacoustic effect, and can be applied to the object information acquiring apparatus of FIG. . In FIG. 11, the probe is drawn in a simplified manner. Although the film 802, the acoustic wave transducer 803, and the light source 804 are shown, other members are omitted.

図11を用いて、本実施形態の被検体情報取得装置の動作を具体的に説明する。まず、発光指示信号701に基づいて、光源804(103)から光702(パルス光)を発生させることにより、測定対象(被検体)800(99)に光702を照射する。測定対象800では光702の照射により光音響波(超音波)703が発生し、この超音波703を、音響波プローブが有する可撓性フィルム802(101)上に配置された複数の音響波トランスデューサ803で受信する。可撓性フィルム802と被検体800の間には、気泡による音響波(超音波)の減衰を避けるために、超音波ゲル801が充填されている。   The operation of the subject information acquiring apparatus of this embodiment will be specifically described with reference to FIG. First, the light 702 (pulse light) is generated from the light source 804 (103) based on the light emission instruction signal 701 to irradiate the measurement target (subject) 800 (99) with the light 702. A photoacoustic wave (ultrasonic wave) 703 is generated in the measurement object 800 by irradiation with the light 702, and the ultrasonic wave 703 is a plurality of acoustic wave transducers arranged on the flexible film 802 (101) of the acoustic wave probe. Received at 803. An ultrasonic gel 801 is filled between the flexible film 802 and the subject 800 in order to avoid attenuation of acoustic waves (ultrasonic waves) due to bubbles.

受信信号の大きさや形状、時間の情報が、光音響波の受信信号704として、信号処理部である画像情報生成装置805に送られる。一方、光源804で発生させた光702の大きさや形状、時間の情報(発光情報)が、光音響信号の画像情報生成装置805に記憶される。光音響信号の画像情報生成装置805では、光音響波受信信号704と発光情報を基に測定対象物800の画像信号を生成し、光音響信号による再現画像情報705として出力する。画像表示器806では、光音響信号による再現画像情報705を基に、測定対象物800を画像として表示する。以上の様に、本実施形態は、音響波プローブで検出された信号を被検体の情報を表す信号に変換するための信号処理部を有し、信号処理部は、音響波プローブで検出された信号を被検体の画像信号に変換する。   Information on the size, shape, and time of the received signal is sent as a photoacoustic wave received signal 704 to an image information generating device 805 that is a signal processing unit. On the other hand, the size, shape, and time information (light emission information) of the light 702 generated by the light source 804 is stored in the photoacoustic signal image information generation device 805. The photoacoustic signal image information generation device 805 generates an image signal of the measurement object 800 based on the photoacoustic wave reception signal 704 and the light emission information, and outputs it as reproduced image information 705 based on the photoacoustic signal. The image display 806 displays the measurement object 800 as an image based on the reproduced image information 705 based on the photoacoustic signal. As described above, the present embodiment has a signal processing unit for converting a signal detected by the acoustic wave probe into a signal representing information on the subject, and the signal processing unit is detected by the acoustic wave probe. The signal is converted into an image signal of the subject.

本実施形態に係る音響波プローブは、光源からの光を被検体に向けて、より効率良く且つ均一に照射することができるため、正確な被検体からの情報を得ることができ、高画質な画像を生成することができる。   Since the acoustic wave probe according to the present embodiment can irradiate light from the light source toward the subject more efficiently and uniformly, accurate information from the subject can be obtained, and high-quality images can be obtained. An image can be generated.

(第12の実施形態)
第1から第10の何れかの実施形態に記載の音響波プローブは、光音響効果を利用した光音響波の受信に加えて、被検体へ超音波の送信を行い、反射した超音波を受信することもできる。こうしたプローブは、その取得した信号を基に被検体の情報を取得する被検体情報取得装置に適用できる。ここでは、被検体において光音響効果により発生した光音響波の受信と被検体に対する超音波の送受信とを、本発明の音響波プローブが行って被検体の情報を取得する。
(Twelfth embodiment)
The acoustic wave probe according to any one of the first to tenth embodiments transmits ultrasonic waves to a subject and receives reflected ultrasonic waves in addition to receiving photoacoustic waves using a photoacoustic effect. You can also Such a probe can be applied to a subject information acquisition apparatus that acquires subject information based on the acquired signal. Here, the acoustic wave probe of the present invention performs reception of photoacoustic waves generated by the photoacoustic effect in the subject and transmission / reception of ultrasonic waves to the subject to acquire information on the subject.

