本申請(qǐng)是申請(qǐng)日為2013年12月4日，申請(qǐng)?zhí)枮?01380069419.6，發(fā)明名稱(chēng)為“光聲圖像生成裝置及插入物”的發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。

本發(fā)明涉及一種根據(jù)因光照射而產(chǎn)生的光聲波生成光聲圖像的光聲圖像生成裝置。并且，本發(fā)明涉及一種用于這種光聲圖像生成裝置的、至少末端部分插入到被檢體內(nèi)的插入物。

背景技術(shù)：

作為能夠以非侵入方式檢查活體內(nèi)部的狀態(tài)的圖像檢查法的一種，已知有超聲波檢查法。在超聲波檢查中使用能夠?qū)崿F(xiàn)超聲波的發(fā)送及接收的超聲波探針。若從超聲波探針向被檢體(活體)發(fā)送超聲波，則該超聲波逐漸進(jìn)入活體內(nèi)部，并在組織界面上進(jìn)行反射。超聲波探針接收該反射超聲波，并根據(jù)反射超聲波返回到超聲波探針?biāo)牡臅r(shí)間來(lái)計(jì)算距離，由此能夠?qū)?nèi)部的狀態(tài)進(jìn)行圖像化。

并且，已知有利用光聲效果對(duì)活體的內(nèi)部進(jìn)行圖像化的光聲成像。通常，在光聲成像中，向活體內(nèi)照射激光脈沖等脈沖激光束。在活體內(nèi)部，活體組織吸收脈沖激光束的能量并通過(guò)基于該能量的絕熱膨脹而產(chǎn)生超聲波(光聲波)。以超聲波探頭等檢測(cè)該光聲波，并根據(jù)檢測(cè)信號(hào)構(gòu)成光聲圖像，由此能夠基于光聲波使活體內(nèi)部的可視化。

在此，在專(zhuān)利文獻(xiàn)1中提及到利用光聲的活體信息成像與使用穿刺針的處理的組合。在專(zhuān)利文獻(xiàn)1中，生成光聲圖像，并通過(guò)觀察該圖像來(lái)發(fā)現(xiàn)腫瘤等患部、以及有可能是患部的部位等。為了更精密地檢查這種部位或者為了對(duì)患部進(jìn)行注射等，使用注射針和細(xì)胞診斷針等穿刺針來(lái)進(jìn)行細(xì)胞的采取及對(duì)患部的注射等。在專(zhuān)利文獻(xiàn)1中，能夠利用光聲圖像，一邊觀察患部一邊進(jìn)行穿刺。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專(zhuān)利文獻(xiàn)

專(zhuān)利文獻(xiàn)1：日本特開(kāi)2009-31262號(hào)公報(bào)

通常，在穿刺針的穿刺中，重要的是掌握其末端部分的位置。但是，對(duì)被檢體進(jìn)行的光照射通常從被檢體的表面開(kāi)始進(jìn)行，尤其，當(dāng)穿刺針的末端穿刺到較深位置(例如，從被檢體表面深過(guò)3cm的位置)時(shí)，從被檢體表面照射的光無(wú)法充分到達(dá)穿刺到較深位置的穿刺針，在光聲圖像中難以確認(rèn)穿刺針的末端位置。并且，還存在以下問(wèn)題：探頭處的聲波檢測(cè)特性具有角度依賴(lài)性，因此穿刺針穿刺的角度超過(guò)50°而越接近垂直，光聲波相對(duì)于探頭的聲波檢測(cè)面越傾斜地入射，難以檢測(cè)從穿刺針發(fā)出的光聲波。換言之，還存在以下問(wèn)題：穿刺角度越接近垂直，在光聲圖像上越難以確認(rèn)穿刺針的位置。這些問(wèn)題并不限于穿刺針，有可能在想要使用光聲圖像確認(rèn)插入到被檢體內(nèi)的插入物的位置時(shí)發(fā)生。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

鑒于上述問(wèn)題，本申請(qǐng)發(fā)明的目的在于提供一種光聲圖像生成裝置，其即使在插入物穿刺到距離被檢體的表面較深的位置時(shí)或者以接近垂直的角度插入時(shí)，也能夠在光聲圖像上確認(rèn)插入物的位置。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種光聲圖像生成裝置，其具備：第1光源；插入物，其至少一部分被插入到被檢體內(nèi)，且該插入物具有：引導(dǎo)從第1光源出射的光的導(dǎo)光部件、出射被導(dǎo)光部件引導(dǎo)的光的光出射部、產(chǎn)生由從光出射部出射的光產(chǎn)生的第1光聲波的光聲波產(chǎn)生部；聲波檢測(cè)構(gòu)件，其在插入物的至少一部分被插入到被檢體內(nèi)之后，檢測(cè)從插入物發(fā)出的第1光聲波；以及光聲圖像生成構(gòu)件，其根據(jù)第1光聲波生成第1光聲圖像。

插入物例如可以具有開(kāi)口且在內(nèi)部具有內(nèi)腔。光出射部可以設(shè)置于開(kāi)口的附近。

插入物的光聲波產(chǎn)生部可以包含光吸收部件，所述光吸收部件吸收從光出射部出射的光而產(chǎn)生光聲波。光吸收部件例如可以包含混合有黑色顏料的環(huán)氧樹(shù)脂、氟樹(shù)脂、硅酮橡膠或聚氨酯樹(shù)脂?；蛘?，光吸收部件可以包含對(duì)從第1光源出射的光具有光吸收性的金屬或金屬氧化物的膜。

光吸收部件可以覆蓋光出射部的光出射面的至少一部分。

插入物可以還具有中空管，所述中空管將導(dǎo)光部件沿著內(nèi)腔而固定于內(nèi)腔的內(nèi)壁。

還可以構(gòu)成為將光吸收部件設(shè)置于內(nèi)腔的內(nèi)壁，且光吸收部件兼作為將導(dǎo)光部件的末端部分固定于內(nèi)壁的固定部件。

插入物可以是穿刺到被檢體中的針。

上述針可以是能夠穿刺到活體的檢查對(duì)象物而采取檢查對(duì)象物中的活檢部位的組織的活檢針。

優(yōu)選插入物為穿刺到被檢體中的針，針還具有將導(dǎo)光部件容納于內(nèi)部的中空管，在中空管的末端具有光吸收部件，且在光出射部與光吸收部件之間具有空隙。中空管例如由氟樹(shù)脂、聚酰亞胺樹(shù)脂、不銹鋼等金屬制成。

上述中空管、導(dǎo)光部件及光吸收部件可以構(gòu)成對(duì)針主體的內(nèi)腔的至少一部分進(jìn)行密封的內(nèi)針。

代替此，當(dāng)插入物為穿刺到被檢體中的針時(shí)，可以構(gòu)成為導(dǎo)光部件對(duì)針的內(nèi)腔的至少一部分進(jìn)行密封的內(nèi)針，且包含光出射部的導(dǎo)光部件的至少一部分具備具有光吸收性的膜。

或者，當(dāng)插入物為穿刺到被檢體中的穿刺針時(shí)，可以構(gòu)成為針還具有對(duì)針的內(nèi)腔的至少一部分進(jìn)行密封的內(nèi)針，導(dǎo)光部件埋入于內(nèi)針的內(nèi)部，且內(nèi)針兼作為具有光吸收性的光吸收部件。

還可以構(gòu)成為插入物為穿刺到被檢體中的針，針還具有對(duì)內(nèi)腔的至少一部分進(jìn)行密封的內(nèi)針，內(nèi)針包含中空管和堵塞中空管的至少末端部分的透明樹(shù)脂，導(dǎo)光部件通過(guò)透明樹(shù)脂埋入于中空管的管內(nèi)，且在中空管的末端具有光吸收部件。透明樹(shù)脂例如可以使用光固化型、熱固化型或常溫固化型的透明樹(shù)脂。

如上所述，內(nèi)針可以通過(guò)如下方法來(lái)制作：向中空管的管內(nèi)注入固化前的透明樹(shù)脂，以構(gòu)成光出射部的導(dǎo)光部件的光出射端配置于中空管的末端部分的附近的方式使導(dǎo)光部件插入貫通于中空管的內(nèi)部，并以導(dǎo)光部件插入貫通于中空管內(nèi)的狀態(tài)使透明樹(shù)脂固化，將中空管及透明樹(shù)脂的末端切割成適合于針的末端的形狀，并以覆蓋中空管及透明樹(shù)脂的切割面的至少一部分的方式對(duì)構(gòu)成光吸收部件的具有光吸收性的樹(shù)脂進(jìn)行涂布，并且使該具有光吸收性的樹(shù)脂固化。

或者，可以構(gòu)成為插入物為穿刺到被檢體中的針，針還具有對(duì)內(nèi)腔的至少一部分進(jìn)行密封的內(nèi)針，內(nèi)針包含中空管和堵塞中空管的至少末端部分的透明樹(shù)脂，在構(gòu)成光出射部的導(dǎo)光部件的光出射端具有光吸收部件，且導(dǎo)光部件通過(guò)透明樹(shù)脂埋入于中空管的管內(nèi)。

如上所述，內(nèi)針可以通過(guò)如下方法來(lái)制作：使構(gòu)成光吸收部件的光吸收性樹(shù)脂以覆蓋光出射部的至少一部分的方式進(jìn)行附著，并使該具有光吸收性的樹(shù)脂固化，在中空管的管內(nèi)注入固化前的透明樹(shù)脂，并以光吸收部件配置于中空管的末端部分的附近的方式將導(dǎo)光部件插入貫通于中空管的內(nèi)部，以導(dǎo)光部件插入貫通于中空管內(nèi)的狀態(tài)使透明樹(shù)脂固化，并將中空管及透明樹(shù)脂的末端切割成適合于針的末端的形狀。

中空管例如由聚酰亞胺、氟樹(shù)脂或金屬制成。

針可以還具備光連接器，所述光連接器以能夠裝卸的方式連接導(dǎo)光部件和光纖，該光纖對(duì)從第1光源出射的光進(jìn)行引導(dǎo)。

在本發(fā)明中，可以如下，即光出射部能夠朝向內(nèi)腔的內(nèi)壁出射由導(dǎo)光部件引導(dǎo)的光的至少一部分。

可以如下，即導(dǎo)光部件為光纖，且光纖的從第1光源觀察時(shí)的光行進(jìn)側(cè)的端面構(gòu)成光出射部。

插入物可以是插入到血管內(nèi)的導(dǎo)管，也可以是插入到血管內(nèi)的導(dǎo)管的導(dǎo)絲。

并且，插入物可以是將用于射頻消融的電極容納于內(nèi)部的射頻消融用針。此時(shí)，可以如下，即電極能夠從射頻消融用針的內(nèi)腔突出，且射頻消融用針還具有：電極用導(dǎo)光部件，其對(duì)從第1光源出射的光進(jìn)行引導(dǎo)；電極用光出射部，其設(shè)置于電極的末端部分，且出射由電極用導(dǎo)光部件引導(dǎo)的光；及電極用光吸收部件，其由從電極用光出射部出射的光而產(chǎn)生光聲波。

插入物可以是激光治療用光纖，且可以構(gòu)成為具有吸收從光纖出射的光而產(chǎn)生光聲波的光吸收部件，光纖兼作為導(dǎo)光部件。

在將與光纖的延伸方向平行的方向的角度設(shè)為0°，且將與光纖的延伸方向垂直的方向的角度設(shè)為90°的情況下，可以將構(gòu)成光出射部的光纖的端面的角度設(shè)為45°以上且小于90°。

光纖可以經(jīng)由光接合部而與第1光源連接，其中，所述光接合部具有按壓并固定光纖的機(jī)構(gòu)。

在本發(fā)明中，第1光源可以是半導(dǎo)體激光光源。并且，第1光源可以是將半導(dǎo)體激光光源作為種子光源的光放大型激光光源。

可以構(gòu)成為聲波檢測(cè)構(gòu)件還能夠檢測(cè)針對(duì)朝向被檢體發(fā)送的聲波的反射聲波，所述光聲圖像生成裝置還具備根據(jù)反射聲波生成反射聲波圖像的反射聲波圖像生成構(gòu)件。

