光聲計測裝置及光聲計測裝置用探頭的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及光聲計測裝置、即進行向生物體組織等被檢體照射光并基于伴隨著光 照射而產生的光聲波使被檢體圖像化等處理的裝置。
[0002] 而且，本發(fā)明涉及在這種光聲計測裝置中使用的探頭。
【背景技術】
[0003] 以往，例如如專利文獻1、非專利文獻1所示，已知利用光聲效應來使生物體的內 部圖像化的光聲圖像化裝置。在該光聲圖像化裝置中，例如將脈沖激光等脈沖光向生物體 內照射。在接受了該脈沖光的照射的生物體內部，吸收了脈沖光的能量的生物體組織因熱 而發(fā)生體積膨脹，產生光聲波（聲音信號）。因此，能夠利用超聲波探頭等來檢測該光聲波， 并基于其檢測信號來使生物體內部可視化。
[0004] 另一方面，如專利文獻2、專利文獻3所示，使用超聲波探頭的超聲波圖像化裝置 從以往就已知。這種超聲波探頭在前端具備超聲波換能器，在大多情況下，由背襯材料、壓 電體及夾持該壓電體的電極、聲音匹配層以及聲透鏡等構成。在超聲波圖像化裝置中，從超 聲波換能器向人體等被檢體照射超聲波，來自被檢體的反射超聲波由超聲波換能器接收。 并且，通過對該反射超聲波的檢測信號進行電處理，得到超聲波圖像。
[0005] 需要說明的是，在本說明書中，將從探頭發(fā)出的彈性波稱為超聲波，將通過光聲效 應而發(fā)出的彈性波稱為光聲波。
[0006] 如上所述的超聲波探頭也能夠與超聲波同樣地檢測光聲波，因此也廣泛適用于光 聲計測裝置。即，在這種裝置中，在超聲波探頭附加朝向被檢體照射光的光照射部，接收來 自該光照射部的光而從被檢體發(fā)出的光聲波由超聲波探頭的超聲波換能器檢測。
[0007] 專利文獻1 :日本特開2005-21380號公報
[0008] 專利文獻2 :國際公開W02009/069379號
[0009] 專利文獻3 :日本特開2011-10827號公報
[0010] 非專利文獻
[0011] 非專利文獻 I :A High-Speed Photoacoustic Tomography System based on a Commercial Ultrasound and a Custom Transducer Array, Xueding Wang, Jonathan Cannataj Derek DeBusscherej Changhong Huj J. Brian Fowlkes, and Paul Carson,Proc. SPIE Vol. 7564, 756424 (Feb. 23, 2010)

【發(fā)明內容】

[0012] 發(fā)明要解決的課題
[0013] 然而，在光聲圖像化裝置中通過光聲效應來使被檢體的一部分圖像化時，以通過 一次就能夠使較大的區(qū)域圖像化的方式在更大的范圍內對被檢體進行光照射為優(yōu)選。這樣 的要求并不局限于光聲圖像化裝置，在利用光聲效應來進行除了圖像化以外的各種計測的 光聲計測裝置中也同樣被確認。
[0014] 本發(fā)明鑒于上述的情況而作出，其目的在于提供能夠在較大的范圍內對計測對象 進行光照射的光聲計測裝置用探頭及光聲計測裝置。
[0015] 用于解決課題的方案
[0016] 本發(fā)明的光聲計測裝置用探頭具有向被檢體照射光的送光部和檢測從接受了該 光的照射的被檢體的一部分發(fā)出的光聲波的光聲波檢測部，
[0017] 送光部具備：
[0018] 傳播來自光源的光的例如光線等光傳播單元；及
[0019] 透光構件，具有內周面和外周面，并以使從光傳播單元射出的光向上述內周面入 射的方式配置，上述內周面形成為彎曲的凹面狀，上述外周面具有比該內周面的曲率半徑 大的曲率半徑并形成為彎曲的凸面狀。
[0020] 此外，特別優(yōu)選的是，上述透光構件的內周面及外周面形成為在公共的一面內具 有曲率的形狀。
[0021] 另外，在本發(fā)明的光聲計測裝置用探頭中，優(yōu)選的是，上述光聲波檢測部形成為具 有凸狀的外端面，另外，透光構件的外周面形成為沿著光聲波檢測部的凸狀的外端面而彎 曲的形狀。
[0022] 另外，在本發(fā)明的光聲計測裝置用探頭中，優(yōu)選的是，在透光構件的內周面與光傳 播單元之間配置有使從該光傳播單元射出的光的強度分布均勻化的導光構件。
[0023] 另外，在本發(fā)明的光聲計測裝置用探頭中，優(yōu)選的是，上述導光構件的至少一部分 與將透光構件的內周面和外周面相連的該透光構件的端面的至少一部分面對。
[0024] 并且，優(yōu)選的是，上述導光構件形成為截面積從光傳播單元一側向透光構件一側 逐漸增大的錐形狀。