図12に、本実施形態に係わる被検体情報取得装置の模式図を示す。図12において、706は超音波の送受信信号、707は送信した超音波、708は反射した超音波、709は超音波の送受信による再現画像情報である。図12でも、支持部材などに対応する部分は省略して図示してあるが、第1の実施形態から第10の実施形態の何れかで記載したプローブを用いている。   FIG. 12 shows a schematic diagram of a subject information acquisition apparatus according to this embodiment. In FIG. 12, 706 is an ultrasonic transmission / reception signal, 707 is a transmitted ultrasonic wave, 708 is a reflected ultrasonic wave, and 709 is reproduced image information by ultrasonic transmission / reception. In FIG. 12, the part corresponding to the support member and the like is omitted, but the probe described in any one of the first to tenth embodiments is used.

本実施形態の被検体情報取得装置は、光音響波の受信に加えて、パルスエコー(超音波の送受信)を行い、画像を形成する。光音響波の受信については、第11の実施形態と同じであるため、ここではパルスエコー(超音波の送受信)について説明する。超音波の送信号706を基にして、音響波プローブが有するフィルム802上に配置された複数の音響波トランスデューサ803から、測定対象物800に向かって超音波706が出力(送信)される。測定対象物800の内部において、内在する物体の固有音響インピーダンスの差により、超音波が反射する。反射した超音波708は、複数の音響波トランスデューサ803で受信され、受信信号の大きさや形状、時間の情報が超音波受信信号706として画像情報生成装置805に送られる。ここで、フィルム802と被検体800の間には、気泡による音響波(超音波)の減衰を避けるために、超音波ゲル801が充填されている。一方、送信超音波の大きさや形状、時間の情報は超音波送信情報として、画像情報生成装置805で記憶される。画像情報生成装置805では、超音波受信信号706と超音波送信情報を基に測定対象800の画像信号を生成して、超音波送受信の再現画像情報709として出力する。   The subject information acquisition apparatus according to the present embodiment performs pulse echo (transmission / reception of ultrasonic waves) in addition to reception of photoacoustic waves to form an image. Since reception of photoacoustic waves is the same as that in the eleventh embodiment, pulse echo (transmission / reception of ultrasonic waves) will be described here. Based on the ultrasonic transmission signal 706, ultrasonic waves 706 are output (transmitted) from the plurality of acoustic wave transducers 803 arranged on the film 802 included in the acoustic wave probe toward the measurement object 800. Inside the measurement object 800, ultrasonic waves are reflected due to the difference in intrinsic acoustic impedance of the underlying object. The reflected ultrasonic wave 708 is received by a plurality of acoustic wave transducers 803, and information on the magnitude, shape, and time of the received signal is sent to the image information generation device 805 as an ultrasonic reception signal 706. Here, an ultrasonic gel 801 is filled between the film 802 and the subject 800 in order to avoid attenuation of acoustic waves (ultrasonic waves) due to bubbles. On the other hand, the size, shape, and time information of the transmitted ultrasound is stored in the image information generation device 805 as ultrasound transmission information. The image information generation device 805 generates an image signal of the measurement object 800 based on the ultrasonic reception signal 706 and the ultrasonic transmission information, and outputs it as reproduced image information 709 for ultrasonic transmission / reception.

画像表示器806では、光音響信号による再現画像情報705と、超音波送受信による再現画像情報709の2つの情報を基に、測定対象物800を画像として表示する。本実施形態に係る音響波プローブは、被検体に対して光をより均一に照射できて光音響波を正確に取得することができ、また、同じプローブで、超音波を正確に送受信できる。そのため、同じ座標系を有した高画質な光音響画像と超音波画像を生成することができる。   The image display 806 displays the measurement object 800 as an image based on two pieces of information, that is, reproduced image information 705 using a photoacoustic signal and reproduced image information 709 using ultrasonic transmission / reception. The acoustic wave probe according to the present embodiment can irradiate the subject with light more uniformly, can accurately acquire the photoacoustic wave, and can accurately transmit and receive ultrasonic waves with the same probe. Therefore, a high-quality photoacoustic image and ultrasonic image having the same coordinate system can be generated.