本發(fā)明的光聲圖像生成裝置可以還具備對(duì)第1光聲圖像和反射聲波圖像進(jìn)行合成的圖像合成構(gòu)件。

可以如下，即所述光聲圖像生成裝置還具備第2光源，聲波檢測(cè)構(gòu)件還能夠在向被檢體出射從第2光源出射的光之后，檢測(cè)由從第2光源出射的光而在被檢體內(nèi)產(chǎn)生的第2光聲波，光聲圖像生成構(gòu)件還能夠根據(jù)第2光聲波生成第2光聲圖像。

可以構(gòu)成為第2光源兼作為第1光源，從第2光源出射的光的一部分向被檢體方向進(jìn)行分支，從第2光源出射的光的一部分向插入物方向進(jìn)行分支。

本發(fā)明還提供一種插入物，其至少末端部分被插入到被檢體內(nèi)，且所述插入物具有：導(dǎo)光部件，其對(duì)從光源出射的光進(jìn)行引導(dǎo)；以及光出射部，其出射由導(dǎo)光部件引導(dǎo)的光，所述插入物還具有光聲波產(chǎn)生部，所述光聲波產(chǎn)生部由從光出射部出射的光而產(chǎn)生光聲波。

插入物可以是在內(nèi)部具有內(nèi)腔且穿刺到被檢體中的針，插入物可以還具有對(duì)針的內(nèi)腔的至少一部分進(jìn)行密封的內(nèi)針。此時(shí)，可以構(gòu)成為內(nèi)針包含中空管和堵塞中空管的至少末端部分的透明樹(shù)脂，導(dǎo)光部件通過(guò)透明樹(shù)脂埋入于中空管的管內(nèi)。

發(fā)明效果

在本發(fā)明的光聲圖像生成裝置中，即使在插入物穿刺到距被檢體的表面較深的位置時(shí)或者以接近垂直的角度插入時(shí)，也能夠在光聲圖像上確認(rèn)插入物的位置。

附圖說(shuō)明

圖1是表示本發(fā)明的第1實(shí)施方式所涉及的光聲圖像生成裝置的框圖。

圖2是表示穿刺針的剖視圖。

圖3是表示激光單元的結(jié)構(gòu)例的框圖。

圖4是表示激光單元的另一結(jié)構(gòu)例的框圖。

圖5(a)至(c)分別是表示光聲圖像的圖。

圖6是表示第1實(shí)施方式所涉及的光聲圖像生成裝置的動(dòng)作順序的流程圖。

圖7是表示本發(fā)明的第2實(shí)施方式所涉及的光聲圖像生成裝置中使用的穿刺針的剖視圖。

圖8是表示本發(fā)明的第3實(shí)施方式所涉及的光聲圖像生成裝置中使用的穿刺針的剖視圖。

圖9是表示本發(fā)明的第4實(shí)施方式所涉及的光聲圖像生成裝置中使用的穿刺針的剖視圖。

圖10是表示本發(fā)明的第5實(shí)施方式所涉及的光聲圖像生成裝置的框圖。

圖11是表示光聲波的頻率特性的曲線圖。

圖12是表示第5實(shí)施方式所涉及的光聲圖像生成裝置的動(dòng)作順序的流程圖。

圖13是表示本發(fā)明的第6實(shí)施方式中使用的穿刺針的剖視圖。

圖14a是表示第6實(shí)施方式所涉及的穿刺針的外觀的圖，圖14b是表示穿刺針主體的外觀的圖，圖14c是表示內(nèi)針的外觀的圖。

圖15是表示激光單元與穿刺針的連接的圖。

圖16是表示本發(fā)明的第7實(shí)施方式中使用的內(nèi)針的外觀的圖。

圖17是表示內(nèi)針的末端部分的剖視圖。

圖18是表示本發(fā)明的第8實(shí)施方式中使用的內(nèi)針的剖視圖。

圖19是表示本發(fā)明的第9實(shí)施方式所涉及的穿刺針的剖視圖。

圖20是表示本發(fā)明的第10實(shí)施方式所涉及的穿刺針的剖視圖。

圖21是表示第5實(shí)施方式的變形例所涉及的光聲圖像生成裝置的光源部分的框圖。

圖22a是穿刺針的立體圖，圖22b是表示圖22a的a-a剖面的剖視圖。

圖23是表示射頻消融用針的一例的剖視圖。

圖24是表示射頻消融用針的另一例的剖視圖。

圖25是表示導(dǎo)管的剖視圖。

圖26是表示導(dǎo)絲的剖視圖。

圖27是表示激光治療用光纖的一例的剖視圖。

圖28是表示激光治療用光纖的另一例的剖視圖。

圖29是表示活檢針的末端部分的剖視圖。

圖30是表示激光單元的又一結(jié)構(gòu)例的框圖。

圖31是表示包含激光單元的光聲圖像生成裝置的外觀的圖。

符號(hào)說(shuō)明

10-光聲圖像生成裝置，11-探頭，12-超聲波單元，13-激光單元(第1光源)，14-圖像顯示構(gòu)件，15-穿刺針，16-激光單元(第2光源)，17-擴(kuò)散板，18-透鏡，19-束狀光纖，21-接收電路，22-ad轉(zhuǎn)換構(gòu)件，23-接收存儲(chǔ)器，24-數(shù)據(jù)分離構(gòu)件，25-光聲圖像生成構(gòu)件，26-超聲波圖像生成構(gòu)件，27-圖像合成構(gòu)件，28-控制構(gòu)件，29-發(fā)送控制電路，30-光纖，31-光連接器，40-激光單元，41-電源輸入端子，42-觸發(fā)輸入端子，43-dc-dc轉(zhuǎn)換部44-脈沖激光二極管驅(qū)動(dòng)電路，45-脈沖激光二極管光源，46-耦合光學(xué)系統(tǒng)，47-光輸出端子，48-光纖，51-激光棒，52-閃光燈，53、54-反射鏡，55-q開(kāi)關(guān)，151-穿刺針主體，152-導(dǎo)光部件，153-光出射部，154、155-光吸収構(gòu)件，156-外針基座，158-內(nèi)針，159-內(nèi)針基座，160-黑色的氟樹(shù)脂膜，161、162-軟管，163-透明樹(shù)脂，164-活檢針，165-采取部，250-射頻消融用針，251-電極，253-導(dǎo)管，254-導(dǎo)絲，255-光纖，256-蓋，257-電極用導(dǎo)光部件，258-電極用光出射部，259-電極用光吸収構(gòu)件，360、380-脈沖激光束，351-半導(dǎo)體激光光源，352-激發(fā)用激光束，353-激發(fā)用半導(dǎo)體激光光源，354-合波器，355-光纖光放大器，356-隔離器，370-脈沖激光束，358-光波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件。

具體實(shí)施方式

以下，參考附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。圖1表示本發(fā)明的第1實(shí)施方式所涉及的光聲圖像生成裝置。光聲圖像生成裝置(光聲圖像診斷裝置)10包含探頭(超聲波探針)11、超聲波單元12及激光單元13。另外，本發(fā)明的實(shí)施方式中，使用超聲波作為聲波，但并不限定于超聲波，只要根據(jù)被檢對(duì)象和測(cè)定條件等選擇適當(dāng)?shù)念l率，則可以使用可聽(tīng)頻率的聲波。

激光單元13為第1光源。激光單元13構(gòu)成為使用例如yag(釔鋁石榴石)或翠綠寶石等的固體激光光源。在本實(shí)施方式中，作為至少末端部分插入到被檢體內(nèi)的插入物，可以考慮穿刺到被檢體內(nèi)的穿刺針。穿刺針15在末端具有開(kāi)口，且在內(nèi)部具有內(nèi)腔。從激光單元13出射的激光束使用例如光纖等導(dǎo)光部件被引導(dǎo)至穿刺針15。

圖2表示穿刺針15的剖面。穿刺針15包含：中空形狀的穿刺針主體151，其在形成為銳角的末端具有開(kāi)口，且在該穿刺針主體151的內(nèi)部具有內(nèi)腔；導(dǎo)光部件152，其將從激光單元13出射的光引導(dǎo)至穿刺針的開(kāi)口的附近；及光出射部153，其設(shè)置于開(kāi)口的附近，且出射由導(dǎo)光部件引導(dǎo)的光。導(dǎo)光部件152及光出射部153配置于穿刺針主體151的內(nèi)部。導(dǎo)光部件152例如由光纖構(gòu)成，該光纖的從激光單元13觀察時(shí)的光行進(jìn)側(cè)的端面構(gòu)成光出射部153。從光出射部153出射例如0.2mj的激光束。

光出射部153朝向中空針的內(nèi)壁出射例如由導(dǎo)光部件152引導(dǎo)的光的至少一部分。穿刺針15的內(nèi)壁本身或設(shè)置于內(nèi)壁的物體構(gòu)成吸收光而產(chǎn)生光聲波的光聲波產(chǎn)生部。在穿刺針15穿刺到被檢體內(nèi)的狀態(tài)時(shí)，從光出射部153出射的光的至少一部分反射到構(gòu)成光聲波產(chǎn)生部的穿刺針15的內(nèi)壁本身或設(shè)置于內(nèi)壁的物體。由該光的照射，從穿刺針15的光聲波產(chǎn)生部發(fā)出光聲波(第1光聲波)。

返回到圖1，探頭11為聲波檢測(cè)構(gòu)件，例如具有一維排列的多個(gè)超聲波振子。探頭11在穿刺針15穿刺到被檢體之后，檢測(cè)由從光出射部153(參考圖2)出射的光而產(chǎn)生的光聲波。并且，探頭11除了進(jìn)行光聲波的檢測(cè)以外，還進(jìn)行針對(duì)被檢體的聲波(超聲波)的發(fā)送、以及針對(duì)所發(fā)送的超聲波的反射聲波(反射超聲波)的接收。

超聲波單元12具有接收電路21、ad轉(zhuǎn)換構(gòu)件22、接收存儲(chǔ)器23、數(shù)據(jù)分離構(gòu)件24、光聲圖像生成構(gòu)件25、超聲波圖像生成構(gòu)件26、圖像合成構(gòu)件27、控制構(gòu)件28及發(fā)送控制電路29。接收電路21接收由探頭11檢測(cè)出的光聲波的檢測(cè)信號(hào)。并且，接收由探頭11檢測(cè)出的反射超聲波的檢測(cè)信號(hào)。ad轉(zhuǎn)換構(gòu)件22將接收電路21所接收的光聲波及反射超聲波的檢測(cè)信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)。ad轉(zhuǎn)換構(gòu)件22例如根據(jù)規(guī)定周期的采樣時(shí)鐘信號(hào)，以規(guī)定的采樣周期采樣光聲波及反射超聲波的檢測(cè)信號(hào)。ad轉(zhuǎn)換構(gòu)件22將所采樣的光聲波及反射超聲波的檢測(cè)信號(hào)(采樣數(shù)據(jù))存儲(chǔ)于接收存儲(chǔ)器23。

數(shù)據(jù)分離構(gòu)件24將存儲(chǔ)于接收存儲(chǔ)器23的光聲波的檢測(cè)信號(hào)的采樣數(shù)據(jù)和反射超聲波的檢測(cè)信號(hào)的采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行分離。數(shù)據(jù)分離構(gòu)件24向光聲圖像生成構(gòu)件25輸入光聲波的檢測(cè)信號(hào)的采樣數(shù)據(jù)。并且，向超聲波圖像生成構(gòu)件(反射聲波圖像生成構(gòu)件)26輸入分離出的反射超聲波的采樣數(shù)據(jù)。

光聲圖像生成構(gòu)件25根據(jù)由探頭11檢測(cè)出的光聲波的檢測(cè)信號(hào)生成光聲圖像(第1光聲圖像)。光聲圖像的生成例如包含相位匹配加算等圖像再構(gòu)、檢波、對(duì)數(shù)轉(zhuǎn)換等。超聲波圖像生成構(gòu)件26根據(jù)由探頭11檢測(cè)出的反射超聲波的檢測(cè)信號(hào)生成超聲波圖像(反射聲波圖像)。超聲波圖像的生成也包含相位匹配加算等圖像再構(gòu)、和檢波、對(duì)數(shù)轉(zhuǎn)換等。

圖像合成構(gòu)件27對(duì)光聲圖像和超聲波圖像進(jìn)行合成。圖像合成構(gòu)件27例如通過(guò)將光聲圖像和超聲波圖像重疊來(lái)進(jìn)行圖像合成。合成的圖像顯示于顯示器等圖像顯示構(gòu)件14。也可以不進(jìn)行圖像合成而在圖像顯示構(gòu)件14上同時(shí)顯示光聲圖像和超聲波圖像，或者切換光聲圖像和超聲波圖像。

