特許 6602460 光音響計測装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6602460

(24)【登録日】2019年10月18日

(45)【発行日】2019年11月6日

(54)【発明の名称】光音響計測装置

(51)【国際特許分類】

   A61B 8/13 20060101AFI20191028BHJP

【ＦＩ】

   A61B8/13

【請求項の数】20

【全頁数】21

(21)【出願番号】特願2018-508028(P2018-508028)

(86)(22)【出願日】2017年3月28日

(86)【国際出願番号】JP2017012513

(87)【国際公開番号】WO2017170471

(87)【国際公開日】20171005

【審査請求日】2018年8月30日

(31)【優先権主張番号】特願2016-66025(P2016-66025)

(32)【優先日】2016年3月29日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】306037311

【氏名又は名称】富士フイルム株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001519

【氏名又は名称】特許業務法人太陽国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】入澤 覚

(72)【発明者】

【氏名】村越 大

【審査官】 冨永 昌彦

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１５−０３７５１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−１９２８５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１２０７９５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ａ６１Ｂ ８／００ − ８／１５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

パルスレーザ光を出射する主光源、
前記パルスレーザ光の波長とは異なる波長の光を出射する副光源、
前記主光源及び前記副光源と切り換え可能に接続される、基端から入射された前記主光源および前記副光源から出射される光を先端に導光する導光部材、
少なくとも先端部が被検体内に挿入される挿入物であって、前記導光部材の少なくとも前記先端と、該先端に接続された、前記パルスレーザ光を吸収して光音響波を発生する光吸収体とを内包する挿入物、及び、
前記被検体内に挿入された前記挿入物の前記先端部から発せられる光音響波を検出する光音響波検出部を備え、
動作モードとして、前記副光源を駆動して、前記導光部材及び前記光吸収体からなる光音響波発生部の異常を検出する異常検出モードを有する光音響計測装置。

【請求項2】

前記導光部材の前記挿入物に内包されていない部分を内包する保護部材を備え、
該保護部材は前記副光源から出射される光を透過する請求項１に記載の光音響計測装置。

【請求項3】

前記挿入物の前記先端部からの漏れ光を検出する光検出部と、
該光検出部で検出された前記漏れ光の光量に基づいて前記光音響波発生部の異常を判定する判定部とを備えた請求項１または２に記載の光音響計測装置。

【請求項4】

前記光検出部は、前記副光源から出射される光の波長域のみを透過する光学フィルタを光入射面に備えている請求項３に記載の光音響計測装置。

【請求項5】

前記判定部は、前記光検出部で検出された前記漏れ光の光量が予め定められた基準値よりも大きい場合に前記光音響波発生部が異常であると判定する請求項３または４に記載の光音響計測装置。

【請求項6】

前記判定部により前記光音響波発生部が異常であると判定された場合に異常通知を行う異常通知部を備える請求項３から５いずれか１項に記載の光音響計測装置。

【請求項7】

前記異常検出モードで一定時間異常が検出されない場合に、該異常検出モードを終了する請求項３から６いずれか１項に記載の光音響計測装置。

【請求項8】

前記主光源が駆動していることを示す主光源駆動通知部を備えている請求項１から７いずれか１項に記載の光音響計測装置。

【請求項9】

前記導光部材が接続され、該導光部材が前記主光源と光学的に結合される主光源用光結合部と、
前記導光部材が接続され、該導光部材が前記副光源と光学的に結合される副光源用光結合部とを備える請求項１から８いずれか１項記載の光音響計測装置。

【請求項10】

前記導光部材と前記主光源用光結合部との接続を検知する主光源接続検知部を備えた請求項９に記載の光音響計測装置。

【請求項11】

前記主光源接続検知部により前記接続が検知されている場合にのみ前記主光源が駆動可能とされる請求項１０記載の光音響計測装置。

【請求項12】

前記主光源接続検知部により前記接続が検知されている場合に、該接続を外部に通知する接続通知部を備えている請求項１０または１１に記載の光音響計測装置。

【請求項13】

前記導光部材と前記副光源用光結合部との接続を検知する副光源接続検知部を備えた請求項９から１２のいずれか１項に記載の光音響計測装置。

【請求項14】

前記副光源接続検知部により前記接続が検知されている場合にのみ前記副光源が駆動可能とされる請求項１３記載の光音響計測装置。

【請求項15】

前記主光源と光学的に接続された第１の光入力部と、前記副光源と光学的に接続された第２の光入力部と、１つの光出力部とを備えた光路結合部材、及び前記導光部材が接続され、前記光路結合部材を介して該導光部材が前記主光源及び前記副光源と光学的に結合される光結合部を備えた請求項１から８のいずれか１項に記載の光音響計測装置。

【請求項16】

前記導光部材と前記光結合部との接続を検知する接続検知部を備えた請求項１５に記載の光音響計測装置。

【請求項17】

前記接続検知部による前記接続が検知されている場合にのみ、前記主光源又は前記副光源が駆動可能とされる請求項１６記載の光音響計測装置。

【請求項18】

前記異常検出モードのオンとオフとを切り替えるモード切替スイッチを備えた請求項１から１７いずれか１項に記載の光音響計測装置。

【請求項19】

前記副光源接続検知部による前記導光部材と前記副光源用光結合部との接続の検知をモード切替スイッチとして、前記異常検出モードを開始する請求項１３または１４に記載の光音響計測装置。

【請求項20】

前記接続検知部による前記導光部材と前記光結合部との接続の検知をモード切替スイッチとして、前記異常検出モードを開始する請求項１６または請求項１７に記載の光音響計測装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、被検体内で発生した光音響波を計測する光音響計測装置に関し、特には、光音被検体内に挿入される挿入物の先端から発せられる光音響波を計測することにより、挿入物の先端位置を確認可能とした光音響計測装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

生体内部の状態を非侵襲で検査できる画像検査法の一種として、光音響効果を利用して生体の内部を画像化する光音響イメージングが知られている。レーザパルスなどのパルスレーザ光を生体内に照射すると、生体組織がパルスレーザ光のエネルギーを吸収し、そのエネルギーによる断熱膨張により超音波（光音響波）が発生する。光音響イメージングでは一般的に、この光音響波を超音波プローブなどで検出し、検出信号に基づいて光音響画像を構成することで、生体内を可視化している。

【0003】

また、従来、生体である被検体に各種穿刺針を穿刺して、手術や試料採取、さらには薬液注入等の処置がなされている。

【0004】

穿刺針を使って各種処置を行う際には、被検体の安全のために、穿刺針の先端位置を確認可能としておくことが望まれる。特許文献１には、上述した光音響イメージングを適用して穿刺針などの挿入物の先端位置を確認可能とした技術が開示されている。特許文献１には、穿刺針等の挿入物内に、その挿入物の先端近傍まで達する光ファイバ等の導光部材を配設し、挿入物の先端に導光部材の先端を覆う光吸収体を配置し、導光部材を伝搬させた光を導光部材先端から光吸収体に入射させるようにした構成が開示されている。導光部材先端から光を光吸収体に入射させて光吸収体から光音響波を発生させ、その光音響波を検出して光吸収体の光音響画像を表示させることにより、導光部材の先端、つまりは挿入物の先端を確認可能となる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１５−３７５１９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