上記実施形態において、トランスデューサは、少なくとも被検体からの超音波の受信を行い、処理部は、トランスデューサからの超音波受信信号を用いて被検体の情報を取得するようにできる。ここでは、静電容量型トランスデューサは、被検体に向けて超音波の送信を行ってもよいが、超音波の送信は他のトランスデューサが行うようにしてもよい。また、光音響波の受信を行わないで超音波受信のみを行う形態にもできる。以上の様に、音響波プローブは、被検体からの光音響波及び/又は超音波を検出し、信号処理部は、音響波プローブで取得された光音響波及び/又は超音波の信号から被検体の生体組織像等を構成できる。   In the above embodiment, the transducer receives at least ultrasonic waves from the subject, and the processing unit can acquire information on the subject using the ultrasonic reception signals from the transducer. Here, the capacitive transducer may transmit ultrasonic waves toward the subject, but other transducers may transmit ultrasonic waves. Moreover, it is also possible to adopt a form in which only ultrasonic reception is performed without receiving photoacoustic waves. As described above, the acoustic wave probe detects the photoacoustic wave and / or ultrasonic wave from the subject, and the signal processing unit detects the object from the photoacoustic wave and / or ultrasonic signal acquired by the acoustic wave probe. A biological tissue image of a specimen can be constructed.

そのため、本実施形態の音響波プローブを用いると、異なる被検体情報を取得することができるため、より詳細に被検体の情報を得ることができ、情報量の多い被検体画像を生成することができる。更に、同じ音響波トランスデューサを用いて、光音響波の受信と超音波の送受信を行うこともできるため、それぞれで取得した被検体情報が、殆ど座標ずれのない情報として取得することができる。従って、それぞれの被検体画像を重ね合わせたときにズレの少ない画像を表示することができる。   For this reason, when the acoustic wave probe according to the present embodiment is used, different object information can be acquired, so that the object information can be obtained in more detail, and an object image with a large amount of information can be generated. it can. Furthermore, since it is possible to receive photoacoustic waves and transmit / receive ultrasonic waves using the same acoustic wave transducer, the object information acquired by each can be acquired as information with almost no coordinate deviation. Therefore, an image with little deviation can be displayed when the subject images are superimposed.

99・・被検体、100・・音響波プローブ、101・・支持部材(支持膜)、102・・音響波(超音波)トランスデューサ、103・・光出射部(光源)   99 .. Subject, 100 .. Acoustic wave probe, 101 .. Support member (support film), 102 .. Acoustic wave (ultrasonic) transducer, 103 .. Light emitting part (light source)

Claims (22)