控制構(gòu)件28控制超聲波單元12內(nèi)的各部?？刂茦?gòu)件28例如向激光單元13送出觸發(fā)信號(hào)，使激光束從激光單元13出射。并且，根據(jù)激光束的照射，向ad轉(zhuǎn)換構(gòu)件22送出采樣觸發(fā)信號(hào)，控制光聲波的采樣開(kāi)始定時(shí)。

當(dāng)獲取超聲波圖像時(shí)，控制構(gòu)件28向發(fā)送控制電路29送出指示發(fā)送超聲波的超聲波發(fā)送觸發(fā)信號(hào)。若發(fā)送控制電路29收到超聲波發(fā)送觸發(fā)信號(hào)，則從探頭11發(fā)送超聲波?？刂茦?gòu)件28根據(jù)超聲波發(fā)送的定時(shí)，向ad轉(zhuǎn)換構(gòu)件22送出采樣觸發(fā)信號(hào)，開(kāi)始進(jìn)行反射超聲波的采樣。

圖3表示激光單元13的結(jié)構(gòu)例。激光單元13具有激光棒51、閃光燈52、反射鏡53、54及q開(kāi)關(guān)55。激光棒51為激光介質(zhì)。激光棒51中例如可以使用翠綠寶石晶體。閃光燈52為激發(fā)光源，向激光棒51照射激發(fā)光。激發(fā)光源并不限定于閃光燈52，也可以將閃光燈52以外的光源用作激發(fā)光源。

反射鏡53、54隔著激光棒51而對(duì)置，由反射鏡53、54構(gòu)成光學(xué)諧振器。反射鏡54位于輸出側(cè)。在光學(xué)諧振器內(nèi)插入q開(kāi)關(guān)55。通過(guò)q開(kāi)關(guān)55將光學(xué)諧振器內(nèi)的插入損失從損失大(低q)快速改變?yōu)閾p失小(高q)，由此能夠得到脈沖激光束。從激光單元13的輸出側(cè)的反射鏡54出射的脈沖激光束被引導(dǎo)至穿刺針15(參考圖1)。

另外，激光單元13無(wú)需一定是固體激光光源，也可以是其他類(lèi)型的激光光源。例如，激光單元13可以是激光二極管光源(半導(dǎo)體激光光源)。并且，激光單元13也可以是將激光二極管光源作為種子光源的光放大型激光光源。

在圖4中示出激光單元的另一結(jié)構(gòu)例。在該例子中，激光單元13a構(gòu)成為光放大型激光光源。激光單元13a包含：半導(dǎo)體激光光源351，其發(fā)出作為種子光的脈沖激光束360；激發(fā)用半導(dǎo)體激光光源353，其發(fā)出激發(fā)用激光束352；合波器354，其將脈沖激光束360及激發(fā)用激光束352進(jìn)行合波；光纖光放大器355，其具有摻雜例如er(鉺)的纖芯，且連接于上述合波器354；光隔離器356，其連接于該光纖光放大器355，且用于防止振蕩；及光波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件358，其將從該光隔離器356輸出的脈沖激光束370轉(zhuǎn)換成波長(zhǎng)為1/2的二次諧波。

若從控制構(gòu)件28(參考圖1)輸入觸發(fā)信號(hào)，則作為種子光源的半導(dǎo)體激光光源351出射例如波長(zhǎng)為1560nm的脈沖激光束360。該脈沖激光束360入射到光纖光放大器355，在光纖光放大器355的纖芯中傳輸。此時(shí)，從被例如波長(zhǎng)為980nm的激發(fā)用激光束352激發(fā)的鉺離子接受能量并被放大。該放大后的脈沖激光束370從光纖光放大器355出射之后，通過(guò)光波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換元件358轉(zhuǎn)換成波長(zhǎng)為780nm的二次諧波即脈沖激光束380。從激光單元13a出射的脈沖激光束380被引導(dǎo)至穿刺針15(參考圖1)。

另外，在連接激光單元和構(gòu)成導(dǎo)光部件的光纖的光接合部(連接器)可以使用具有按壓并固定光纖的機(jī)構(gòu)的部件(插座)。例如，在激光單元13設(shè)置這種插座并將從穿刺針15延伸的光纖素線插入到光接合部。光接合部通過(guò)例如彈簧等的按壓來(lái)保持光纖。若使用這種光接合部，則能夠防止當(dāng)光纖被拉長(zhǎng)時(shí)等一定以上的力施加于插座部分時(shí)光纖從插座脫落而使光纖在光接合部部分折斷。并且，由于無(wú)需在與穿刺針15成一體的光纖側(cè)設(shè)置插頭(連接器)，因此能夠降低穿刺針整體的成本。尤其，當(dāng)一次性使用穿刺針15時(shí)，與穿刺針一同廢棄的光纖中不需要連接器，因此成本降低效果較大。

圖5(a)至(c)分別表示光聲圖像。圖5(a)表示從被檢體的表面以45°的角度將穿刺針15穿刺時(shí)的光聲圖像。穿刺針15例如從被檢體的表面穿刺至50mm的深度。通過(guò)從設(shè)置于穿刺針15的末端附近的光出射部向穿刺針的末端部分照射光并在穿刺針15的末端部分產(chǎn)生光聲波，由此能夠在光聲圖像中確認(rèn)穿刺針15的末端位置。

圖5(b)表示從被檢體的表面以60°的角度將穿刺針15穿刺時(shí)的光聲圖像。并且，圖5(c)表示從被檢體的表面以80°的角度將穿刺針15穿刺時(shí)的光聲圖像。在任何情況下，與圖5(a)相同，都能夠在光聲圖像中確認(rèn)穿刺針15的末端位置。

在此，當(dāng)從被檢體的表面進(jìn)行光照射時(shí)，從表面至20mm左右為能夠圖像化的范圍。當(dāng)穿刺針15穿刺至50mm的深度時(shí)，從表面照射的光無(wú)法充分到達(dá)穿刺針15，難以利用從表面照射的光將穿刺針15圖像化。相對(duì)于此，在本實(shí)施方式中，由于在穿刺針15的內(nèi)部設(shè)置導(dǎo)光部件152，并從設(shè)置于穿刺的穿刺針15的末端部分附近的光出射部向穿刺針15的末端部分照射被導(dǎo)光部件152引導(dǎo)的光，因此光不會(huì)大幅衰減而能夠照射到穿刺針15的末端部分。因此，即使在穿刺針穿刺至較深位置時(shí)，也能夠確認(rèn)穿刺針15的位置。

并且，當(dāng)從表面進(jìn)行光照射時(shí)且穿刺針15以接近垂直的角度穿刺時(shí)，在穿刺針15中產(chǎn)生的光聲波相對(duì)于探頭11的聲波檢測(cè)面傾斜入射，難以檢測(cè)從穿刺針15發(fā)出的光聲波。相對(duì)于此，在本實(shí)施方式中，從穿刺針15的末端附近產(chǎn)生光聲波，如圖5(b)和圖5(c)所示，即使在以接近垂直的角度將穿刺針15穿刺時(shí)，也能夠在光聲圖像中確認(rèn)穿刺針15的位置。

圖6表示動(dòng)作順序。由醫(yī)生等將穿刺針15穿刺到被檢體中(步驟a1)。在穿刺針15穿刺后，超聲波單元12的控制構(gòu)件28向激光單元13送出觸發(fā)信號(hào)。若收到觸發(fā)信號(hào)，則激光單元13開(kāi)始進(jìn)行激光振蕩，出射脈沖激光束。從激光單元13出射的脈沖激光束被導(dǎo)光部件152(參考圖2)引導(dǎo)至穿刺針15的末端附近并從光出射部153出射，其至少一部分照射到穿刺針15的末端部分(步驟a2)。

探頭11檢測(cè)通過(guò)激光束的照射在被檢體內(nèi)產(chǎn)生的光聲波(步驟a3)。ad轉(zhuǎn)換構(gòu)件22經(jīng)由接收電路21接收光聲波的檢測(cè)信號(hào)，將光聲波的檢測(cè)信號(hào)采樣并存儲(chǔ)于接收存儲(chǔ)器23。數(shù)據(jù)分離構(gòu)件24向光聲圖像生成構(gòu)件25發(fā)送保存于接收存儲(chǔ)器23的光聲波的檢測(cè)信號(hào)。光聲圖像生成構(gòu)件25根據(jù)光聲波的檢測(cè)信號(hào)生成光聲圖像(步驟a4)。

控制構(gòu)件28向發(fā)送控制電路29送出超聲波觸發(fā)信號(hào)。發(fā)送控制電路29響應(yīng)于該超聲波觸發(fā)信號(hào)而從探頭11發(fā)送超聲波(a5)。在發(fā)送超聲波之后，探頭11檢測(cè)反射超聲波(步驟a6)。另外，超聲波的發(fā)送接收也可以在分離的位置進(jìn)行。例如，可以從與探頭11不同的位置進(jìn)行超聲波的發(fā)送，并由探頭11接收針對(duì)該發(fā)送的超聲波的反射超聲波。

探頭11檢測(cè)出的反射超聲波經(jīng)由接收電路21輸入到ad轉(zhuǎn)換構(gòu)件22。在此，從探頭11發(fā)送的反射超聲波在探頭11與超聲波反射位置之間往復(fù)傳播，相對(duì)于此，光聲波在從其產(chǎn)生位置即穿刺針15的末端附近至探頭11為止的單方向上傳播。因此，與在相同的深度位置產(chǎn)生的光聲波的檢測(cè)相比，反射超聲波的檢測(cè)耗費(fèi)2倍的時(shí)間，因此反射超聲波采樣時(shí)的ad轉(zhuǎn)換構(gòu)件22的采樣時(shí)鐘可以設(shè)為光聲波采樣時(shí)的一半。ad轉(zhuǎn)換構(gòu)件22將反射超聲波的采樣數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于接收存儲(chǔ)器23。

數(shù)據(jù)分離構(gòu)件24向超聲波圖像生成構(gòu)件26發(fā)送存儲(chǔ)于接收存儲(chǔ)器23的反射超聲波的檢測(cè)信號(hào)。超聲波圖像生成構(gòu)件26根據(jù)反射超聲波的檢測(cè)信號(hào)生成超聲波圖像(步驟a7)。圖像合成構(gòu)件27對(duì)在步驟a4中生成的光聲圖像和在步驟a7中生成的超聲波圖像進(jìn)行合成(步驟a8)。在步驟a8中合成的圖像顯示于圖像顯示構(gòu)件14(步驟a9)。

在本實(shí)施方式中，在穿刺針15的內(nèi)部設(shè)置導(dǎo)光部件152，并且在穿刺針15的末端附近設(shè)置光出射部153(圖2)。在穿刺針15的內(nèi)部引導(dǎo)的光從光出射部153出射，并照射到位于穿刺針15的末端附近的光聲波產(chǎn)生部。由照射的光的吸收而在光聲波產(chǎn)生部產(chǎn)生的光聲波穿過(guò)穿刺針15的開(kāi)口部分，由探頭11檢測(cè)出。通過(guò)將該光聲波圖像化，能夠在光聲圖像中確認(rèn)穿刺針15的位置。在本實(shí)施方式中，通過(guò)導(dǎo)光部件152引導(dǎo)至穿刺針15的末端附近，并從穿刺針15向其末端部分進(jìn)行光照射，即使在穿刺針15穿刺到較深位置時(shí)或者穿刺針15以接近垂直的角度穿刺時(shí)，也能夠在光聲圖像中確認(rèn)穿刺針15的位置。在此，穿刺針15的末端附近是指在該位置配置光出射部153及光聲波產(chǎn)生部時(shí)能夠以穿刺工作所需的精確度將穿刺針15的末端位置圖像化的能夠產(chǎn)生光聲波的位置。例如，是指從穿刺針15的末端朝基端側(cè)0mm～3mm的范圍內(nèi)。在之后的實(shí)施方式中，末端附近也是相同的含義。

接著，對(duì)本發(fā)明的第2實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。圖7表示本發(fā)明的第2實(shí)施方式所涉及的光聲圖像生成裝置中使用的穿刺針的剖面。本實(shí)施方式中的穿刺針15a還具有光吸收部件154，在這一點(diǎn)上不同于圖2所示的第1實(shí)施方式中使用的穿刺針15。光吸收部件154構(gòu)成穿刺針15a的光聲波產(chǎn)生部的至少一部分。光聲圖像生成裝置的結(jié)構(gòu)與圖1所示的第1實(shí)施方式的光聲圖像生成裝置的結(jié)構(gòu)相同。