上述の特許文献１の構成において、光ファイバ等の導光部材が破損した場合、あるいは導光部材と光吸収体との接続が外れた場合には、挿入物の先端から光音響波を発生させるための光が外部に漏れ出ることとなる。挿入物から漏れ光による術者や被検者への無用な曝露は、好ましくない。また、導光部材と光吸収体との接続のズレや光吸収体の一部欠落などが生じると、光音響波の発生位置にずれが生じたり、光音響波の信号強度が低下したりするために、被検体内における挿入物の先端位置を正確に検出することができなくなる恐れがある。なお、導光部材の一部断線などの理由で導光部材の先端まで励起光が十分に到達しない場合には、十分な光音響波を発生させることができないために、光音響波の発生位置を検出することができず、やはり、挿入物の先端位置を正確に検出することができなくなる。

【0007】

本発明は上記事情に鑑み、導光部材及び光吸収体からなる光音響波発生部の不良を検出可能とした光音響計測装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の光音響計測装置は、パルスレーザ光を出射する主光源、
主光源から出射されるパルスレーザ光の波長とは異なる波長の光を出射する副光源、
主光源及び副光源と切り換え可能に接続される、基端から入射された、主光源および副光源から出射される光を先端に導光する導光部材、
少なくとも先端部が被検体内に挿入される挿入物であって、導光部材の少なくとも上記先端と、その先端に接続された、上記パルスレーザ光を吸収して光音響波を発生する光吸収体とを内包する挿入物、及び、
被検体内に挿入された挿入物の先端部から発せられる光音響波を検出する光音響波検出部を備え、
動作モードとして、副光源を駆動して、導光部材及び光吸収体からなる光音響波発生部の異常を検出する異常検出モードを有する。

【0009】

本発明の光音響計測装置においては、導光部材のうち挿入物に内包されていない部分を内包する保護部材を備え、保護部材は副光源から出射される光を透過することが好ましい。

【0010】

本発明の光音響計測装置は、挿入物の先端部からの漏れ光を検出する光検出部と、その光検出部で検出された漏れ光の光量に基づいて光音響波発生部の異常を判定する判定部とを備えていることが好ましい。

【0011】

本発明の光音響計測装置は、光検出部は、副光源から出射される光の波長域のみを透過する光学フィルタを光入射面に備えていることが好ましい。

【0012】

本発明の光音響計測装置において、判定部は、光検出部で検出された漏れ光の光量が予め定められた基準値よりも大きい場合に光音響波発生部が異常であると判定することが好ましい。

【0013】

本発明の光音響計測装置は、判定部により光音響波発生部が異常であると判定された場合に異常通知を行う異常通知部を備えることが好ましい。

【0014】

本発明の光音響計測装置においては、異常検出モードで一定時間異常が検出されない場合に、異常検出モードを終了するよう構成されていることが好ましい。

【0015】

本発明の光音響計測装置においては、主光源が駆動していることを示す主光源駆動通知部を備えていることが好ましい。

【0016】

本発明の光音響計測装置は、導光部材が接続され、導光部材が主光源と光学的に結合される主光源用光結合部と、導光部材が接続され、導光部材が副光源と光学的に結合される副光源用光結合部とを備えていることが好ましい。

【0017】

本発明の光音響計測装置は、導光部材と主光源用光結合部との接続を検知する主光源接続検知部を備えていることが好ましい。

【0018】

本発明の光音響計測装置においては、主光源接続検知部により上記導光部材と主光源用光結合部との接続が検知されている場合にのみ、主光源が駆動可能とされることが好ましい。すなわち、主光源接続検知部により導光部材と主光源用光結合部との接続が検知されていない場合には、主光源は駆動されないように構成されていることが好ましい。

【0019】

本発明の光音響計測装置は、主光源接続検知部により上記導光部材と主光源用光結合部との接続が検知されている場合に、その接続を外部に通知する接続通知部を備えていてもよい。

【0020】

本発明の光音響計測装置は、導光部材と副光源用光結合部との接続を検知する副光源接続検知部を備えていることが好ましい。

【0021】

本発明の光音響計測装置においては、副光源接続検知部により上記導光部材と副光源用光結合部との接続が検知されている場合にのみ、副光源が駆動可能とされることが好ましい。すなわち、副光源接続検知部により上記導光部材と副光源用光結合部との接続が検知されていない場合には、副光源は駆動されないように構成されていることが好ましい。

【0022】

本発明の光音響計測装置は、主光源と光学的に接続された第１の光入力部と副光源と光学的に接続された第２の光入力部と、１つの光出力部とを備えた光路結合部材、及び導光部材が接続され、光路結合部材を介して導光部材が主光源及び副光源と光学的に結合される光結合部を備えていてもよい。

【0023】

本発明の光音響計測装置は、上記光路結合部材及び光結合部を備えた場合、導光部材と光結合部との接続を検知する接続検知部を備えていることが好ましい。
また、接続検知部によって、導光部材と光結合部との接続が検知されている場合にのみ、主光源又は副光源が駆動可能とされることが好ましい。すなわち、接続検知部によって、導光部材と光結合部との接続が検知されていない場合には、主光源及び副光源はいずれも駆動されないように構成されていることが望ましい。

【0024】

本発明の光音響計測装置は、異常検出モードのオンとオフとを切り替えるモード切替スイッチを備えていることが好ましい。

【0025】

本発明の光音響計測装置においては、副光源接続検知部による導光部材と副光源用光結合部との接続の検知をモード切替スイッチとして、異常検出モードを開始するよう構成されていてもよい。

【0026】

あるいは、本発明の光音響計測装置においては、接続検知部による導光部材と光結合部との接続の検知をモード切替スイッチとして、異常検出モードを開始するよう構成されていてもよい。

【発明の効果】

【0027】

本発明の光音響画像生成装置は、主光源が出射するパルスレーザ光の波長とは異なる波長の光を出射する副光源を備え、動作モードとして、副光源を駆動する異常検出モードを備えているので、導光部材及び光吸収体のからなる光音響波発生部の不良を容易に確認することができる。

【図面の簡単な説明】

【0028】

【図1】本発明の第１実施形態に係る光音響計測装置を示すブロック図

【図2】穿刺針を示す断面図

【図3】レーザユニットを含む光音響計測装置の外観を示す図

【図4】第１実施形態に係る光音響計測装置による光音響計測処理のフローチャート

【図5】第１実施形態に係る光音響計測装置による異常検出処理のフローチャート

【図6】本発明の第１実施形態に係る光音響計測装置の設計変更例１を示すブロック図

【図7】本発明の第１実施形態に係る光音響計測装置の設計変更例２を示すブロック図

【図8】図６に示す設計変更例２についての光検出部の配置形態を模式的に示す図

【図9】本発明の第２実施形態に係る光音響画像生成装置を示すブロック図

【図10】本発明の第３実施形態に係る光音響画像生成装置を示すブロック図

【発明を実施するための形態】

【0029】

以下、図面を参照し、本発明の実施の形態を詳細に説明する。

【0030】

図１は、本実施形態に係る光音響計測装置１０の構成を示すブロック図である。
本光音響計測装置１０は、一例として、光音響信号に基づいて光音響画像を生成する機能を有するものであり、図１に示すように、超音波プローブ（超音波探触子）１１、超音波ユニット１２、レーザユニット１３、画像表示部１４及び挿入物の一例である穿刺針１５を備えている。穿刺針１５の先端近傍には光音響波を発生する光吸収体１７が配置されており、光吸収体１７に光を導光する光ファイバなどの長尺な導光部材１６は基端がレーザユニット１３と接続される。