[0025] 另外，在本發(fā)明的光聲計測裝置用探頭中，優(yōu)選的是，在導光構件與光傳播單元之 間配置有光擴散構件。
[0026] 優(yōu)選的是，作為這樣的光擴散構件，適用其一方向上的光擴散的程度比與該一方 向正交的方向上的光擴散的程度小的構件。作為這種的光擴散構件，具體而言，可列舉光擴 散圖案為橢圓狀的構件。
[0027] 另外，在本發(fā)明的光聲計測裝置用探頭中，優(yōu)選的是，在與透光構件的內周面相向 的位置配置有具有負光焦度的透鏡。
[0028] 此外，在設置上述的導光構件的情況下，上述具有負光焦度的透鏡配置于該導光 構件與透光構件的內周面之間。
[0029] 另一方面，本發(fā)明的光聲計測裝置具備以上說明的本發(fā)明的光聲計測裝置用探 頭。
[0030] 發(fā)明效果
[0031] 根據本發(fā)明的光聲計測裝置用探頭，設有透光構件，該透光構件具有內周面和外 周面，并以從光傳播單元射出的光向上述內周面入射的方式配置，上述內周面形成為彎曲 的凹面狀，上述外周面具有比該內周面的曲率半徑大的曲率半徑并形成為彎曲的凸面狀， 由此從光傳播單元入射到該透光構件的光通過透光構件的凹透鏡效果，以比從光傳播單元 射出時的射出角度大的角度范圍從透光構件射出。因此根據該光聲計測裝置用探頭，能夠 在較大的范圍內對計測對象進行光照射。
[0032] 另外，在本發(fā)明的光聲計測裝置用探頭中，尤其是在透光構件的內周面及外周面 形成為在公共的一面內具有曲率的形狀的情況下，能夠僅對于一方向擴大光從透光構件射 出的光射出角度，對于不希望擴大的方向能夠將光射出角度確保得較小。
[0033] 另外，在本發(fā)明的光聲計測裝置用探頭中，特別是在配置有上述的導光構件、光擴 散構件、具有負光焦度的透鏡的情況下，通過它們的作用，能夠進一步擴大對計測對象的光 照射范圍。其理由通過后述的實施方式詳細地進行說明。
[0034] 另外，本發(fā)明的光聲計測裝置具備如上所述的本發(fā)明的光聲計測裝置用探頭，因 此能夠在較大的范圍內對計測對象進行光照射。
【附圖說明】
[0035] 圖1是表示適用本發(fā)明的探頭的光聲計測裝置的一例的概略結構的框圖。
[0036] 圖2是表示上述光聲計測裝置的外形形狀的例子的立體圖。
[0037] 圖3是表示本發(fā)明的第一實施方式的探頭的剖視圖。
[0038] 圖4是以另一截面來表示圖3的探頭的剖視圖。
[0039] 圖5是表示本發(fā)明的第二實施方式的探頭的剖視圖。
[0040] 圖6是以另一截面來表示圖5的探頭的剖視圖。
[0041] 圖7是表示本發(fā)明的第三實施方式的探頭的剖視圖。
[0042] 圖8是以另一截面來表示圖7的探頭的剖視圖。
[0043] 圖9是表示本發(fā)明的第四實施方式的探頭的剖視圖。
[0044] 圖10是表示本發(fā)明的第五實施方式的探頭的剖視圖。
[0045] 圖11是表示本發(fā)明的第六實施方式的探頭的剖視圖。
[0046] 圖12是表示本發(fā)明的第七實施方式的探頭的剖視圖。
[0047] 圖13是以另一截面來表示圖12的探頭的剖視圖。
[0048] 圖14是說明適用于本發(fā)明的探頭的導光構件的效果的圖。
[0049] 圖15是說明適用于本發(fā)明的探頭的導光構件的效果的圖。
[0050] 圖16是說明適用于本發(fā)明的探頭的導光構件的效果的圖。
[0051] 圖17是說明適用于本發(fā)明的探頭的導光構件的效果的圖。
[0052] 圖18是表示適用于本發(fā)明的探頭的光擴散構件的一例的立體圖。
[0053] 圖19是表示本發(fā)明的第八實施方式的探頭的剖視圖。
【具體實施方式】
[0054] 以下，參照附圖，詳細說明本發(fā)明的實施方式。圖1是表示適用了本發(fā)明的一實施 方式的光聲計測裝置用探頭11的光聲計測裝置的基本結構的框圖。該光聲計測裝置作為 一例是光聲圖像化裝置10，除了具備本發(fā)明的超聲波探頭（探頭）11之外，還具備超聲波單 元12、激光源單元13及圖像顯示單元14。
[0055] 需要說明的是，以下，將從探頭11發(fā)出的彈性波稱為超聲波，而且將從照射有來 自探頭11的光的被檢體的一部分通過光聲效應發(fā)出的彈性波稱為光聲波。
[0056] 上述激光源單元13發(fā)出例如中心波長800nm的激光。從激光源單元13射出的脈 沖激光向被檢體照射。該激光例如使用多個光纖等導光單元而被導光至探頭11并從探頭 11的一部分朝向被檢體照射為優(yōu)選。該激光如后所述地成