穿刺針15a在被照射從導(dǎo)光部件152的光出射部出射的光的位置具有光吸收部件154。光吸收部件154設(shè)置于穿刺針15a的末端附近且設(shè)置于穿刺針主體151的內(nèi)壁，吸收從光出射部出射的光而產(chǎn)生光聲波。光吸收部件154例如由混合有黑色顏料的環(huán)氧樹(shù)脂、聚氨酯樹(shù)脂、氟樹(shù)脂或硅酮橡膠、對(duì)激光束的波長(zhǎng)的光吸收性較高的例如黑色涂料構(gòu)成。在圖7中，將光吸收部件154描繪成大于導(dǎo)光部件152，但并不限定于此，光吸收部件154也可以是與導(dǎo)光部件152的直徑相同程度的大小。

代替上述，也可以將對(duì)激光束的波長(zhǎng)具有光吸收性的金屬膜或氧化物的膜作為光吸收部件154。例如，作為光吸收部件154，可以使用對(duì)激光束的波長(zhǎng)的光吸收性較高的氧化鐵、或氧化鉻、氧化錳等氧化物的膜?；蛘?，也可以將光吸收性低于氧化物但活體適合性較高的ti或pt等的金屬膜用作光吸收部件154。并且，供光吸收部件154設(shè)置的位置并不限定于穿刺針主體151的內(nèi)壁。例如，可以通過(guò)蒸鍍等，將光吸收部件154即金屬膜或氧化物的膜以例如100nm左右的膜厚制作在光出射部153(參考圖2)上，并由氧化物的膜覆蓋光出射部153。此時(shí)，從光出射部153出射的光的至少一部分被覆蓋光出射面的金屬膜或氧化物的膜吸收，從金屬膜或氧化物的膜產(chǎn)生光聲波。

在本實(shí)施方式中，穿刺針15a具有光吸收部件154。通過(guò)從激光單元13出射的光照射到光吸收部件154，與不具有光吸收部件154的情況相比，能夠增強(qiáng)從穿刺針的末端部分產(chǎn)生的光聲波。因此，即使在從激光單元13所出射的光的能量較低時(shí)，也能夠有效地產(chǎn)生光聲波。其他效果與第1實(shí)施方式相同。

接著，對(duì)本發(fā)明的第3實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。圖8表示本發(fā)明的第3實(shí)施方式所涉及的光聲圖像生成裝置中使用的穿刺針的剖面。本實(shí)施方式中的穿刺針15b中光吸收部件155兼作為將導(dǎo)光部件152固定于穿刺針的內(nèi)壁的固定部件，在這一點(diǎn)上不同于圖7所示的第2實(shí)施方式中使用的穿刺針15a。光聲圖像生成裝置的結(jié)構(gòu)與圖1所示的第1實(shí)施方式的光聲圖像生成裝置的結(jié)構(gòu)相同。

還作為固定部件的光吸收部件155由混合有例如黑色顏料的環(huán)氧樹(shù)脂、聚氨酯樹(shù)脂、氟樹(shù)脂或硅酮橡膠等構(gòu)成。光吸收部件155例如覆蓋導(dǎo)光部件152即光纖的光出射端，且將光纖端面固定于穿刺針主體151的內(nèi)壁。通過(guò)如此設(shè)定，能夠固定導(dǎo)光部件152，且能夠以高精確度掌握穿刺針15b的末端與導(dǎo)光部件152的末端(光出射部)之間的位置關(guān)系。其他效果與第2實(shí)施方式相同。

接著，對(duì)本發(fā)明的第4實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。圖9表示本發(fā)明的第4實(shí)施方式所涉及的光聲像生成裝置中使用的穿刺針的剖面。在本實(shí)施方式中，構(gòu)成導(dǎo)光部件152的光纖的光出射側(cè)的端面(光出射部153)傾斜形成，在這一點(diǎn)上不同于第1實(shí)施方式。光聲圖像生成裝置的結(jié)構(gòu)與圖1所示的第1實(shí)施方式的光聲圖像生成裝置的結(jié)構(gòu)相同。另外，在本實(shí)施方式中，穿刺針也可以與第2實(shí)施方式同樣具有光吸收部件154(參考圖7)。并且，穿刺針可以與第3實(shí)施方式同樣具有兼作為固定部件的光吸收部件155(參考圖8)。

在本實(shí)施方式中，構(gòu)成光出射部153的導(dǎo)光部件(光纖)152的端面以角度α傾斜，而并非垂直。更詳細(xì)而言，當(dāng)將與光纖的延伸方向平行的方向的角度設(shè)為0°，且將與光纖的延伸方向垂直的方向的角度設(shè)為90°時(shí)，構(gòu)成導(dǎo)光部件152的光纖的端面的角度為45°以上且小于90°的角度。光纖(纖芯)的折射率為1.45左右，若穿刺針15的內(nèi)部被空氣或水填滿，則在光纖中行進(jìn)過(guò)來(lái)的光在光纖的光出射側(cè)的端面向穿刺針15的內(nèi)壁方向折射。通過(guò)如此設(shè)定，能夠向穿刺針15的內(nèi)壁照射更多的光，能夠在穿刺針15的末端部分有效地產(chǎn)生光聲波。

接著，對(duì)本發(fā)明的第5實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。圖10表示本發(fā)明的第5實(shí)施方式所涉及的光聲圖像生成裝置。本實(shí)施方式所涉及的光聲圖像生成裝置除了圖1所示的第1實(shí)施方式所涉及的光聲圖像生成裝置10以外，還具有激光單元16(第2光源)。另外，在本實(shí)施方式中，穿刺針也可以與第2實(shí)施方式同樣具有光吸收部件154(參考圖7)，并且，穿刺針也可以與第3實(shí)施方式同樣具有兼作為固定部件的光吸收部件155(參考圖8)。并且，光纖的光出射端可以與第4實(shí)施方式同樣傾斜形成(參考圖9)。

激光單元16出射從被檢體的表面等照射到被檢體的激光束。激光束的波長(zhǎng)根據(jù)觀察對(duì)象的活體組織等適當(dāng)設(shè)定即可。激光單元16構(gòu)成為例如以翠綠寶石為激光介質(zhì)的固體激光光源。從激光單元16出射的光使用光纖等被引導(dǎo)至探頭11，并從設(shè)置于探頭11的光照射部照射到被檢體。也可以從探頭11以外的部位照射激光束來(lái)代替從探頭11進(jìn)行光照射。探頭11在從激光單元16出射的光照射到被檢體之后，檢測(cè)基于該光照射而產(chǎn)生的光聲波(第2光聲波)。

從第2光源即激光單元16出射的光照射到被檢體的比較寬的范圍，因此優(yōu)選激光單元16出射較高能量的激光束。相對(duì)于此，從第1光源即激光單元13出射的光只要能夠僅照射到穿刺針15末端的有限范圍即可，能量密度也較高，因此第1光源可以不是較高輸出的激光光源。例如，當(dāng)激光單元13和激光單元16同時(shí)構(gòu)成為以閃光燈為激發(fā)光源的固體激光光源時(shí)，在激光單元13中可以以比激光單元16弱的強(qiáng)度使閃光燈發(fā)光。

關(guān)于激光束的波長(zhǎng)，在激光單元13和激光單元16中，波長(zhǎng)可以不同。例如，在第2光源即激光單元16中可以使用能夠有效地將觀察對(duì)象即血管圖像化的波長(zhǎng)為700nm～800nm的激光光源。另一方面，在第1光源即激光單元13中可以使用波長(zhǎng)為1064nm或532nm的激光光源。從激光單元13出射的激光束的波長(zhǎng)尤其優(yōu)選在從激光單元13出射的光進(jìn)入到活體時(shí)也不會(huì)被局部吸收的、活體組織的透射率較高的波長(zhǎng)區(qū)域(700nm-1100nm)范圍。并且，在激光單元13和激光單元16中，激光光源的類(lèi)型可以不同。例如，在激光單元13中可以使用半導(dǎo)體激光裝置或光放大型激光光源，在激光單元16中可以使用nd：yag(釹yag)或yag、翠綠寶石等固體激光光源。

對(duì)激光單元13的驅(qū)動(dòng)條件進(jìn)行考察。從激光單元13出射光之后在穿刺針15的末端部分產(chǎn)生的光聲波的頻率成分依賴(lài)于從激光單元13出射的脈沖激光束的脈沖寬度而發(fā)生變化。圖11是表示基于脈沖激光束的照射而產(chǎn)生的光聲波的頻率特性的曲線圖。在曲線圖中，橫軸表示頻率，縱軸表示信號(hào)強(qiáng)度。在圖11中示出針對(duì)脈沖寬度為5.7ns的脈沖激光束的光聲波的頻率特性(a)的實(shí)測(cè)值。并且，還示出將脈沖寬度設(shè)為50ns時(shí)可以設(shè)想的光聲波的頻率特性(b)的計(jì)算值、將脈沖寬度設(shè)為75ns時(shí)可以設(shè)想的光聲波的頻率特性(c)的計(jì)算值、以及將脈沖寬度設(shè)為100ns時(shí)可以設(shè)想的光聲波的頻率特性(d)的計(jì)算值?？v軸以針對(duì)脈沖寬度為5.7ns的光聲波的最大強(qiáng)度進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化。激光單元13中使用nd：yag的固體激光光源。

參考圖11，可知隨著脈沖寬度變窄，光聲波的高頻成分逐漸變?nèi)?。并且，可知光聲波的整體強(qiáng)度也逐漸下降。通常的醫(yī)用探頭能夠檢測(cè)的頻率范圍為2mhz-20mhz。例如，中心頻率為8mhz的探頭能夠檢測(cè)4mhz-12mhz的范圍的聲波。為了能夠使用通常的醫(yī)用探頭檢測(cè)在穿刺針15的末端部分產(chǎn)生的光聲波，優(yōu)選激光單元13出射產(chǎn)生在探頭能夠檢測(cè)的頻率范圍內(nèi)具有足夠強(qiáng)度的光聲波的脈沖寬度的脈沖激光束。若脈沖激光束的脈沖寬度超過(guò)100ns，則2mhz-20mh的范圍的頻率成分的信號(hào)不具有足夠的強(qiáng)度，因此優(yōu)選脈沖寬度的上限設(shè)為100ns。另外，當(dāng)激光單元13使用激光二極管光源時(shí)，脈沖激光束的光強(qiáng)度與脈沖寬度大致成正比，因此脈沖寬度越變窄，激光束的整體強(qiáng)度越下降。為了在穿刺針15的末端部分產(chǎn)生能夠由探頭11檢測(cè)的強(qiáng)度的光聲波，認(rèn)為至少需要5ns的脈沖寬度。綜上所述，優(yōu)選從激光單元13出射的脈沖激光束的脈沖寬度在5ns-100ns的范圍內(nèi)。

關(guān)于脈沖激光束的能量，實(shí)驗(yàn)結(jié)果，若1個(gè)脈沖為0.8μj以上，則能夠?qū)崿F(xiàn)在穿刺針15的末端產(chǎn)生的光聲波的可視化。若考慮加算平均，則加算平均能夠進(jìn)行1000次左右，此時(shí)，若1個(gè)脈沖為0.03μj以上，則成為能夠可視化的水平。關(guān)于能量的上限，若1個(gè)脈沖高于50μj，則在200μm纖芯光纖中能量密度成為160mj/cm²以上，在400μm纖芯光纖中能量密度也會(huì)成為40mj/cm²以上，成為與活體安全性的基準(zhǔn)值相同的水平(在波長(zhǎng)750m～1064nm下為20mj/cm²～100mj/cm²)。因此，不優(yōu)選高于50μj的能量。綜上所述，優(yōu)選每一脈沖的能量為0.03μj以上50μj以下。

在本實(shí)施方式中進(jìn)行2種光照射。1種是從激光單元13出射的光對(duì)穿刺針15的末端部分的照射，另1種是從激光單元16出射的光對(duì)被檢體的照射。本實(shí)施方式中，除了由對(duì)穿刺針15的末端部分的光照射而產(chǎn)生的第1光聲波以外，還檢測(cè)由對(duì)被檢體的光照射而產(chǎn)生的第2光聲波。光聲圖像生成構(gòu)件25除了基于第1光聲波的第1光聲圖像以外，還生成基于第2光聲波的第2光聲圖像。