【0031】

本光音響計測装置１０は、被検体に挿入された穿刺針１５の先端から発せられる光音響波をプローブ１１により検出して光音響画像として画像化することにより穿刺針１５の先端位置を検出可能に構成されている。導光部材１６により導光された光が光吸収体１７に照射され、この光吸収体１７が光を吸収して光音響波を発生する。この光音響波を発生させる光としては、パルスレーザ光を用いることが一般的である。光音響発生部の不良の原因としては、導光部材１６の破損、導光部材１６と光吸収体１７との接続のズレ、光吸収体１７の一部欠落やハズレなどが、挙げられる。これらの異常が生じているときには、レーザ光を光音響波発生部１８に入力すると、一部のレーザ光が外部に漏れ、術者および被検体が不要なレーザ光に曝されることとなり好ましくない。

【0032】

本光音響計測装置１０においては、本光音響計測装置１０は、導光部材１６と光吸収体１７とからなる光音響波発生部１８の異常を検出するための異常検出手段を備えて、動作モードとして、光音響波発生部１８の異常を検出する異常検出モードを有しており、異常が生じた光音響波発生部１８が配設された穿刺針１５が使用されるのを防止可能に構成されている。

【0033】

レーザユニット１３は、パルスレーザ光を出射する主光源３５及び主光源３５から出射されるパルスレーザ光の波長とは異なる波長の光を出射する副光源４５を備えている。主光源３５は、光音響波を発生させるための光源であり、光音響波を計測する光音響波計測処理において用いられる。他方、副光源４５は光音響波発生部１８の異常の有無を検査する異常検出モードで用いられる光源である。
以下、本装置１０の各要素について説明する。

【0034】

既述の通り、穿刺針１５は少なくとも先端部が被検体内に挿入される挿入物の一例である。図２は穿刺針１５の断面を示す図である。穿刺針１５は、例えば、ステンレス等の金属あるいは合成樹脂から形成された中空管状の針管からなる。穿刺針１５は、全長に亘って管軸方向に延びる中空部１５ａを有している。また、穿刺針１５は管軸に対して斜めにカットされた先端１５ｂを有している。穿刺針１５は、先端１５ｂから被検体に穿刺される。

【0035】

中空部１５ａ内には、光音響波を発生させる光が基端から入力されて先端１６ａに導光する長尺な導光部材１６の先端１６ａが穿刺針先端１５ｂの近傍に位置するように配置されている。なお、本明細書においては、長尺な導光部材１６の光が入力される一端を基端、光を出射する他端を先端と称している。この穿刺針先端１５ｂの近傍には、この導光部材１６の先端１６ａに接続された光吸収体１７が配置されている。ここで、穿刺針先端１５ｂの近傍とは、その位置に光吸収体１７が配置された場合に、穿刺作業に必要な精度で穿刺針１５の先端を画像化できる光音響波を発生可能な位置であることを意味する。例えば、穿刺針１５の先端から基端側へ０ｍｍ〜０．５ｍｍの範囲内のことを指す。

【0036】

光吸収体１７は、主光源から出射される光を吸収する材料からなる。主光源から出射される光の波長に応じて、紫外、可視、あるいは赤外などの特定の波長域の光を吸収する色素を樹脂に含有させて構成された光吸収体を備えればよい。例えば、主光源から出射される光が赤外光である場合、例えば黒色顔料が混合されたエポキシ樹脂、フッ素樹脂、またはポリウレタン樹脂等の合成樹脂からなり、溶融状態で導光部材１６の先端１６ａを覆うように穿刺針１５の内壁に供給された後、固化したものを用いることができる。なお、特定の波長域の光を吸収する色素としては、例えば、ＦＥＷ ＣＨＥＭＩＣＡＬＳ社、あるいは、ＱＣＲ Ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ Ｃｏｒｐ社などにより市販されている色素を適宜用いることができる。このようにして、本例では、導光部材１６の先端近傍部分はこの光吸収体１７によって穿刺針１５の内壁に固定されている。なお、導光部材１６のその他の部分は、別の接着剤等によって適宜、穿刺針の内壁に固定されていてもよい。

【0037】

導光部材１６は、例えば、光ファイバにより構成され、その基端から先端まで連続した１本の光ファイバで構成されていてもよいし、複数の光ファイバが光コネクタなどで直列に接続されて構成されていてもよい。

【0038】

導光部材１６の基端がレーザユニット１３の主光源３５と光学的に接続されているとき、主光源３５から出射されるレーザ光が導光部材１６の基端から入力され、そのレーザ光が導光部材１６の先端１６ａから出射されて光吸収体１７に照射される。光吸収体１７は照射されたパルスレーザ光を吸収して光音響波を生じる。
導光部材１６は、穿刺針１５に内包されていない部分は保護チューブなどの可撓性の保護部材１９（図３を参照。）に内包されている。なお、保護部材１９は副光源から出射される光に対して透明であることが好ましく、このようにすることで、肉眼で導光部材１６の破損の有無を確認しやすくなる。

【0039】

超音波プローブ１１は、被検体内に挿入された挿入物（ここでは、穿刺針１５）の先端部から発せられる光音響波を検出する光音響波検出部である。プローブ１１は、例えば一次元的に配列された複数の超音波振動子を有している。また、プローブ１１は、光音響波の検出に加えて、被検体に対する音響波（超音波）の送信、及び送信した超音波に対する反射音響波（反射超音波）の受信を行う。これにより、光音響画像データのみならず、超音波画像データを取得することができる。

【0040】

超音波ユニット１２は、レーザトリガ送信部２２と、超音波送信部２３、信号受信部２４、光音響画像生成部２５、超音波画像生成部２６及びこれらを制御する制御部２８を備えている。

【0041】

レーザトリガ送信部２２は、制御部２８からの指示を受けてレーザユニット１３にレーザトリガを送信する。

【0042】

超音波送信部２３は、制御部２８からの超音波送信トリガ信号を受信して、プローブ１１から超音波を送信させる。

【0043】

信号受信部２４は、プローブ１１で検出された光音響波の検出信号、及び反射超音波の検出信号を受信する。信号受信部２４は、制御部２８からのサンプリングトリガ信号及びサンプリングクロック信号に基づいて、光音響波あるいは反射超音波のサンプリングを開始し、所定のサンプリング周期で光音響波あるいは反射超音波の検出信号をサンプリングする。

【0044】

光音響画像生成部２５は、プローブ１１で検出された光音響波の検出信号に基づいて光音響画像を生成する。光音響画像の生成には、例えば、位相整合加算などの画像再構成や、検波、対数変換などを含む。光音響画像生成部２５は、生成された光音響画像のデータを画像表示部１４に出力する。

【0045】

超音波画像生成部２６は、プローブ１１で検出された反射超音波の検出信号に基づいて超音波画像（反射音響波画像）を生成する。超音波画像の生成も、位相整合加算などの画像再構成や、検波、対数変換などを含む。超音波画像生成部２６は、生成された超音波画像のデータを画像表示部１４に出力する。