被検体に光を照射する複数の光出射部と、被検体で発生した光音響波を検出する複数の音響波トランスデューサと、を有し、前記光出射部が複数の前記音響波トランスデューサにより囲まれて配置されていることを特徴とする音響波プローブ。   A plurality of light emitting units for irradiating the subject with light; and a plurality of acoustic wave transducers for detecting photoacoustic waves generated in the subject, wherein the light emitting unit is surrounded by the plurality of acoustic wave transducers. An acoustic wave probe characterized by being arranged. 前記光出射部は、光を発する光源であることを特徴とする請求項1に記載の音響波プローブ。   The acoustic wave probe according to claim 1, wherein the light emitting unit is a light source that emits light. 複数の前記音響波トランスデューサと複数の前記光出射部は、共通の支持部材に配置されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の音響波プローブ。   The acoustic wave probe according to claim 1, wherein the plurality of acoustic wave transducers and the plurality of light emitting portions are disposed on a common support member. 前記支持部材は、被検体の形状に合わせて複数の前記音響波トランスデューサと複数の前記光出射部を可動とするように変形可能な支持膜であることを特徴とする請求項3に記載の音響波プローブ。   4. The acoustic film according to claim 3, wherein the supporting member is a supporting film that can be deformed so that the plurality of acoustic wave transducers and the plurality of light emitting portions are movable according to the shape of the subject. Wave probe. 前記支持膜は、湾曲及び伸縮が可能な可撓性フィルムであることを特徴とする請求項4に記載の音響波プローブ。   The acoustic wave probe according to claim 4, wherein the support film is a flexible film that can be bent and stretched. 前記支持部材の表面から前記光出射部の表面までの高さが、前記支持部材の表面から前記音響波トランスデューサの表面までの高さより、高いことを特徴とする請求項3から5の何れか1項に記載の音響波プローブ。   6. The height from the surface of the support member to the surface of the light emitting part is higher than the height from the surface of the support member to the surface of the acoustic wave transducer. The acoustic wave probe according to Item. 前記音響波トランスデューサの表面に粘着材を備え、前記支持部材の表面から前記粘着材の表面までの高さが、前記支持部材の表面から前記光出射部の表面までの高さより、高いことを特徴とする請求項3から5の何れか1項に記載の音響波プローブ。   An adhesive material is provided on the surface of the acoustic wave transducer, and a height from the surface of the support member to the surface of the adhesive material is higher than a height from the surface of the support member to the surface of the light emitting portion. The acoustic wave probe according to any one of claims 3 to 5. 前記光出射部の被検体側に、気体の入った変形可能な袋が設けられていることを特徴とする請求項1から5の何れか1項に記載の音響波プローブ。   The acoustic wave probe according to any one of claims 1 to 5, wherein a deformable bag containing gas is provided on the subject side of the light emitting unit. 前記光出射部は、バネを介して保持されていることを特徴とする請求項1から5の何れか1項に記載の音響波プローブ。   The acoustic wave probe according to claim 1, wherein the light emitting unit is held via a spring. 複数の前記音響波トランスデューサと複数の前記光出射部を支持する共通の支持部材が、被検体に対して凹部を有する支持枠部材により支持されていることを特徴とする請求項1から9の何れか1項に記載の音響波プローブ。   The common support member that supports the plurality of acoustic wave transducers and the plurality of light emitting portions is supported by a support frame member having a recess with respect to the subject. The acoustic wave probe according to claim 1. 前記光出射部から伸びた第1の梁部と、該光出射部の周りの複数の前記音響波トランスデューサからそれぞれ伸びて前記第1の梁部に対して回動可能に接続された第2の梁部と、を含む拘束手段を有することを特徴とする請求項1から10の何れか1項に記載の音響波プローブ。   A first beam portion extending from the light emitting portion and a second beam extending from each of the plurality of acoustic wave transducers around the light emitting portion and rotatably connected to the first beam portion The acoustic wave probe according to claim 1, further comprising a restraining unit including a beam portion. 被検体に対して前記支持膜を巻きつけた状態で前記支持膜を固定する手段を有することを特徴とする請求項4又は5に記載の音響波プローブ。   6. The acoustic wave probe according to claim 4, further comprising means for fixing the support film in a state in which the support film is wound around a subject. 前記光出射部はフレキシブル基板の金属層に熱的に接続されていることを特徴とする請求項1から12の何れか1項に記載の音響波プローブ。   The acoustic wave probe according to any one of claims 1 to 12, wherein the light emitting portion is thermally connected to a metal layer of a flexible substrate. 前記光出射部の周りの複数の前記音響波トランスデューサは、該光出射部を中心に、略等距離及び/又は略等角度間隔で配置されていることを特徴とする請求項1から13の何れか1項に記載の音響波プローブ。   The plurality of acoustic wave transducers around the light emitting part are arranged at substantially equal distances and / or substantially equiangular intervals with the light emitting part as a center. The acoustic wave probe according to claim 1. 前記音響波トランスデューサは、静電容量型トランスデューサであることを特徴とする請求項1から14の何れか1項に記載の音響波プローブ。   The acoustic wave probe according to any one of claims 1 to 14, wherein the acoustic wave transducer is a capacitive transducer. 前記音響波トランスデューサに、オペアンプを用いたトランスインピーダンス回路を含み前記音響波トランスデューサが音響波を受信した際の電流を検出する検出回路が接続されていることを特徴とする請求項15に記載の音響波プローブ。   16. The acoustic wave according to claim 15, wherein a detection circuit that includes a transimpedance circuit using an operational amplifier and detects a current when the acoustic wave transducer receives an acoustic wave is connected to the acoustic wave transducer. Wave probe. 前記音響波トランスデューサに、前記音響波トランスデューサが音響波を受信した際の電流を検出する回路を含む、音響波に係わる信号を送受信するための駆動検出回路が接続されていることを特徴とする請求項15に記載の音響波プローブ。   A drive detection circuit for transmitting and receiving a signal related to an acoustic wave, including a circuit for detecting a current when the acoustic wave transducer receives an acoustic wave, is connected to the acoustic wave transducer. Item 16. The acoustic wave probe according to Item 15. 請求項1から17の何れか1項に記載の音響波プローブと、前記音響波プローブで検出された信号を被検体の情報を表す信号に変換するための信号処理部と、を有することを特徴とする被検体情報取得装置。   18. The acoustic wave probe according to claim 1, and a signal processing unit for converting a signal detected by the acoustic wave probe into a signal representing information on a subject. A subject information acquisition apparatus. 前記信号処理部は、前記音響波プローブで検出された信号を被検体の画像信号に変換することを特徴とする請求項18に記載の被検体情報取得装置。   The object information acquiring apparatus according to claim 18, wherein the signal processing unit converts a signal detected by the acoustic wave probe into an image signal of the object. 前記音響波プローブは、光音響効果により発生した被検体からの光音響波を検出することを特徴とする請求項18または19に記載の被検体情報取得装置。   The object information acquiring apparatus according to claim 18, wherein the acoustic wave probe detects a photoacoustic wave from the object generated by a photoacoustic effect. 前記音響波プローブは、被検体からの超音波を検出することを特徴とする請求項18から20の何れか1項に記載の被検体情報取得装置。   21. The object information acquiring apparatus according to claim 18, wherein the acoustic wave probe detects ultrasonic waves from the object. 前記音響波プローブは、超音波の送受信を行うことを特徴とする請求項21に記載の被検体情報取得装置。   The object information acquiring apparatus according to claim 21, wherein the acoustic wave probe transmits and receives ultrasonic waves.
JP2016005304A 2016-01-14 2016-01-14 Acoustic wave probe and analyte information acquisition device Pending JP2017124053A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016005304A JP2017124053A (en) 2016-01-14 2016-01-14 Acoustic wave probe and analyte information acquisition device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016005304A JP2017124053A (en) 2016-01-14 2016-01-14 Acoustic wave probe and analyte information acquisition device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2017124053A true JP2017124053A (en) 2017-07-20