圖12表示本實(shí)施方式中的動(dòng)作順序。由醫(yī)生等將穿刺針15穿刺到被檢體中(步驟b1)。在穿刺針15穿刺后，超聲波單元12的控制構(gòu)件28向第1光源即激光單元13送出觸發(fā)信號(hào)。若收到觸發(fā)信號(hào)，則激光單元13開(kāi)始進(jìn)行激光振蕩，出射脈沖激光束。從激光單元13出射的脈沖激光束被導(dǎo)光部件152(參考圖2)引導(dǎo)至穿刺針15的末端附近，并從光出射部153出射，照射到穿刺針15的末端部分(步驟b2)。

探頭11檢測(cè)通過(guò)激光束的照射而在被檢體內(nèi)產(chǎn)生的第1光聲波(步驟b3)。ad轉(zhuǎn)換構(gòu)件22經(jīng)由接收電路21接收第1光聲波的檢測(cè)信號(hào)，將第1光聲波的檢測(cè)信號(hào)采樣并存儲(chǔ)于接收存儲(chǔ)器23。數(shù)據(jù)分離構(gòu)件24向光聲圖像生成構(gòu)件25發(fā)送存儲(chǔ)于接收存儲(chǔ)器23的第1光聲波的檢測(cè)信號(hào)，光聲圖像生成構(gòu)件25根據(jù)第1光聲波的檢測(cè)信號(hào)生成第1光聲圖像(步驟b4)。到此為止的步驟可以與第1實(shí)施方式中說(shuō)明的動(dòng)作順序(參考圖6)相同。

控制構(gòu)件28對(duì)第2光源即激光單元16送出激光振蕩觸發(fā)信號(hào)。激光單元16響應(yīng)于激光振蕩觸發(fā)信號(hào)，打開(kāi)例如閃光燈等激發(fā)光源而激發(fā)激光介質(zhì)，之后，通過(guò)將q開(kāi)關(guān)設(shè)為on來(lái)出射脈沖激光束。從激光單元16出射的激光束從探頭11等照射到被檢體的比較寬的范圍(步驟b5)。

探頭11檢測(cè)由步驟b5的激光束的照射而產(chǎn)生的第2光聲波(步驟b6)。ad轉(zhuǎn)換構(gòu)件22經(jīng)由接收電路21接收第2光聲波的檢測(cè)信號(hào)，將第2光聲波的檢測(cè)信號(hào)采樣并存儲(chǔ)于接收存儲(chǔ)器23。數(shù)據(jù)分離構(gòu)件24向光聲圖像生成構(gòu)件25發(fā)送存儲(chǔ)于接收存儲(chǔ)器23的第2光聲波的檢測(cè)信號(hào)，光聲圖像生成構(gòu)件25根據(jù)第2光聲波的檢測(cè)信號(hào)生成第2光聲圖像(步驟b7)。

控制構(gòu)件28向發(fā)送控制電路29送出超聲波觸發(fā)信號(hào)，發(fā)送控制電路29響應(yīng)于該超聲波觸發(fā)信號(hào)，從探頭11發(fā)送超聲波(步驟b8)。在發(fā)送超聲波之后，探頭11檢測(cè)反射超聲波(步驟b9)。ad轉(zhuǎn)換構(gòu)件22經(jīng)由接收電路21接收反射超聲波的檢測(cè)信號(hào)，將反射超聲波的檢測(cè)信號(hào)采樣并存儲(chǔ)于接收存儲(chǔ)器23。數(shù)據(jù)分離構(gòu)件24向超聲波圖像生成構(gòu)件26發(fā)送存儲(chǔ)于接收存儲(chǔ)器23的反射超聲波的檢測(cè)信號(hào)。超聲波圖像生成構(gòu)件26根據(jù)反射超聲波的檢測(cè)信號(hào)生成超聲波圖像(步驟b10)。超聲波的發(fā)送至超聲波圖像的生成為止的步驟可以與第1實(shí)施方式中說(shuō)明的動(dòng)作順序相同。

圖像合成構(gòu)件27對(duì)在步驟b4中生成的第1光聲圖像、在步驟b7中生成的第2光聲圖像、在步驟b10中生成的超聲波圖像進(jìn)行合成(步驟b11)。在步驟b11中合成的圖像顯示于圖像顯示構(gòu)件14(步驟b12)。

另外，在上面說(shuō)明了分別進(jìn)行從第1光源即激光單元13出射的光的照射和從第2光源即激光單元16出射的光的照射，但這些光照射也可以同時(shí)進(jìn)行。此時(shí)，探頭11同時(shí)(一次性)檢測(cè)由從第1光源即激光單元13出射的光的照射而產(chǎn)生的第1光聲波和由從第2光源即激光單元16出射的光的照射而產(chǎn)生的第2光聲波。此時(shí)，光聲圖像的生成進(jìn)行1次即可，與生成2個(gè)光聲圖像之后合成(重疊)的情況相比，能夠在短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行圖像顯示。

在本實(shí)施方式中，向被檢體照射從第2光源即激光單元16出射的光，檢測(cè)第2光聲波并生成第2光聲圖像。通過(guò)參考第2光聲圖像，能夠?qū)⒀旱裙馕阵w的分布圖像化。除了照射從激光單元16出射的光以外，還向穿刺針15的末端部分照射從第1光源即激光單元13出射的光，通過(guò)該光產(chǎn)生光聲波，由此，即使在穿刺針15的末端位于從激光單元16出射的光無(wú)法到達(dá)的深部時(shí)，也能夠在光聲圖像中確認(rèn)穿刺針的末端位置。

接著，對(duì)本發(fā)明的第6實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。在本實(shí)施方式中，穿刺針還具有對(duì)穿刺針主體的內(nèi)腔的至少一部分進(jìn)行密封的內(nèi)針。內(nèi)針例如構(gòu)成為具有與構(gòu)成外針的穿刺針主體的內(nèi)徑大致相同大小的外徑，且相對(duì)于中空的穿刺針主體能夠拔插。內(nèi)針由具有光吸收性的材料例如黑色樹(shù)脂制成。導(dǎo)光部件埋入于內(nèi)針的內(nèi)部。內(nèi)針尤其是其末端部分兼作為吸收從導(dǎo)光部件的光出射部出射的光而產(chǎn)生聲波的光吸收部件。光聲圖像生成裝置整體的結(jié)構(gòu)可以與圖1所示的第1實(shí)施方式所涉及的光聲圖像生成裝置相同，也可以與圖10所示的第5實(shí)施方式所涉及的光聲圖像生成裝置相同。

圖13表示本實(shí)施方式中使用的穿刺針的末端附近的剖面。穿刺針15c在中空形狀的穿刺針主體151的內(nèi)側(cè)具有內(nèi)針158，該穿刺針主體在形成為銳角的末端具有開(kāi)口，且在內(nèi)部具有內(nèi)腔。內(nèi)針158由例如黑色的聚酰胺樹(shù)脂或ptfe(聚四氟乙烯)等氟樹(shù)脂制成。內(nèi)針158的末端與穿刺針主體151的末端同樣形成為銳角。導(dǎo)光部件152埋入于內(nèi)針158的內(nèi)部。內(nèi)部具有導(dǎo)光部件152的內(nèi)針158例如能夠通過(guò)如下方法制作：在具有與穿刺針主體151的內(nèi)徑相同的內(nèi)徑的管中配置導(dǎo)光部件152之后，使黑色的聚酰胺樹(shù)脂或氟樹(shù)脂等流入，并切出末端部分。從導(dǎo)光部件152的光出射部153出射的光照射到具有光吸收性的內(nèi)針158的末端部分，在內(nèi)針158的末端部分產(chǎn)生光聲波。由探頭11(參考圖1)檢測(cè)所產(chǎn)生的光聲波。內(nèi)針158內(nèi)部的埋入導(dǎo)光部件152的位置并沒(méi)有特別限定?？梢允莾?nèi)針158的中央附近，也可以與圖2等所示同樣是靠近穿刺針主體151的內(nèi)壁的部分。

圖14a表示本實(shí)施方式中的穿刺針15c的外觀，圖14b表示穿刺針主體151的外觀，圖14c表示內(nèi)針158的外觀。構(gòu)成外針的穿刺針主體151粘接于外針基座156(參考圖14b)，內(nèi)針158粘接于內(nèi)針基座159(參考圖14c)。內(nèi)針158從外針基座156側(cè)插入到穿刺針主體151的內(nèi)腔，將穿刺針主體151的內(nèi)腔的至少一部分密封至防止活體的切片等侵入到內(nèi)腔的程度。在內(nèi)針基座159上設(shè)有用于對(duì)準(zhǔn)連接位置的突起部，在外針基座156上設(shè)有嚙合于內(nèi)針基座159的突起部的槽。在穿刺針主體151內(nèi)固定內(nèi)針158時(shí)，使內(nèi)針基座159的突起和外針基座156的槽的位置對(duì)準(zhǔn)之后，使內(nèi)針基座159嵌合于外針基座156。

醫(yī)生將穿刺針15c以內(nèi)針158固定于穿刺針主體151內(nèi)的狀態(tài)(參考圖14a)穿刺到被檢體中。由于穿刺針主體151的內(nèi)腔被內(nèi)針158堵塞，因此能夠防止在針穿刺途中卷進(jìn)肉片等，且能夠防止妨礙醫(yī)生的穿刺感覺(jué)。并且，還能夠防止水分從穿刺部位流入到穿刺針主體151的內(nèi)腔。在穿刺到被檢體之后，醫(yī)生解除內(nèi)針基座159與外針基座156的連接，從穿刺針主體151拔去內(nèi)針158。在拔去內(nèi)針158之后，將注射器等安裝于外針基座156，例如進(jìn)行麻醉藥等藥劑的注入。或者，從被檢體的被穿刺有穿刺針15c的部位采取活檢試樣。

圖15表示激光單元13與穿刺針15c的連接。在激光單元13中例如使用激光二極管光源。激光二極管光源及其驅(qū)動(dòng)電路等容納于寬度125mm、縱深70mm、高度40mm左右的箱體。激光單元13例如從設(shè)置于超聲波單元的usb(universalserialbus)端子接受dc(directcurrent)電源的供給。從激光單元13出射的脈沖激光束的脈沖能量例如為0.006mj，脈沖寬度例如為60ns-100ns。脈沖激光束的每單位時(shí)間的重復(fù)次數(shù)(頻率)例如為30hz以上。

從激光單元13至穿刺針15c為止的導(dǎo)光中使用光纖30。光纖30在末端(從激光單元13觀察時(shí)為遠(yuǎn)端側(cè))具有光連接器31。在穿刺針15c的內(nèi)針基座159設(shè)有使光連接器31連接的光連接器。被光纖30引導(dǎo)的光從該光連接器31入射到內(nèi)針158內(nèi)的導(dǎo)光部件152(參考圖13)，從光出射部153照射到內(nèi)針158的末端部分。當(dāng)在內(nèi)針基座159設(shè)有光連接器時(shí)，能夠分離將從激光單元13出射的光引導(dǎo)至內(nèi)針的光纖30和內(nèi)針部分來(lái)進(jìn)行處理，且能夠?qū)瑑?nèi)針158和內(nèi)針基座159的內(nèi)針部分進(jìn)行殺菌處理后裝袋。使用時(shí)，從殺菌袋中取出內(nèi)針部分，并連接設(shè)置于內(nèi)針基座159的光連接器和設(shè)置于光纖30的光連接器31即可。

另外，上面說(shuō)明了在內(nèi)針基座159設(shè)置光連接器的例子，但也可以還在穿刺針15c側(cè)設(shè)置從內(nèi)針基座159延伸的光纖并在該光纖的末端設(shè)置光連接器來(lái)代替在內(nèi)針基座159設(shè)置光連接器。此時(shí)，將包含從內(nèi)針基座159延伸的光纖在內(nèi)的內(nèi)針部分進(jìn)行殺菌處理后裝袋即可。與不具有光連接器的情況相比，在內(nèi)針基座159設(shè)置光連接器時(shí)內(nèi)針基座159的重量會(huì)增加相當(dāng)于光連接器的量。認(rèn)為若內(nèi)針基座159過(guò)重，則穿刺針15c中的重量平衡變差，難以操作穿刺針15c。在這種情況下，在遠(yuǎn)離內(nèi)針基座159的位置設(shè)置光連接器即可。