【0046】

制御部２８は、超音波ユニット１２内の各部を制御するものである。制御部２８は、光音響画像を取得する場合は、レーザトリガ送信部２２を介してレーザユニット１３にレーザトリガ信号を送り、主光源３５からパルスレーザ光を出射させる。そして、パルスレーザ光の照射に合わせて、信号受信部２４にサンプリングトリガ信号を送り、光音響波のサンプリングを開始させる。

【0047】

また、制御部２８は、超音波画像を取得する場合は、超音波送信部２３に超音波送信を指示する旨の超音波送信トリガ信号を送り、超音波送信部２３にプローブ１１による超音波送信させる。そして、超音波送信のタイミングに合わせて信号受信部２４にサンプリングトリガ信号を送り、反射超音波のサンプリングを開始させる。

【0048】

画像表示部１４は、超音波ユニット１２から入力されたデータに基づいて光音響画像及び超音波画像を別々に、あるいは合成された合成画像として表示する。

【0049】

レーザユニット１３は、主光源３５を含む主光源駆動手段として、トリガ入力部３２、主光源駆動回路３３、主光源用光結合部３６及び主光源接続検知部３７を有する。また、レーザユニット１３は、後述の異常検出モードのオンオフを切り替えるモード切替スイッチ４２、及び副光源４５を含む副光源駆動手段として、副光源駆動回路４３と、副光源用光結合部４６と副光源接続検知部４７を有する。さらに、レーザユニット１３は、異常検知手段５０として、副光源４５から出力された光を検出する光検出部５２、判定部５４及び異常通知部５６を有する。なお、光検出部５２は光入射面に、副光源４５から出力される光の波長域を透過する光学フィルタ５２ａを備えている。なお、光音響波発生部１８の異常を検出する異常検出手段は、副光源駆動手段と異常検知手段５０とから構成される。

【0050】

まず、主光源３５を含む主光源駆動手段について説明する。

【0051】

主光源３５は、例えばアレキサンドライトレーザ又はＹＡＧ（Yttrium Aluminum Garnet）レーザ等のフラッシュランプ励起Ｑスイッチ固体レーザであり、被検体に照射する測定光として、例えば近赤外域（７００ｎｍ超）の波長を有するレーザ光を発する。主光源３５は、超音波ユニット１２の制御部２８からのトリガ信号を受けてパルスレーザ光を出力するように構成されている。

【0052】

なお主光源３５は、アレキサンドライトレーザの他、同様に近赤外波長域のレーザ光を出力可能なＹＡＧ−ＳＨＧ（Yttrium Aluminum Garnet-Second harmonic generation:イットリウム・アルミニウム・ガーネット−第二次高調波発生）−ＯＰＯ（Optical Parametric Oscillation：光パラメトリック発振）レーザや、Ｔｉ−Ｓａｐｐｈｉｒｅ（チタン−サファイア）レーザ等を用いて構成することもできる。
なお主光源３５が出射するパルスレーザ光の波長帯は近赤外域のものに限らず、可視域あるいは紫外域の波長帯であってもよい。

【0053】

また、主光源３５は固体レーザ光源に限らず、その他のタイプのレーザ光源であってもよい。例えば、主光源３５は、レーザダイオード光源（半導体レーザ光源）であってもよいし、レーザダイオード光源を種光源とする光増幅型レーザ光源であってもよい。

【0054】

一例として、主光源３５を光増幅型レーザ光源として構成する場合には、種光としてのパルスレーザ光を発する半導体レーザ光源と、励起用レーザ光を発する励起用半導体レーザ光源と、パルスレーザ光及び励起用レーザ光を合波する合波器と、例えばＥｒ（エルビウム）がドープされたコアを有し、上記合波器に接続されたファイバ光増幅器と、このファイバ光増幅器に接続された発振防止のための光アイソレータと、この光アイソレータから出力されたパルスレーザ光を波長が１／２の第２高調波に変換する光波長変換素子とを備えればよい。

【0055】

トリガ入力部３２は超音波ユニット１２からのレーザトリガ信号を受信し、主光源駆動回路３３にトリガ信号を伝達する。主光源駆動回路３３は、レーザトリガ信号を受信して主光源３５の駆動するものであり、所望のタイミングで主光源３５からレーザ光を出射させる。主光源用光結合部３６は、主光源３５からの光を導光部材１６に入射させるための集光光学系及び光コネクタからなる。そして、主光源接続検知部３７は、導光部材１６が主光源用光結合部３６に接続されていることを検知するものである。本光音響計測装置１０において穿刺針先端部からの光音響波を取得する光音響波計測は、導光部材１６が主光源用光結合部３６に接続されて主光源と光学的に結合された状態（図１において破線で示す状態）で実施される。主光源接続検知部３７は、例えば、導光部材１６と主光源用光結合部３６との接続部６１に設けられたマイクロスイッチ等の接点により接続を検知する。

【0056】

なお、導光部材１６が主光源用光結合部３６に接続されている場合にのみ、主光源３５は駆動可能と構成されていること、すなわち、主光源用光結合部３６に導光部材１６が接続されていない場合には、主光源３５が駆動されないように構成されていることが好ましい。本装置１０においては、導光部材１６と主光源用光結合部３６との接続を主光源接続検知部３７が検知したとき、主光源接続検知部３７から超音波ユニット１２に接続検知信号が送信される。超音波ユニット１２は接続検知信号を受信しない限り、制御部２８によるレーザトリガ信号の送信はしない。導光部材１６が主光源用光結合部３６に接続されていない場合には、制御部２８によりレーザトリガ信号の送信が停止されるように構成されている。主光源用光結合部３６に導光部材１６が接続されていない状態では主光源３５が駆動されないので、主光源３５がレーザ光源であっても、ユーザが安全に光音響波発生部１８の検査をすることができ、好ましい。

【0057】

モード切替スイッチ４２は、異常検出モードのオンオフを切り替えるスイッチである。異常検出モードがオンの状態は、光検出部５２が駆動され、異常検出のための一定期間の光検出の開始の指示を待機しているもしくは光検出を実行している状態である。異常検出モードがオフの状態は、光検出部５２を駆動しない状態である。モード切替スイッチ４２を備えた場合には、異常検出モードのオンオフをユーザが制御できるので、光音響波発生部１８の検査を安全に実施することができる。なお、モード切替スイッチ４２はレーザユニット１３、超音波ユニット１２及び超音波プローブ１１のいずれに設けられていてもよく、さらに別のユニットとして設けられてもよい。モード切替スイッチ４２は、ユーザ操作を受け付けて、受け付けた操作に応じて、光検出部５２の検出開始及び検出停止を指示できる任意の構成を採用してよい。

【0058】

本光音響計測装置１０においては、モード切替スイッチ４２のオンにより、副光源駆動回路４３に駆動開始のトリガ信号が送信されて、副光源駆動回路４３及び光検出部５２動作するよう構成されている。また、ここでは、モード切替スイッチ４２は、モード通知部を兼ねており、透明部材で覆われた発光素子を備えて構成される。モード切替スイッチ４２は、異常検出モードがオンの場合には点灯し、異常検出モードがオフの場合には消灯する。モード通知部を備えた場合には、ユーザが容易に動作モードを認識することができ、好ましい。なお、モード通知部は、省略しても良く、モード切替スイッチ４２とは別個に設けてもよい。また、モード切替スイッチ４２は、レーザユニット１３、超音波ユニット１２及び超音波プローブ１１のいずれに設けられていてもよく、さらに別のユニットとして設けられてもよい。