Family

ID=59363396

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016005304A Pending JP2017124053A (en) 2016-01-14 2016-01-14 Acoustic wave probe and analyte information acquisition device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2017124053A (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018093901A (en) * 2016-12-08 2018-06-21 国立大学法人 東京大学 Photoacoustic sensor and blood flow diagnostic system
CN118972762A (en) * 2024-08-05 2024-11-15 维沃移动通信有限公司 Speakers and electrical equipment
WO2025058226A1 (en) * 2023-09-13 2025-03-20 알피니언메디칼시스템 주식회사 Ultrasonic probe

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018093901A (en) * 2016-12-08 2018-06-21 国立大学法人 東京大学 Photoacoustic sensor and blood flow diagnostic system
WO2025058226A1 (en) * 2023-09-13 2025-03-20 알피니언메디칼시스템 주식회사 Ultrasonic probe
CN118972762A (en) * 2024-08-05 2024-11-15 维沃移动通信有限公司 Speakers and electrical equipment

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6598760B2 (en) Acoustic wave probe and subject information acquisition apparatus
JP6175780B2 (en) Ultrasonic device, ultrasonic probe, electronic device and ultrasonic imaging apparatus
US10086404B2 (en) Ultrasonic device, ultrasonic probe, electronic equipment, and ultrasonic imaging apparatus
US9953625B2 (en) Electrostatic capacitance transducer, probe, and subject information acquiring device
US20140290369A1 (en) Ultrasonic measuring system, ultrasonic probe, and sheet member
CN104545994A (en) Ultrasonic device, ultrasonic probe head, detector, electronic apparatus, and ultrasonic imaging apparatus
US20150099960A1 (en) Ultrasonic probe and medical apparatus including the same
JP2017124053A (en) Acoustic wave probe and analyte information acquisition device
WO2022210887A1 (en) Ultrasonic probe head, ultrasonic probe, and ultrasonic diagnostic apparatus
KR102107729B1 (en) Acoustic probe and Method for manufacturing the same
JP6700916B2 (en) Acoustic wave probe and information acquisition device
WO2016084220A1 (en) Ultrasonic probe and information acquisition device provided with same
JP6135184B2 (en) Ultrasonic transducer device, head unit, probe, and ultrasonic imaging apparatus
JP6826732B2 (en) Photoacoustic measuring device
JP2017176770A (en) Acoustic wave probe and information acquisition apparatus
JP6787327B2 (en) Ultrasonic array oscillator, manufacturing method of ultrasonic array oscillator, ultrasonic probe and ultrasonic diagnostic equipment
JP2016101317A (en) Acoustic probe
US9968263B2 (en) Probe, subject information acquisition apparatus, and method for manufacturing the probe
Carpi et al. Hydrostatically coupled dielectric elastomer actuators for tactile displays and cutaneous stimulators
JP6614872B2 (en) Photoacoustic wave probe
JP2022523175A (en) Acoustic coupling interface
JP2016189983A (en) Acoustic wave probe and subject information acquisition device equipped with the same
JP2016101289A (en) Acoustic wave probe, acoustic wave transducer unit, and subject information acquisition apparatus
JP5980388B2 (en) Electromechanical converter
KR102249526B1 (en) Method for manufacturing ultrasonic probe and ultrasonic probe

Legal Events

Date Code Title Description
RD01 Notification of change of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421

Effective date: 20181204