也可以設(shè)為將光纖的端面研磨成能夠?qū)Ч饣蛘邔⒐饫w端面平滑地切出的狀態(tài)，而不在從內(nèi)針基座159延伸的光纖中設(shè)置光連接器。此時(shí)，在激光單元13側(cè)插入從內(nèi)針基座159延伸的光纖的末端，并設(shè)置以彈簧力按壓被插入的光纖的結(jié)構(gòu)的插座即可。在這種情況下，若一定以上的力施加于光纖則光纖從插座被抜掉，因此不會(huì)存在光纖被施加過(guò)度的力而折斷的情況。并且，無(wú)需在從內(nèi)針基座159側(cè)延伸的光纖中附加光連接器(插頭)，能夠降低穿刺針的成本。

在本實(shí)施方式中，穿刺針15c具有內(nèi)針158。通過(guò)內(nèi)針158堵塞構(gòu)成外針的穿刺針主體151的內(nèi)腔，醫(yī)生能夠在穿刺感覺(jué)不受妨礙的狀態(tài)下將穿刺針15c穿刺到被檢體中。并且，能夠防止水分等在穿刺針主體151的內(nèi)腔中逆流。在本實(shí)施方式中，內(nèi)針由具有光吸收性的材料制成，且在內(nèi)針158的內(nèi)部設(shè)有導(dǎo)光部件152。通過(guò)導(dǎo)光部件152將光引導(dǎo)至穿刺針的末端部分，并從光出射部153向內(nèi)針158的末端部分照射光，由此能夠在內(nèi)針158的末端部分產(chǎn)生光聲波，且能夠基于光聲圖像將穿刺針末端可視化。

接著，對(duì)本發(fā)明的第7實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。在第6實(shí)施方式中，在內(nèi)針158(參考圖13)的內(nèi)部配置導(dǎo)光部件152。本實(shí)施方式中，將導(dǎo)光部件152本身用作密封穿刺針主體151的內(nèi)腔的至少一部分的內(nèi)針。并且，用具有光吸收性的膜例如黑色的氟樹(shù)脂覆蓋包含光出射部153的導(dǎo)光部件152的至少一部分。其他結(jié)構(gòu)與第6實(shí)施方式相同。

圖16表示本實(shí)施方式中的穿刺針中使用的內(nèi)針的外觀。導(dǎo)光部件152具有與中空形狀的穿刺針主體151的內(nèi)徑大致相同的大小的外徑。導(dǎo)光部件152中使用例如纖芯直徑為400μm左右的光纖。導(dǎo)光部件152的包括包層或包覆在內(nèi)的總直徑為550μm左右。內(nèi)針在包含導(dǎo)光部件152的末端的一部分具有黑色的氟樹(shù)脂膜160。內(nèi)針可以至少在導(dǎo)光部件152的末端具有黑色的氟樹(shù)脂膜160，也可以遍及導(dǎo)光部件152的整個(gè)長(zhǎng)邊方向具有黑色的氟樹(shù)脂膜。

圖17表示內(nèi)針的末端部分的剖面。通過(guò)在導(dǎo)光部件152的末端部分具備具有光吸收性的黑色的氟樹(shù)脂膜160，導(dǎo)光部件152的光出射部153被黑色的氟樹(shù)脂膜160覆蓋。從光出射部153出射的光被黑色的氟樹(shù)脂膜160吸收，在內(nèi)針158的末端部分產(chǎn)生光聲波。由探頭11(參考圖1)檢測(cè)所產(chǎn)生的光聲波。

在本實(shí)施方式中，將導(dǎo)光部件152用作內(nèi)針，通過(guò)導(dǎo)光部件152堵塞穿刺針主體151的內(nèi)腔。在本實(shí)施方式中，與第6實(shí)施方式不同，導(dǎo)光部件152本身堵塞穿刺針主體151的內(nèi)腔，因此與第6實(shí)施方式相比，在導(dǎo)光部件152中可以使用直徑較粗的光纖。其他效果與第6實(shí)施方式相同。

另外，對(duì)本發(fā)明的第8實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。圖18表示本發(fā)明的第8實(shí)施方式中使用的內(nèi)針的剖面。在本實(shí)施方式中，內(nèi)針包含軟管161、導(dǎo)光部件152及光吸收部件154。軟管161、導(dǎo)光部件152及光吸收部件154構(gòu)成插入到穿刺針主體的內(nèi)腔的內(nèi)針。圖18中雖省略圖示，但軟管161及導(dǎo)光部件152粘接于內(nèi)針基座159(參考圖14c)。軟管161、導(dǎo)光部件152及光吸收部件154從外針基座156(參考圖14b)側(cè)插入到穿刺針主體151的內(nèi)腔。其他結(jié)構(gòu)可以與第6實(shí)施方式相同。

軟管161為將導(dǎo)光部件152容納于內(nèi)部的中空管。軟管161例如由ptfe等氟樹(shù)脂制成。導(dǎo)光部件152為例如纖芯直徑為200μm的光纖，軟管161的外徑例如為406μm。在軟管161的末端配置有光吸收部件154。光吸收部件154與形成為銳角的穿刺針末端同樣地被切成銳角。光吸收部件154中可以使用混合有具有光吸收性的黑色顏料的環(huán)氧樹(shù)脂、聚氨酯樹(shù)脂、氟樹(shù)脂或硅酮橡膠等。在導(dǎo)光部件152的光出射部153與光吸收部件154之間存在空隙。換一種說(shuō)法，導(dǎo)光部件152的光出射部153和光吸收部件154隔著空氣層而對(duì)置。

從激光單元13(參照?qǐng)D15)出射的光被導(dǎo)光部件152引導(dǎo)至穿刺針(內(nèi)針)的末端附近，并從光出射部153經(jīng)由空隙照射到光吸收部件154。通過(guò)吸收由光吸收部件154照射的光，在穿刺針的末端部分產(chǎn)生光聲波。此時(shí)，光吸收部件154的聲阻抗相比于空氣更接近活體組織，因此在光吸收部件154中產(chǎn)生的光聲波的大部分從穿刺針的開(kāi)口釋放到外部。如此，通過(guò)在光吸收部件154的背面?zhèn)仍O(shè)置空氣層，能夠有效地從正面釋放在光吸收部件154中產(chǎn)生的光聲波。

接著，對(duì)本發(fā)明的第9實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。圖19表示本發(fā)明的第9實(shí)施方式中使用的穿刺針的末端附近的剖面。本實(shí)施方式中的穿刺針15d具有穿刺針主體151、軟管161、透明樹(shù)脂163、導(dǎo)光部件152及光吸收部件154。軟管161、透明樹(shù)脂163、導(dǎo)光部件152及光吸收部件154構(gòu)成插入到穿刺針主體151的內(nèi)腔的內(nèi)針158。圖19中雖省略圖示，但軟管161及導(dǎo)光部件152粘接于內(nèi)針基座159(參考圖14c)。內(nèi)針158從外針基座156(參考圖14b)側(cè)插入到穿刺針主體151的內(nèi)腔。其他結(jié)構(gòu)可以與第6實(shí)施方式相同。

軟管161為例如由聚酰亞胺制成的中空管。軟管161也可以為不銹鋼等金屬管。透明樹(shù)脂163配置于軟管161的管內(nèi)。透明樹(shù)脂163中例如使用環(huán)氧樹(shù)脂(粘接劑)。透明樹(shù)脂163只要堵塞軟管161的至少末端部分即可，無(wú)需一定要堵塞軟管161的整個(gè)內(nèi)部。透明樹(shù)脂163中可以使用光固化型、熱固化型或常溫固化型的透明樹(shù)脂。

導(dǎo)光部件152通過(guò)透明樹(shù)脂163埋入于軟管161中。導(dǎo)光部件152的光出射端構(gòu)成光出射部153。軟管161的末端部分具有光吸收部件154，從光出射部153出射的光照射到光吸收部件154。光吸收部件154中可以使用例如混合有黑色顏料的環(huán)氧樹(shù)脂、聚氨酯樹(shù)脂、氟樹(shù)脂或硅酮橡膠等。

本實(shí)施方式中使用的內(nèi)針158能夠按以下順序進(jìn)行制作。首先，向軟管161的管內(nèi)注入固化前的透明樹(shù)脂163。接著，將導(dǎo)光部件152插入貫通于軟管161的內(nèi)部，并以構(gòu)成光出射部153的導(dǎo)光部件152的光出射端配置于軟管161的末端部分附近的方式進(jìn)行定位。該定位中，例如使用顯微鏡等觀察導(dǎo)光部件152，以光出射端配置于軟管161的末端部分的方式調(diào)整位置即可。由于透明樹(shù)脂163具有透明性，因此在進(jìn)行調(diào)整時(shí)能夠確認(rèn)導(dǎo)光部件152的光出射端的位置。代替上述，也可以先插入貫通導(dǎo)光部件152之后，注入透明樹(shù)脂163。

在進(jìn)行定位之后，例如通過(guò)熱固化以導(dǎo)光部件152插入貫通于軟管161的管內(nèi)的狀態(tài)使透明樹(shù)脂163固化。之后，將軟管161及透明樹(shù)脂163的末端切割成銳角，以便成為適合于穿刺針主體151末端的形狀。接著，以覆蓋該切割面的至少一部分的方式涂布構(gòu)成光吸收部件154的具有光吸收性的樹(shù)脂，并使該樹(shù)脂例如通過(guò)熱固化而固化。

如上所述，將導(dǎo)光部件152插入貫通于軟管161的內(nèi)部并調(diào)整位置，并且使透明樹(shù)脂固化之后將軟管切割成銳角，但并不限定于此。也可以先將軟管切割成銳角，并在該軟管中插入貫通導(dǎo)光部件152并調(diào)整位置，并且使透明樹(shù)脂固化。此時(shí)，軟管可以使用金屬管。

在本實(shí)施方式中，由軟管161和透明樹(shù)脂163構(gòu)成內(nèi)針158，導(dǎo)光部件152通過(guò)透明樹(shù)脂163埋入于軟管161的管內(nèi)。通過(guò)使用透明樹(shù)脂163，在埋入導(dǎo)光部件152時(shí)能夠肉眼確認(rèn)其末端位置，且能夠?qū)⒐獬錾洳?53盡量配置于靠近內(nèi)針158的末端的位置。

并且，在本實(shí)施方式中，在內(nèi)針158的末端部分的表面配置有光吸收部件154。從導(dǎo)光部件152的光出射部153出射的光通過(guò)透明樹(shù)脂163照射到光吸收部件154，從光吸收部件154產(chǎn)生光聲波。由于在內(nèi)針158末端部分的表面產(chǎn)生光聲波，因此衰減要素較少，能夠穩(wěn)定地進(jìn)行光聲波的檢測(cè)。并且，由于經(jīng)由透明樹(shù)脂163照射光，因此即使光出射部153的位置稍微偏離，也能夠?qū)馕詹考?54進(jìn)行光照射。

本發(fā)明人制作出導(dǎo)光部件152中使用纖芯直徑為200μm的光纖的內(nèi)針158，并將該內(nèi)針158安裝于粗細(xì)為22g(規(guī)格)的刺激針，以插入角度80°穿刺刺激針，進(jìn)行在光聲圖像中能否將針的末端位置圖像化的實(shí)驗(yàn)。從光源出射在脈沖寬度80ns下脈沖能量為6.4μj的脈沖激光束，從光纖對(duì)設(shè)置于內(nèi)針158的末端部分表面的黑色環(huán)氧樹(shù)脂進(jìn)行光照射，利用具有6.5mhz的中心頻率的直線探頭檢測(cè)從黑色環(huán)氧樹(shù)脂產(chǎn)生的光聲波。將該光聲波進(jìn)行了圖像化，結(jié)果確認(rèn)到即使在穿刺到深度為77mm的位置時(shí)也能夠圖像化。另外，確認(rèn)到通過(guò)將8次檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行加算平均，能夠更明確地將針的末端位置圖像化。并且，確認(rèn)到即使在導(dǎo)光部件152使用纖芯直徑為100μm的光纖的情況下，從光源出射在脈沖寬度80ns下脈沖能量為2.0μj的光時(shí)，也能夠在深度為78mm的位置處進(jìn)行圖像化。