【0059】

本モード切替スイッチは、ユーザが手動でオンオフする手動切替スイッチであるが、機器の接続状態、所定の時間条件などの様々な判断基準によって自動的にモード切替を行う自動切替スイッチを備えていてもよい。
手動切替スイッチとしては、例えば、画像表示部１４上に表示されるメニュー画面などで異常検出モードを指定する態様であってもよい。自動切替スイッチとしては、例えば、導光部材１６の副光源用光結合部４６への接続検知をトリガとして異常検出モードを開始する構成が挙げられる。また、自動モード切り替えの設定としては、異常検出モードにおいて異常が検出されなかった場合には、自動的に異常検出モードを終了するように構成してもよい。但し、異常検出モードで異常が検出された場合には、ユーザの確認入力なしでは、自動的に異常検出モードを終了しないことが好ましい。

【0060】

次に、副光源４５を含む副光源駆動手段について説明する。

【0061】

副光源４５は、発光ダイオード、レーザダイオードなどの発光素子からなり、連続点灯もしくは点滅点灯する。副光源４５から出射される光は、主光源から出射されるパルスレーザ光の波長とは異なる波長の光であればよいが、可視域（４００ｎｍ〜７００ｎｍ）の光が特に好ましい。可視域の光としては、白色であってもよいが、例えば緑（波長５１０ｎｍ〜５７０ｎｍ）など単色の波長帯域の光であってもよい。なお、主光源３５および副光源４５から出射される光が共に可視域の光である場合には、副光源４５は、可視域において主光源３５から出射される光とは異なる波長の光を出射するものとする。可視域において異なる波長の光とは、目視される色として区別できる光であればよく、赤色と緑色など波長域が互いに重ならない場合のみならず、白色と緑色など一方の光源から出射される光が他方の光の一部もしくは全部の波長域を含む場合であってもよい。
副光源４５は、副光源駆動回路４３によって点灯及び消灯が制御される。

【0062】

副光源駆動回路４３は、モード切替スイッチ４２による指示に従い、副光源４５の点灯、消灯を制御する。副光源用光結合部４６は、副光源４５からの光を導光部材１６に入射させるための集光光学系及び光コネクタからなる。そして、副光源接続検知部４７は、導光部材１６が副光源用光結合部４６に接続されていることを検知するものである。本光音響計測装置１０において光音響波発生部１８の異常を検出する異常検出モードは、導光部材１６がこの副光源用光結合部４６に接続されて副光源４５と光学的に結合された状態で実施される。副光源接続検知部４７も主光源接続検知部３７と同様、導光部材１６と副光源用光結合部４６との接続部６２に設けられたマイクロスイッチ等の接点により接続を検知する。

【0063】

なお、導光部材１６が副光源用光結合部４６に接続されている場合にのみ、副光源４５は駆動可能に構成されていること、すなわち、副光源用光結合部４６に導光部材１６が接続されていない場合には、副光源４５が点灯しないように構成されていることが好ましい。本装置１０においては、副光源接続検知部４７により、導光部材１６の副光源用光結合部４６への接続が検知されると、副光源接続検知部４７から副光源駆動回路４３に接続検知信号が送信される。副光源駆動回路４３は、モード切替スイッチ４２がオンとされても、副光源接続検知部４７からの接続検知信号を受信しない限り、副光源４５を駆動しないように構成されている。

【0064】

なお、レーザユニット１３は、さらに、導光部材１６と主光源用光結合部３６との接続、および導光部材１６と副光源用光結合部４６との接続をユーザに通知する接続通知部４８を備えている。接続通知部４８は、例えば、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）等の発光素子により構成することができ、接続状態のとき発光素子を点灯させ、非接続状態のとき、発光素子を消灯させることにより、ユーザが接続状態を視覚により確認可能とする。接続通知部４８として多色ＬＥＤを用い、主光源側に接続されているときに赤、副光源側に接続されているときに緑、いずれも未接続のとき黄色などで発光するようにしてもよい。

【0065】

接続通知部４８は、レーザユニット１３のみならず、光音響計測装置１０のどの部分に備えられていてもよいが、レーザユニット１３の導光部材１６を接続させる接続部６１、６２の近傍であることが、確認容易であり好ましい。

【0066】

なお、副光源駆動回路４３は、モード切替スイッチ４２がオンのとき動作するものとして説明したが、超音波ユニット１２の制御部２８からトリガ信号を受けて動作するように構成されていてもよい。あるいは、副光源接続検知部４７が導光部材１６と副光源用光結合部４６との接続を検知したとき、副光源接続検知部４７からの接続検知信号を受けて副光源駆動回路４３が動作するように構成されていてもよい、また、導光部材１６と副光源用光結合部４６が接続されている間は副光源４５が駆動され、非接続である間は副光源４５が駆動されないように構成されていてもよい。

【0067】

次に異常検知手段５０について説明する。

【0068】

光検出部５２は、光源３５から出射される光を検出可能なフォトダイオード等の光電変換素子で構成されている。光検出部５２は、光源３５から出射される光を検出可能な素子で構成することができ、サーモパイル等の熱電変換素子により構成してもよい。光検出部５２は、副光源駆動回路４３からの副光源駆動指示に伴い光検出回路を動作させ光検出を開始し、検出した光量を判定部５４に送出する。光検出部５２は、副光源４５の駆動から一定期間蓄積動作を開始し、光量を検出するように構成されていてもよい。一定期間は例えば１０〜３０ｓｅｃとすることができる。光検出部５２は、光源３５の駆動開始又は別途設けられた近接センサによって光検出部５２から所定距離内に物体が検出された場合に、検出を開始してもよい。光学フィルタ５２ａは、副光源以外の光の影響をなくすため、副光源４５の発光光波長以外をカットするバンドパスフィルタである。

【0069】

判定部５４は、光検出部５２から受信した検出光量に基づいて、光音響波発生部１８の異常の有無を判定する。判定部５４は、予め定められた基準値として判定閾値を有し、検出光量を判定閾値と比較することで、光音響波発生部１８の異常の有無を判定する。例えば、検出光量が判定閾値を超える場合に光音響波発生部１８が異常であると判定する。判定閾値により異常の有無を判定することにより、容易に異常の有無を判断することができる。

【0070】

異常通知部５６は判定部５４による判定結果をユーザに通知する。異常通知部５６は、ＬＥＤ等の発光素子やビープ音発生手段により構成することができる。判定結果が「異常あり（異常）」であるとき、発光素子を連続点灯もしくは点滅点灯させる、あるいはビープ音発生手段によりビープ音を発生させる。判定結果が「異常なし（正常）」であるときは、通知しなくてもよいし、発光素子の点灯方法、ビープ音発生手段によるビープ音を異常の場合と異ならせるなどにより通知してもよい。また、発光素子として多色発光型ＬＥＤを用い、異常時は赤、正常時は緑で点灯させてもよい。なお、画像表示部１４に「異常検知」等の文字やマークを表示させるように構成することもできる。また、異常判定中か否かをユーザが把握できるように、異常判定期間中は、発光素子を点滅点灯させてもよい。

【0071】

上述の接続通知部４８が異常通知部５６を兼ねるように構成することもできる。
この場合には、判定部５４により光音響波発生部１８が異常であると判定された場合に、導光部材１６と主光源用光結合部３６又は副光源用光結合部４６との接続の通知と識別可能に異常通知を行うよう構成すればよい。このことにより、部品点数を増加させないで、ユーザに接続の有無及び異常検出の結果を通知することができる。また、接続通知部４８として多色発光型ＬＥＤを用いて、例えば、未接続で黄色、接続で緑、異常通知は赤などそれぞれを異なる色で発光させればよい。

【0072】

図３は、本発明の第１実施形態に係る光音響計測装置１０の具体的な外観を示す図である。
図３に示すように、本光音響計測装置１０においては、超音波ユニット１２は、プロセッサとメモリと入力部を備えたコンピュータであり、画像表示部１４と一体型の装置として構成されている。超音波ユニット１２には、既述のレーザトリガ送信部２２、超音波送信部２３、信号受信部２４、光音響画像生成部２５、超音波画像生成部２６及び制御部２８を含む光音響画像生成及び超音波画像生成に関するプログラムが組み込まれている。プローブ１１は超音波ユニット１２に接続されており、レーザユニット１３は後述のＵＳＢ(Universal Serial Bus)ポートを介して超音波ユニット１２に接続されている。

【0073】

レーザユニット１３は、異常検出以外の通常時に導光部材１６を接続するための接続口である通常時接続部６１、及び異常検出モード時に導光部材１６を接続するための接続口である異常検出時接続部６２を有する。導光部材１６は通常時接続部６１に装着されることにより主光源用光結合部３６と接続され、異常検出時接続部６２に装着されることにより導光部材１６は副光源用光結合部４６と接続される。

【0074】

また、レーザユニット１３の表面にはモード切替スイッチ４２及び光検出部５２が設けられており、さらに、発光素子からなる異常通知部５６及び接続通知部４８が設けられている。

【0075】

レーザユニット１３のトリガ入力部３２は、超音波ユニット１２の信号出力ラインに接続される。トリガ入力部３２であるトリガ入力端子は、例えばＵＳＢコネクタとして構成される。超音波ユニット１２はＵＳＢポート（レセプタクル）２９を有しており、ＵＳＢポート２９にトリガ入力端子を含むＵＳＢコネクタを差し込むことで、超音波ユニット１２から出力される信号が供給される。

【0076】

以上のように構成されている本実施形態の光音響計測装置１０における処理を説明する。

【0077】

図４は、第１実施形態に係る光音響計測装置１０による光音響計測処理のフローチャートである。図４を用いて、まず、本光音響計測装置１０における、光音響波計測処理を説明する。

【0078】

光音響波計測処理において、フレームレート、１フレームあたりのレーザ発光数、１フレームあたりの反射音響波信号と光音響画像信号のフレーム数バランスなどの画像取得条件は、超音波ユニット１２の不図示のメモリに予め記憶されている。また、この画像取得条件に対応するように、制御部２８により、レーザ発光タイミング、レーザパルス数および電流などの光源駆動条件が決定されて、主光源駆動回路３３による主光源３５の駆動に用いられる。

【0079】

光音響波計測処理は、導光部材１６が主光源用光結合部３６に接続された状態で開始する。超音波ユニット１２の制御部２８は、レーザユニット１３にトリガ信号を送る。レーザユニット１３は、トリガ信号を受けると、レーザ発振を開始し、パルスレーザ光を出射する。レーザユニット１３から出射したパルスレーザ光は、導光部材１６によって穿刺針１５の先端の近傍まで導光され、光吸収体１７に照射される。光吸収体１７はパルスレーザ光を吸収して音響波を発生する。なお、光音響波検出処理において、医師などのユーザにより、光源３５の駆動の前後等の任意のタイミングで穿刺針１５が被検体に穿刺される。

【0080】

プローブ１１は、パルスレーザ光の照射により光吸収体１７から発生した光音響波を検出する（ステップＡ２）。信号受信部２４はプローブ１１から光音響波の検出信号を受け取り、光音響波の検出信号を、サンプリングして格納し、格納された光音響波の検出信号を光音響画像生成部２５に送信する（ステップＡ３）。光音響画像生成部２５は、光音響波の検出信号に基づいて光音響画像を生成し、その光音響画像が画像表示部１４に表示される。

【0081】

なお、光音響波計測処理の際には、上記の光音響画像の取得に続いて超音波画像の取得を行ってもよい。超音波画像取得動作は次のように行われる。制御部２８が、超音波送信部２３に超音波送信トリガ信号を送り、超音波送信部２３は、それに応答してプローブ１１から超音波を送信させる（ステップＡ４）。プローブ１１は、超音波の送信後、反射超音波を検出する（ステップＡ５）。その検出信号を信号受信部２４が受け取り、反射超音波の検出信号をサンプリングして格納し、格納された反射超音波の検出信号を超音波画像生成部２６に送信する。超音波画像生成部２６は、反射超音波の検出信号に基づいて超音波画像を生成し（ステップＡ６）、その超音波画像が画像表示部１４に表示される（ステップＡ７）。

【0082】

なお、画像表示部１４においては、光音響波画像と超音波画像とを合成して表示するようにしてもよい。このようにすることで、穿刺針１５の先端１５ｂが生体内のどこにあるかを確認することができるようになるため、正確で安全な穿刺が可能になる。なお、本光音響計測装置１０においては、超音波画像データの取得は光音響画像データの取得と独立して別モードにて行うこともできる。

【0083】

図５は、第１実施形態に係る光音響計測装置による異常検出処理のフローチャートである。図５を用いて、光音響計測装置１０による異常検出モード時の異常検出処理について説明する。

【0084】

ユーザによりモード切替スイッチ４２がオンにされることにより異常検出モードが起動される。異常検出処理は、導光部材１６が副光源用光結合部４６に接続され、穿刺針１５が被写体に穿刺されていない状態で開始する。副光源駆動回路４３により副光源４５が駆動されて副光源４５から所定の光が出射される。副光源４５から出射した光は、導光部材１６によって穿刺針１５の先端１５ｂの近傍まで導光され、光吸収体に照射される（ステップＢ１）。もし、穿刺針１５の先端１５ｂが光吸収体１７から外れているなど異常が生じている場合には、穿刺針１５の先端１５ｂから漏れ光が生じる。

【0085】

なお、ここでは、光検出部５２は、副光源接続検知部４７の接続通知信号に基づいて、副光源用光結合部４６と導光部材１６とが接続されており、かつ、異常検出モードがオンであるという条件を満たす場合にのみ、光検出を行うよう構成されている。これにより、異常検出処理は、ユーザ操作により、モード切替スイッチ４２が切り替えられて異常検出モードがオンにされた状態で実行され、異常検出モードがオフにされた状態では実行されない。また、異常検出処理は、導光部材１６が副光源用光結合部４６に接続されている状態で実行され、導光部材１６が副光源用光結合部４６に接続されていない状態では実行されない。

【0086】

副光源駆動回路４３からの副光源４５の駆動を示すトリガ信号に基づいて、光検出部５２は副光源の駆動開始からの一定期間光検出を行う（ステップＢ２）。なお、係る一定期間の少なくとも一部期間において、ユーザによって穿刺針１５の先端１５ｂが光検出部５２にかざした状態とされる。異常通知部５６は、判定中は、光検出部５２による光検出の開始から判定結果が出るまでの間は緑色に点滅点灯する。