接著，對(duì)本發(fā)明的第10實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。圖20表示本發(fā)明的第10實(shí)施方式中使用的穿刺針的末端附近的剖面。本實(shí)施方式中的穿刺針15e具有穿刺針主體151、軟管161、透明樹(shù)脂163、導(dǎo)光部件152及光吸收部件154。在本實(shí)施方式中的穿刺針15e中，光吸收部件154覆蓋光出射部153，并與導(dǎo)光部件152一同埋入于透明樹(shù)脂163中，在這一點(diǎn)上不同于圖19所示的第9實(shí)施方式中的穿刺針15d。其他結(jié)構(gòu)可以與第9實(shí)施方式相同。

本實(shí)施方式中使用的內(nèi)針158能夠按以下順序進(jìn)行制作。首先，使光吸收性樹(shù)脂以覆蓋構(gòu)成光出射部153的導(dǎo)光部件152的光出射端的至少一部分的方式附著。光吸收性樹(shù)脂中可以使用例如混合有黑色顏料的環(huán)氧樹(shù)脂、聚氨酯樹(shù)脂、氟樹(shù)脂或硅酮橡膠等。接著，使光吸收性樹(shù)脂例如通過(guò)熱固化而固化。由該光吸收性樹(shù)脂制成光吸收部件154。

接著，將光吸收部件154附著于末端部分的導(dǎo)光部件152插入貫通于軟管161的內(nèi)部，并以構(gòu)成光出射部153的導(dǎo)光部件152的光出射端配置于軟管161的末端部分附近的方式進(jìn)行定位。該定位中，例如使用顯微鏡等觀察導(dǎo)光部件152，并以光出射端配置于軟管161的末端部分的方式調(diào)整位置即可。

接著，向軟管161的管內(nèi)注入固化前的透明樹(shù)脂163，并以導(dǎo)光部件152插入貫通于軟管161的管內(nèi)的狀態(tài)使透明樹(shù)脂163例如通過(guò)熱固化而固化。透明樹(shù)脂163中例如使用聲波的衰減較少的軟性環(huán)氧樹(shù)脂即可。之后，將軟管161及透明樹(shù)脂163的末端切割成銳角，以便成為適合于穿刺針主體151的末端的形狀。代替上述，也可以先插入貫通導(dǎo)光部件152之后，注入透明樹(shù)脂163。

如上所述，將光吸收部件154附著于末端部分的導(dǎo)光部件152插入貫通于軟管161的內(nèi)部并調(diào)整位置之后將軟管161切割成銳角，但并不限定于此。也可以先將軟管161的末端切割成銳角，在該軟管中插入光吸收部件154附著于末端部分的導(dǎo)光部件152并調(diào)整位置。此時(shí)，軟管161可以使用金屬管等。

在本實(shí)施方式中，在構(gòu)成光出射部153的導(dǎo)光部件152的光出射端設(shè)有光吸收部件154，且導(dǎo)光部件152和光吸收部件154埋入于透明樹(shù)脂163中。本實(shí)施方式中，與第9實(shí)施方式相比，能夠使光吸收部件154精確定位(pinpoint)，且使光聲波的產(chǎn)生源靠近點(diǎn)聲源。其他效果與第9實(shí)施方式相同。

本發(fā)明人制作出導(dǎo)光部件152使用纖芯直徑為200μm的光纖的內(nèi)針158，將該內(nèi)針158安裝于粗細(xì)為22g(規(guī)格)的針，并以插入角度80°穿刺該針，進(jìn)行在光聲圖像中能否將針的末端位置圖像化的實(shí)驗(yàn)。從光源出射在脈沖寬度80ns下脈沖能量為6.4μj的脈沖激光束，對(duì)設(shè)置于光纖的末端部分表面的黑色環(huán)氧樹(shù)脂進(jìn)行光照射，由探頭檢測(cè)從黑色環(huán)氧樹(shù)脂產(chǎn)生的光聲波。將該光聲波進(jìn)行了圖像化，結(jié)果確認(rèn)到即使在穿刺至深度為77mm的位置時(shí)，也能夠圖像化。另外，確認(rèn)到通過(guò)將8次檢測(cè)結(jié)果加算平均，能夠更明確地將針的末端位置圖像化。并且，確認(rèn)到即使在導(dǎo)光部件152使用纖芯直徑為100μm的光纖的情況下，從光源出射在脈沖寬度80ns下脈沖能量為2.0μj的光時(shí)，也能夠在深度為78mm的位置處進(jìn)行圖像化。

另外，在上述各實(shí)施方式中，說(shuō)明了由探頭11檢測(cè)光聲波和反射超聲波這兩者，但用于生成超聲波圖像的探頭和用于生成光聲圖像的探頭無(wú)需一定要相同?？梢岳脗€(gè)別的探頭分別檢測(cè)光聲波和反射超聲波。并且，可以先進(jìn)行光聲波的檢測(cè)(采樣)和反射超聲波的檢測(cè)(采樣)中的任意一個(gè)。

在第3實(shí)施方式中，由于存在于穿刺針15內(nèi)部的水或空氣等的折射率低于光纖的折射率，因此將光出射側(cè)的端面傾斜形成，以使內(nèi)壁側(cè)(與穿刺針的中央相反的一側(cè))變長(zhǎng)。當(dāng)穿刺針的內(nèi)部被高于光纖的折射率的物質(zhì)填滿時(shí)，與圖9相反地將光出射端側(cè)的端面傾斜形成以使穿刺針的中央側(cè)(與內(nèi)壁相反的一側(cè))變長(zhǎng)即可。

在第5實(shí)施方式中，說(shuō)明了激光單元13和激光單元16為獨(dú)立的光源，但也可以設(shè)為一個(gè)光源兼作為另一個(gè)光源的結(jié)構(gòu)。圖21表示第5實(shí)施方式所涉及的光聲圖像生成裝置中使用的第1光源及第2光源的變形例。在圖21所示的變形例中，第2光源即激光單元16兼作為第1光源。從激光單元16出射的激光束的一部分向被檢體方向被分支，剩余的光的至少一部分向穿刺針15方向被分支。分支比例如可以設(shè)為100:1左右。

例如，使用擴(kuò)散板17使從激光單元16出射的光擴(kuò)散之后，使其經(jīng)由聚光透鏡18入射到例如捆綁100條左右的光纖而成的束狀光纖19。通過(guò)使用擴(kuò)散板17及聚光透鏡18，能夠抑制入射到束狀光纖19的光的光強(qiáng)度的偏差。將束狀光纖19中的幾條例如1條向穿刺針15分支，剩余向被檢體方向分支。例如，可以在探頭設(shè)置用于連接從穿刺針15延伸的光纖的光連接器，通過(guò)束狀光纖19將所有的光暫時(shí)引導(dǎo)至探頭之后，將在探頭內(nèi)引導(dǎo)的光的一部分向穿刺針?lè)较蚍种?。另外，分支方法并不限定于上述方法，也可以是使用使大部分透射而反射一部分的分束器等其他分支方法。此時(shí)，與從穿刺針中露出的導(dǎo)光部件連接的連接器優(yōu)選設(shè)置于激光系統(tǒng)側(cè)。

在第8至第10實(shí)施方式中，說(shuō)明了將軟管161、導(dǎo)光部件152及光吸收部件154用作內(nèi)針的例子，但并不限定于此。也可以將軟管161設(shè)為小于穿刺針主體151的內(nèi)徑并與圖2同樣地使其沿著穿刺針主體151的內(nèi)腔。此時(shí)，也可以維持各自的效果。

穿刺針并不限定于從被檢體外部經(jīng)皮穿刺到被檢體中的針，也可以是超聲波內(nèi)窺鏡用針?？梢栽诔暡▋?nèi)窺鏡用針中設(shè)置導(dǎo)光部件152和光吸收部件154，對(duì)設(shè)置于針末端部分的光吸收部件154照射光，并檢測(cè)光聲波而生成光聲圖像。此時(shí)，通過(guò)觀察光聲圖像，能夠確認(rèn)超聲波內(nèi)窺鏡用針的末端部的位置的同時(shí)進(jìn)行穿刺。在超聲波內(nèi)窺鏡用針的末端部產(chǎn)生的光聲波可以使用體表用探頭進(jìn)行檢測(cè)，也可以使用組裝于內(nèi)窺鏡中的探頭進(jìn)行檢測(cè)。

光纖等導(dǎo)光部件152可以在穿刺針等插入物的內(nèi)腔內(nèi)通過(guò)粘接劑固定于內(nèi)壁。或者，可以在插入物的內(nèi)腔內(nèi)通過(guò)直徑小于內(nèi)腔的直徑的中空管(軟管)并利用該軟管固定導(dǎo)光部件152。圖22a是穿刺針的立體圖，圖22b表示圖22a的a-a剖面。如圖22a所示，穿刺針15f在穿刺針主體151的內(nèi)部具有軟管162。如圖22b所示，導(dǎo)光部件152保持于穿刺針主體151的內(nèi)腔與軟管162之間。軟管162的外徑比穿刺針主體151的內(nèi)徑小相當(dāng)于導(dǎo)光部件152的外徑的量。

在穿刺針15f的裝配中，首先，使導(dǎo)光部件152通過(guò)穿刺針15f的內(nèi)腔，接著將軟管162插入到穿刺針主體151的內(nèi)腔。通過(guò)插入的軟管162將導(dǎo)光部件152按壓于穿刺針主體151的內(nèi)壁，由此將導(dǎo)光部件152固定于穿刺針主體151的內(nèi)壁。軟管162通過(guò)與穿刺針主體151的內(nèi)壁之間的摩擦力將導(dǎo)光部件152維持于內(nèi)腔內(nèi)的規(guī)定位置。另外，也可以使用粘接劑粘接穿刺針主體151的內(nèi)腔和軟管162。

軟管162的材料例如可以使用金屬、氟樹(shù)脂或聚酰亞胺等。當(dāng)軟管162的材料例如使用不銹鋼等金屬時(shí)，能夠牢固地保持導(dǎo)光部件152。當(dāng)軟管162的材料使用氟樹(shù)脂時(shí)，與軟管162的材料使用金屬的情況相比，能夠使軟管的厚度(壁厚)變薄，從而能夠增加藥液等的流量。當(dāng)軟管162的材料使用聚酰亞胺時(shí)，由于聚酰亞胺是硬質(zhì)，因此能夠輕松地插入到穿刺針主體151，裝配輕松。并且，能夠使軟管的厚度變薄，從而能夠增加藥液等的流量。另外，也可以在各個(gè)材料中加入添加劑等。

從導(dǎo)光部件152出射的光照射到設(shè)置于穿刺針主體151的末端附近的光吸收部件154，從光吸收部件154產(chǎn)生光聲波。光吸收部件154可以與第3實(shí)施方式同樣地兼作為將導(dǎo)光部件的末端部分固定于穿刺針主體151的內(nèi)壁的固定部件?；蛘?，可以用具有光吸收性的樹(shù)脂覆蓋導(dǎo)光部件152的至少末端部分。

在上述各實(shí)施方式中，考慮使用穿刺針作為插入物，但并不限定于此。插入物可以是內(nèi)部容納用于射頻消融術(shù)的電極的射頻消融用針，也可以是插入到血管內(nèi)的導(dǎo)管，還可以是插入到血管內(nèi)的導(dǎo)管的導(dǎo)絲?；蛘?，可以是激光治療用光纖。

圖23表示射頻消融用針的一例。射頻消融用針250包含導(dǎo)光部件152和光吸收部件154。射頻消融用針250用于肝癌或乳癌等的射頻消融術(shù)。醫(yī)生等將射頻消融用針250插入到被檢體內(nèi)，以使射頻消融用針(手持件)250的末端配置于所希望的位置。此時(shí)，電極(展開(kāi)針)251容納于射頻消融用針250的內(nèi)部。當(dāng)將射頻消融用針250插入到被檢體內(nèi)時(shí)，從激光單元13(參考圖1)出射光，從導(dǎo)光部件152對(duì)光吸收部件154進(jìn)行光照射。由探頭11(參考圖1)檢測(cè)通過(guò)光吸收部件154吸收光而產(chǎn)生的光聲波，從而生成光聲圖像。通過(guò)參考該光聲圖像，能夠確認(rèn)射頻消融用針250的末端位置，且能夠?qū)⑨樐┒伺渲糜谙胍诘牟∽儾績(jī)?nèi)的精確位置。在射頻消融用針250的末端配置于所希望的位置之后，使電極251從射頻消融用針250突出，向目標(biāo)部位照射例如500khz左右的無(wú)線電波。