【0087】

本実施形態では、副光源駆動回路４３からの副光源４５の駆動を示すトリガ信号に基づいて、光検出部５２が光検出を開始して、穿刺針１５の先端１５ｂからの漏れ光を一定期間検出する。このことにより、副光源４５の駆動に応じて、ユーザがスムーズに異常検出処理を行うことができる。

【0088】

なお、光検出部５２が異常検出のための一定期間の光検出を開始する開始条件として、任意の条件を設定可能である。例えば、光検出部５２は、副光源接続検知部４７による導光部材１６と副光源用光結合部４６との接続の検知に基づいて、その接続の検知から一定期間光検出を開始し、判定部５４は、一定期間に光検出部５２で検出された漏れ光の光量に基づいて光音響波発生部１８の異常を判定するよう構成してもよい。

【0089】

さらなる例として、超音波ユニット１２に異常検出開始ボタンなどを設け、ユーザ操作による異常検出開始ボタンのオン動作の検知信号が送信されると、光検出部５２が光検出を開始するよう構成してもよい。或いは、不図示の近接検知センサを設けて、近接検知センサにより穿刺針１５が所定距離内に近づいたことを示す検知信号が送信されると、光検出部５２が光検出を開始する構成としてもよい。

【0090】

なお、副光源４５は、副光源駆動回路４３により光検出部５２による光検出を行う期間が終了した後、消灯される。副光源４５は、異常検出モードの終了により消灯されるように構成されていてもよいし、異常検出処理の終了により消灯されるように構成されていてもよい。

【0091】

続いて、光検出部５２から蓄積された検出光量が判定部５４に送信され、判定部５４ではこの検出光量と判定閾値との比較が行われる。判定部５４は、入力された検出光量が判定閾値よりも大きいとき、異常と判定し、判定閾値以下であれば正常と判定する（ステップＢ３）。その後、判定部５４における判定結果が異常通知部５６によりユーザに通知される（ステップＢ４）。異常通知部５６は、判定結果が異常である場合には赤色に点灯し、判定結果が正常である場合には緑色に点灯して判定結果を通知して、異常検出手段による異常検出処理が終了する。なお、異常通知部５６により異常が通知された場合には、ユーザは穿刺針１５を交換するなどの対応を行う。

【0092】

なお、光音響計測装置１０は、一定期間に光検出部５２で検出された漏れ光の光量に基づいて、判定部５４により光音響波発生部１８が異常でないと判定された場合に、光検出部５２の光検出を停止し、異常検出モードを終了するように構成することができる。

【0093】

さらに、異常通知部５６は、判定部５４に異常であると判定された場合に、ユーザの確認入力を求める異常通知を行い、確認入力を受け付けるまで異常通知を継続することができる。このとき、ユーザからの確認入力を受け付けるまで、異常検出モードが継続されるように構成されていることが好ましい。例えば、制御部２８の一部が異常通知部５６を兼ねており、制御部２８は、異常であると判定された場合に、表示画面に、「続けて光音響波の測定を行う場合には確認ボタンを押してください」というメッセージと確認ボタンを表示して、ユーザの確認入力を受け付けるまで、上記メッセージと確認ボタンの表示を継続すればよい。さらに、確認入力を受け付けるまで、制御部２８がレーザトリガ送信部２２にレーザ停止指示を送信させ、主光源３５を駆動しないよう構成することが考えられる。異常があると判定された場合に、ユーザの確認を促すことで、光音響計測装置１０の使用の安全性を高めることができる。

【0094】

また、光音響波計測処理は異常検出モードがオンオフにかかわらず実行可能に構成されている。異常検出モードがオンの状態で、光音響波計測処理と異常検出処理をそれぞれ実行可能とすることで、穿刺針１５を被検体に挿入する直前に穿刺針１５の先端１５ｂの異常検出を行うなど、挿入物の不良を任意のタイミングで確認して光音響波計測処理を行うことができる。

【0095】

また、光音響計測装置１０においては、主光源３５が駆動中、すなわちレーザ光が出力中であることを通知するレーザ出力通知部（主光源駆動通知部）を有していてもよい。レーザ出力通知部は、例えば、ＬＥＤ等の発光素子により構成することができる。上述の異常通知部５６が、レーザ出力通知部を兼ねてもよい。レーザ出力通知は緑の点滅、異常通知は赤の点滅などである。また、レーザ出力通知部は、トリガ入力部からのトリガパルスを受け取るたびに点滅するものであってもよい。
レーザ出力通知部を有していれば、レーザが出力されているかどうかをユーザは容易に認識することができ、光音響波発生部の検査を安全に実施することができる。

【0096】

なお、異常通知部５６、接続通知部４８及びレーザ出力通知部などの各種通知部は、それぞれ独立に構成されていてもよいし、２つもしくは３つの機能を１つの通知部が兼ねるように構成されていてもよい。
１つの通知部で複数の情報を通知させる場合には、多色発光型ＬＥＤを用いて情報毎で発光色を変えたり、連続点灯と点滅点灯とで区別したりすればよい。

【0097】

本装置に備えられる異常通知部５６、接続通知部４８、レーザ出力通知部などの各種通知部は発光素子で構成されるのみならず、画像表示部１４への各種通知表示手段であってもよい。

【0098】

本光音響計測装置１０は、さらに、レーザトリガ信号のオン、オフを切り替えるためのフットスイッチ等の主光源駆動用の外部スイッチを有していてもよい。外部スイッチは超音波ユニット１２に接続されて、制御部２８にオンオフ信号を入力するよう構成されていればよい。外部スイッチを備えることにより、主光源３５の駆動をユーザが制御できるので、光音響波発生部の検査を安全に実施することができる。

【0099】

また、上記実施形態においては、レーザユニット１３中に主光源駆動手段、副光源駆動手段及び異常検知手段５０が内包されているものとして説明したが、これらの各手段はそれぞれ別体として備えられていてもよい。

【0100】

例えば、図６および図７に第１の実施形態の音響波計測装置１０の設計変更例１および設計変更例２をそれぞれ示すように、レーザユニット１３中に主光源駆動手段と副光源駆動手段を備え、異常検知手段５０を超音波ユニット１２あるいはプローブ１１に備えてもよい。このとき、光検出部５２は、例えば、図３中に破線で示すようにプローブ１１の一部、あるいは、超音波ユニット１２の一部に設けられる。さらには、光検出部５２、判定部５４及び異常通知部５６が、互いに異なる箇所に設けられていてもよい。例えば、光検出部５２がレーザユニット１３、判定部５４が超音波ユニット１２、異常通知部５６が画像表示部１４にそれぞれ設けられるなどである。

【0101】

図６に示すように、光検出部５２、判定部５４および異常通知部５６を含む異常検知手段５０が超音波ユニット１２に備えられていれば、術者を補助する補助者が異常検出を行う場合に操作が容易となる。

【0102】

図８は、超音波プローブ１１の一部に光検出部５２が設けられた構成例を示す模式図である。図８に示すように、超音波プローブ１１の一部に光検出部５２を備えた場合、術者が手元で穿刺針１５の異常を検出することが可能となる。超音波プローブ１１及び穿刺針１５はいずれも清潔環境下で使用する必要があり、超音波プローブ１１の一部に光検出部５２を設けられていれば、異常検出も清潔環境下で実施することができるので、特に好ましい。