圖24表示射頻消融用針的另一例子。該例子中，在針狀的電極251也安裝有電極用導(dǎo)光部件257和電極用光吸收部件259。電極用導(dǎo)光部件257引導(dǎo)從激光單元13(參考圖1)出射的光。電極用光出射部258設(shè)置于電極251的末端部分附近，且出射被電極用導(dǎo)光部件257引導(dǎo)的光。電極用光吸收部件259產(chǎn)生由從電極用光出射部258出射的光而產(chǎn)生的光聲波。在圖24的例子中，在射頻消融用針250的末端和電極251的末端這2個(gè)部位產(chǎn)生光聲波。

在將射頻消融用針250插入到所希望的位置之后，使電極251從射頻消融用針250突出。當(dāng)射頻消融用針250插入到所希望的位置時(shí)從激光單元13出射光，且能夠使用光聲圖像確認(rèn)射頻消融用針250的末端位置，在這一點(diǎn)上與圖23的例子相同。在使電極251突出之后，從激光單元13出射光，向設(shè)置于射頻消融用針250的末端的光吸收部件154和設(shè)置于電極251的末端的電極用光吸收部件259照射光。由探頭11檢測(cè)在射頻消融用針250的末端產(chǎn)生的光聲波和在電極251的末端產(chǎn)生的光聲波，從而生成光聲圖像。通過(guò)參考該光聲圖像，能夠確認(rèn)照射無(wú)線電波的范圍(消融范圍)。

圖25表示導(dǎo)管。導(dǎo)管253用于血管內(nèi)治療例如經(jīng)皮冠狀動(dòng)脈成形術(shù)等。導(dǎo)管253具體而言是導(dǎo)向?qū)Ч?。?dǎo)管253并不限定于導(dǎo)向?qū)Ч埽部梢允菤饽覍?dǎo)管。使導(dǎo)光部件152通過(guò)導(dǎo)管253的內(nèi)部，并將從激光單元13(參考圖1)出射的光引導(dǎo)至導(dǎo)管253的末端部分。導(dǎo)管253的末端附近配置有光吸收部件154。醫(yī)生等向血管內(nèi)逐漸插入導(dǎo)管253，以使導(dǎo)管253的末端配置于所希望的位置。此時(shí)，從激光單元13出射光，并通過(guò)導(dǎo)光部件152向配置于導(dǎo)管253的末端附近的光吸收部件154照射光。由探頭11檢測(cè)通過(guò)光吸收部件154吸收光而產(chǎn)生的光聲波，從而生成光聲圖像。通過(guò)參考該光聲圖像，在導(dǎo)管253的插入過(guò)程中能夠確認(rèn)其末端位置。

圖26表示導(dǎo)絲。導(dǎo)絲254為用于引導(dǎo)在血管內(nèi)治療中使用的導(dǎo)管的鋼絲。沿著導(dǎo)絲254配置導(dǎo)光部件152，將從激光單元13(參考圖1)出射的光引導(dǎo)至導(dǎo)絲254的末端部分。也可以使導(dǎo)光部件152通過(guò)導(dǎo)絲254中來(lái)代替將導(dǎo)光部件152配置于導(dǎo)絲254外側(cè)。在導(dǎo)絲254的末端附近配置有光吸收部件154。醫(yī)生等向血管內(nèi)逐漸插入導(dǎo)絲254，以使導(dǎo)絲254的末端配置于所希望的位置。此時(shí)，從激光單元13出射光，并通過(guò)導(dǎo)光部件152向配置于導(dǎo)絲254的末端附近的光吸收部件154照射光。由探頭11檢測(cè)通過(guò)光吸收部件154吸收光而產(chǎn)生的光聲波，從而生成光聲圖像。通過(guò)參考該光聲圖像，在導(dǎo)絲254的插入過(guò)程中能夠確認(rèn)其末端位置。

圖27表示激光治療用光纖的一例。光纖255為用于下肢靜脈曲張治療或碎石等用途的光纖。在該例子中，光纖255兼作為將從激光單元13(參考圖1)出射的光引導(dǎo)至插入物的末端部分的導(dǎo)光部件。在光纖255的末端配置有光吸收部件154。圖28表示激光治療用光纖的另一例。該例子中，光纖255的末端被蓋256密封。此時(shí)，在蓋256的末端配置光吸收部件154即可。

醫(yī)生等向被檢體內(nèi)逐漸插入光纖255，以使光纖255的末端配置于所希望的位置。此時(shí)，從激光單元13出射光，并通過(guò)光纖255向配置于末端附近的光吸收部件154照射光。由探頭11檢測(cè)通過(guò)光吸收部件154吸收光而產(chǎn)生的光聲波，從而生成光聲圖像。通過(guò)參考該光聲圖像，能夠確認(rèn)光纖255的末端位置。在光纖255配置于所希望的位置之后，切換光源等并從光纖255出射治療用激光束即可。

在上述各實(shí)施方式中，作為針，可以設(shè)想末端具有開(kāi)口的針，但開(kāi)口無(wú)需一定要設(shè)置于末端部分。針并不限定于如注射針等針，也可以是用于活體檢查的活檢針。即，可以是能夠穿刺到活體的檢查對(duì)象物并采取檢查對(duì)象物中的活檢部位的組織的活檢針。并且，針可以用作以穿刺至皮下或腹腔內(nèi)臟等深部為止為目的的導(dǎo)向針。

圖29表示活檢針的末端部分的剖面。活檢針164在其側(cè)面具有例如用于吸引并采取鈣化組織等活檢部位的組織的采取部(吸入口)165。導(dǎo)光部件152插入貫通于活檢針164的內(nèi)部。構(gòu)成光出射部153的導(dǎo)光部件152的光出射端設(shè)置于采取部165的附近。通過(guò)在覆蓋光出射部153的位置配置光吸收部件154，能夠從采取部165的位置產(chǎn)生光聲波，且能夠在光聲圖像中確認(rèn)采取部165的位置。也可以通過(guò)在活檢針164的末端部分也設(shè)置光吸收部件154并對(duì)該光吸收部件154照射光來(lái)在活檢針164的末端產(chǎn)生光聲波。

醫(yī)生將活檢針164穿刺到被檢體中，利用光聲圖像確認(rèn)采取部165的位置，同時(shí)，調(diào)整穿刺位置，以使采取部165的位置配置于活檢部位。在配置于所希望的位置之后，從采取部165向活檢針164的內(nèi)部吸引活檢部位的組織，切除活檢部位的組織。之后，回收從采取部165吸引的組織。

激光單元13除了圖3及圖4所示的激光單元以外，還可以使用下述結(jié)構(gòu)的激光單元。圖30表示激光單元的又一結(jié)構(gòu)例。激光單元40具有電源輸入端子41、觸發(fā)輸入端子42、dc-dc轉(zhuǎn)換部43、脈沖激光二極管光源45、耦合光學(xué)系統(tǒng)46及光輸出端子47。激光單元40用作圖1和圖10所示的激光單元13。激光單元40的外部尺寸例如為長(zhǎng)度74mm×寬度54mm×高度20mm。

電源輸入端子41連接于超聲波單元12(參考圖1及圖10)的電源供給線。例如5v的dc(directcurrent)電源供給至電源輸入端子41。觸發(fā)輸入端子42連接于超聲波單元12的信號(hào)輸出線。電源輸入端子41及觸發(fā)輸入端子42例如構(gòu)成為usb連接器。超聲波單元12具有usb端口(插座)，通過(guò)在usb端口插入包含電源輸入端子41及觸發(fā)輸入端子42的usb連接器，向激光單元40供給電源，且供給從超聲波單元12輸出的信號(hào)。

dc-dc轉(zhuǎn)換部43對(duì)從電源輸入端子41供給的dc電源的電壓進(jìn)行轉(zhuǎn)換。dc-dc轉(zhuǎn)換部43例如將dc5v轉(zhuǎn)換成dc12v。脈沖激光二極管驅(qū)動(dòng)電路44驅(qū)動(dòng)脈沖激光二極管光源45。脈沖激光二極管光源45通過(guò)從dc-dc轉(zhuǎn)換部43供給的dc電源而被驅(qū)動(dòng)。脈沖激光二極管驅(qū)動(dòng)電路44根據(jù)從觸發(fā)輸入端子42輸入的觸發(fā)信號(hào)來(lái)控制向脈沖激光二極管光源45供給的dc電源，由此在所希望的定時(shí)使脈沖激光束從脈沖激光二極管光源45出射。

耦合光學(xué)系統(tǒng)46對(duì)脈沖激光二極管光源45和光輸出端子47進(jìn)行耦合。耦合光學(xué)系統(tǒng)46例如包含聚光透鏡等。從輕量化的觀點(diǎn)考慮，優(yōu)選脈沖激光二極管光源45、耦合光學(xué)系統(tǒng)46及光輸出端子47通過(guò)溶著成為一體。在光輸出端子47上光學(xué)連接將光引導(dǎo)至穿刺針15等插入物的光纖48。光纖48例如是在穿刺針15中構(gòu)成導(dǎo)光部件152的光纖。優(yōu)選能夠在光輸出端子47上連接光纖48的素線。光輸出端子47例如使用fc型裸光纖適配器。

圖31表示包含激光單元40的光聲圖像生成裝置的外觀。在超聲波單元12上連接探頭11。超聲波單元12構(gòu)成為包含圖像顯示構(gòu)件14的一體型裝置。在超聲波單元12中編入有與光聲圖像生成有關(guān)的程序。超聲波單元12具有usb端口32。激光單元40的包含電源輸入端子41及觸發(fā)輸入端子42的usb連接器插入到usb端口32。當(dāng)激光單元40設(shè)為卡片尺寸的小型、輕量的裝置時(shí)，能夠通過(guò)將usb連接器插入到超聲波單元12的usb端口來(lái)保持該激光單元。

穿刺針15并沒(méi)有特別限定，只要是具有從第6實(shí)施方式至第10實(shí)施方式中說(shuō)明的內(nèi)針的穿刺針即可。也可以使用其他插入物來(lái)代替穿刺針15。構(gòu)成穿刺針15的導(dǎo)光部件152的光纖的一端連接于激光單元40的光輸出端子47。光纖插入到光輸出端子47，并通過(guò)彈簧力等得以保持。若醫(yī)生將穿刺針15拉伸等而有較強(qiáng)的力作用于光輸出端子47，則光纖從光輸出端子47被拔出，能夠防止光纖折斷。并且，通過(guò)使光纖能夠直接拔插于光輸出端子47，無(wú)需在從穿刺針15延伸的光纖中設(shè)置連接器，具有能夠降低成本的效果。

若構(gòu)成導(dǎo)光部件152的光纖的纖芯直徑為200μm，則從激光單元40輸出的脈沖激光束的脈沖能量能夠設(shè)為6.4μj。若光纖的纖芯直徑為100μm，則能夠設(shè)為2.0μj。關(guān)于脈沖時(shí)間寬度，能夠設(shè)為80ns。當(dāng)例如以30fps進(jìn)行圖像顯示時(shí)，脈沖重復(fù)率設(shè)為60hz即可。重復(fù)率能夠?qū)崿F(xiàn)至最高3300hz。

另外，在圖31中，在與包含電源輸入端子41及觸發(fā)輸入端子42的usb連接器所在的面對(duì)置的面上設(shè)置了光輸出端子47，但優(yōu)選光輸出端子47設(shè)置于與usb連接器所在的面正交的面上。當(dāng)usb連接器和光輸出端子47設(shè)置于相互對(duì)置的面時(shí)，若醫(yī)生移動(dòng)穿刺針15時(shí)激光單元40被拉伸，則usb連接器有可能從usb端口32拔出。相對(duì)于此，當(dāng)usb連接器和光輸出端子47設(shè)置于相互正交的面時(shí)，即使激光單元40被拉伸，usb連接器也不易從usb端口32拔出。

以上，根據(jù)優(yōu)選的實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了說(shuō)明，但本發(fā)明的光聲圖像生成裝置及穿刺針并不僅限于上述實(shí)施方式，對(duì)上述實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)中實(shí)施各種修正及變形的實(shí)施方式也包含于本發(fā)明的范圍內(nèi)。