【0103】

本発明の第２の実施形態に係る光音響計測装置１０Ａについて説明する。図９は、第２の実施形態の光音響計測装置１０Ａの構成を示すブロック図である。第１の実施形態の光音響計測装置１０の構成要素と同等の構成要素には同一符号を付与している。

【0104】

本実施形態の光音響計測装置１０Ａはレーザユニット１３Ａの構成が、第１の実施形態の光音響計測装置１０のレーザユニット１３と一部異なる。第１の実施形態におけるレーザユニット１３中の主光源用光結合部３６及び副光源用光結合部４６の代わりに、本レーザユニット１３では主光源３５と副光源４５の出射光の光路を結合する光路結合部材３８及び光路結合部材３８を介して導光部材１６を主光源３５及び副光源４５と光学的に結合させる光結合部３９を備える。また、主光源接続検知部３７及び副光源接続検知部４７の代わりに、１つの接続検知部４９を備える。その他の構成要素及びそれらの機能は第１の実施形態の光音響計測装置１０と同様である。

【0105】

光路結合部材３８は、主光源３５からの光が入力される第１の光入力部と、副光源４５からの光が入力される第２の光入力部と、それらの光を出力する１つの光出力部を備えてなり、例えば、合波用の光ファイバカプラにより構成することができる。本構成によれば、光結合部３９が１つであるため、異常検出モード時に導光部材１６をつなぎ替える必要がなくなり、異常検出をより簡単に実施することができる。

【0106】

接続検知部４９は、主光源接続検知部３７及び副光源接続検知部４７と同様に、光結合部３９への導光部材１６の接続を検知するものであり、例えば、導光部材１６と光結合部３９との接続部に設けられたマイクロスイッチ等の接点により接続を検知する。

【0107】

本例においても、接続検知部４９により上記接続が検知されている場合にのみ、主光源３５及び副光源４５は駆動可能に構成されている。すなわち、接続検知部４９により上記接続が検知されていない場合は、主光源３５及び副光源４５は駆動されないように構成されている。これにより、光音響波発生部の異常検出を安全に実施することができる。

【0108】

本装置１０Ａにおいては、光結合部が１つであるため、第１の実施形態の光音響計測装置１０のような導光部材１６の接続の切り替えによるモード切替えはできない。一方、導光部材１６の光路結合部材３８への接続検知をモード切替スイッチとして、自動的に異常検出モードとなるように設定することできる。このように、接続時に毎回、異常検出を行うように設定することにより、不良な挿入物を被検者に挿入させずに済み、その結果、手技のやり直しや被検者の負担を減らすことができる。また、一定時間異常検出モードで光検出を行った後、異常がなければ自動的に異常検出モードを終了するように構成されていれば、一連の作業がよりスムーズなものとなる。

【0109】

次に、第３の実施形態に係る光音響計測装置１０Ｂについて説明する。図１０は、第３の実施形態の光音響計測装置１０Ｂのブロック図である。

【0110】

図１０に示すように、本実施形態の光音響計測装置１０Ｂは、異常検知手段５０を備えていない点で第１の実施形態の光音響計測装置１０と異なる。本例においては、レーザユニット１３Ｂ中のみならず、超音波ユニット１２および超音波プローブ１１にも異常検知手段は設けられていない。また、本装置１０Ｂにおいては、主光源接続検知部３７は超音波ユニット１２の制御部２８ではなく、主光源接続検知部３７において接続が検知されたとき、主光源接続検知部３７が接続検知信号を主光源駆動回路３３に送信するように構成されている。この場合、主光源接続検知部３７による接続検知信号が主光源駆動回路３３に入力されて初めて主光源駆動回路３３による主光源３５の駆動がなされる。

【0111】

副光源４５が、可視域の光を出射するものであれば、光音響波発生部に異常があり漏れ光が生じている場合、ユーザは漏れ光を視認することができる。
導光部材である光ファイバの穿刺針外の部分は副光源４５から出射される光を透過する保護部材内に内包されており、光ファイバの折損傷部があると、その箇所から光が漏れるため、ユーザが目視により損傷を確認することができる。また、穿刺針内において、光ファイバの損傷、あるいは光吸収体のずれや外れなどが生じていた場合には、穿刺針の先端から、可視域の光が漏れるため、同様にユーザが目視により異常を検知できる。

【0112】

このように、本発明の光音響計測装置は、必ずしも光検出部、判定部及び異常通知部からなる異常検知手段を備えていなくてもよい。但し、第１及び第２の実施形態のように、異常検知手段を備えれば、ユーザが検知できない漏れ光などを検知することができ、また、一定の検査基準に基づく判定が可能であり、好ましい。また、副光源から出射される可視光がレーザ光である場合にも安全に検査を行うことができ、好ましい。

【0113】

上記各実施形態では、挿入物として穿刺針を例に挙げたが、これには限定されない。特開２０１５−３７５１９号公報に記載の通り、挿入物は、内部にラジオ波焼灼術に用いられる電極を収容するラジオ波焼灼用針であってもよいし、血管内に挿入されるカテーテルであってもよいし、血管内に挿入されるカテーテルのガイドワイヤであってもよい。あるいは、レーザ治療用の光ファイバであってもよい。

【0114】

また、上記各実施形態においては、副光源を主光源とは独立した光源として説明したが、副光源は、赤外光を出射する主光源と、その主光源から出射された赤外光の高調波を発生する高調波発生素子とから構成することもできる。この場合、主光源は、副光源の一部を兼ねるものとなる。この場合、例えば主光源に赤外光を用いて副光源は主光源と異なる可視光や近赤外光を用いる事が可能である。なお、副光源に近赤外光を持ってきた場合には、例えば、光検出部５２として副光源４５から出力された近赤外光を検出する光電変換素子や、近赤外光を透過するフィルタ５２ａと光電変換素子の組み合わせなどを用いる事が可能である。

【符号の説明】

【0115】

１０、１０Ａ、１０Ｂ 光音響計測装置
１１ 超音波プローブ（光音響波検出部）
１２ 超音波ユニット
１３ レーザユニット
１４ 画像表示部
１５ 穿刺針（挿入物）
１５ａ 穿刺針の中空部
１５ｂ 穿刺針先端
１６ 導光部材
１６ａ 導光部材の先端
１７ 光吸収体
１８ 光音響波発生部
１９ 保護部材
２２ レーザトリガ送信部
２３ 超音波送信部
２４ 信号受信部
２５ 光音響画像生成部
２６ 超音波画像生成部
２８ 制御部
２９ ＵＳＢポート
３２ トリガ入力部
３３ 主光源駆動回路
３５ 主光源
３６ 主光源用光結合部
３７ 主光源接続検知部
３８ 光路結合部材
３９ 光結合部
４２ モード切替スイッチ
４３ 副光源駆動回路
４５ 副光源
４６ 副光源用光結合部
４７ 副光源接続検知部
４８ 接続通知部
４９ 接続検知部
５０ 異常検知手段
５２ 光検出部
５２ａ 光学フィルタ
５４ 判定部
５６ 異常通知部
６１ 通常時接続部
６２ 異常検出時接続部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】