光声计测装置及光声计测装置用探头的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及光声计测装置、即进行向生物体组织等被检体照射光并基于伴随着光 照射而产生的光声波使被检体图像化等处理的装置。
[0002] 而且，本发明涉及在这种光声计测装置中使用的探头。
【背景技术】
[0003] 以往，例如如专利文献1、非专利文献1所示，已知利用光声效应来使生物体的内 部图像化的光声图像化装置。在该光声图像化装置中，例如将脉冲激光等脉冲光向生物体 内照射。在接受了该脉冲光的照射的生物体内部，吸收了脉冲光的能量的生物体组织因热 而发生体积膨胀，产生光声波（声音信号）。因此，能够利用超声波探头等来检测该光声波， 并基于其检测信号来使生物体内部可视化。
[0004] 另一方面，如专利文献2、专利文献3所示，使用超声波探头的超声波图像化装置 从以往就已知。这种超声波探头在前端具备超声波换能器，在大多情况下，由背衬材料、压 电体及夹持该压电体的电极、声音匹配层以及声透镜等构成。在超声波图像化装置中，从超 声波换能器向人体等被检体照射超声波，来自被检体的反射超声波由超声波换能器接收。 并且，通过对该反射超声波的检测信号进行电处理，得到超声波图像。
[0005] 需要说明的是，在本说明书中，将从探头发出的弹性波称为超声波，将通过光声效 应而发出的弹性波称为光声波。
[0006] 如上所述的超声波探头也能够与超声波同样地检测光声波，因此也广泛适用于光 声计测装置。即，在这种装置中，在超声波探头附加朝向被检体照射光的光照射部，接收来 自该光照射部的光而从被检体发出的光声波由超声波探头的超声波换能器检测。
[0007] 专利文献1 :日本特开2005-21380号公报
[0008] 专利文献2 :国际公开W02009/069379号
[0009] 专利文献3 :日本特开2011-10827号公报
[0010] 非专利文献
[0011] 非专利文献 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)
【发明内容】
[0012] 发明要解决的课题
[0013] 然而，在光声图像化装置中通过光声效应来使被检体的一部分图像化时，以通过 一次就能够使较大的区域图像化的方式在更大的范围内对被检体进行光照射为优选。这样 的要求并不局限于光声图像化装置，在利用光声效应来进行除了图像化以外的各种计测的 光声计测装置中也同样被确认。
[0014] 本发明鉴于上述的情况而作出，其目的在于提供能够在较大的范围内对计测对象 进行光照射的光声计测装置用探头及光声计测装置。
[0015] 用于解决课题的方案
[0016] 本发明的光声计测装置用探头具有向被检体照射光的送光部和检测从接受了该 光的照射的被检体的一部分发出的光声波的光声波检测部，
[0017] 送光部具备：
[0018] 传播来自光源的光的例如光线等光传播单元；及
[0019] 透光构件，具有内周面和外周面，并以使从光传播单元射出的光向上述内周面入 射的方式配置，上述内周面形成为弯曲的凹面状，上述外周面具有比该内周面的曲率半径 大的曲率半径并形成为弯曲的凸面状。
[0020] 此外，特别优选的是，上述透光构件的内周面及外周面形成为在公共的一面内具 有曲率的形状。
[0021] 另外，在本发明的光声计测装置用探头中，优选的是，上述光声波检测部形成为具 有凸状的外端面，另外，透光构件的外周面形成为沿着光声波检测部的凸状的外端面而弯 曲的形状。
[0022] 另外，在本发明的光声计测装置用探头中，优选的是，在透光构件的内周面与光传 播单元之间配置有使从该光传播单元射出的光的强度分布均匀化的导光构件。
[0023] 另外，在本发明的光声计测装置用探头中，优选的是，上述导光构件的至少一部分 与将透光构件的内周面和外周面相连的该透光构件的端面的至少一部分面对。
[0024] 并且，优选的是，上述导光构件形成为截面积从光传播单元一侧向透光构件一侧 逐渐增大的锥形状。
[0025] 另外，在本发明的光声计测装置用探头中，优选的是，在导光构件与光传播单元之 间配置有光扩散构件。
[0026] 优选的是，作为这样的光扩散构件，适用其一方向上的光扩散的程度比与该一方 向正交的方向上的光扩散的程度小的构件。作为这种的光扩散构件，具体而言，可列举光扩 散图案为椭圆状的构件。
[0027] 另外，在本发明的光声计测装置用探头中，优选的是，在与透光构件的内周面相向 的位置配置有具有负光焦度的透镜。
[0028] 此外，在设置上述的导光构件的情况下，上述具有负光焦度的透镜配置于该导光 构件与透光构件的内周面之间。
[0029] 另一方面，本发明的光声计测装置具备以上说明的本发明的光声计测装置用探 头。
[0030] 发明效果
[0031] 根据本发明的光声计测装置用探头，设有透光构件，该透光构件具有内周面和外 周面，并以从光传播单元射出的光向上述内周面入射的方式配置，上述内周面形成为弯曲 的凹面状，上述外周面具有比该内周面的曲率半径大的曲率半径并形成为弯曲的凸面状， 由此从光传播单元入射到该透光构件的光通过透光构件的凹透镜效果，以比从光传播单元 射出时的射出角度大的角度范围从透光构件射出。因此根据该光声计测装置用探头，能够 在较大的范围内对计测对象进行光照射。
[0032] 另外，在本发明的光声计测装置用探头中，尤其是在透光构件的内周面及外周面 形成为在公共的一面内具有曲率的形状的情况下，能够仅对于一方向扩大光从透光构件射 出的光射出角度，对于不希望扩大的方向能够将光射出角度确保得较小。
[0033] 另外，在本发明的光声计测装置用探头中，特别是在配置有上述的导光构件、光扩 散构件、具有负光焦度的透镜的情况下，通过它们的作用，能够进一步扩大对计测对象的光 照射范围。其理由通过后述的实施方式详细地进行说明。
[0034] 另外，本发明的光声计测装置具备如上所述的本发明的光声计测装置用探头，因 此能够在较大的范围内对计测对象进行光照射。
【附图说明】
[0035] 图1是表示适用本发明的探头的光声计测装置的一例的概略结构的框图。
[0036] 图2是表示上述光声计测装置的外形形状的例子的立体图。
[0037] 图3是表示本发明的第一实施方式的探头的剖视图。
[0038] 图4是以另一截面来表示图3的探头的剖视图。
[0039] 图5是表示本发明的第二实施方式的探头的剖视图。
[0040] 图6是以另一截面来表示图5的探头的剖视图。
[0041] 图7是表示本发明的第三实施方式的探头的剖视图。
[0042] 图8是以另一截面来表示图7的探头的剖视图。
[0043] 图9是表示本发明的第四实施方式的探头的剖视图。
[0044] 图10是表示本发明的第五实施方式的探头的剖视图。
[0045] 图11是表示本发明的第六实施方式的探头的剖视图。
[0046] 图12是表示本发明的第七实施方式的探头的剖视图。
[0047] 图13是以另一截面来表示图12的探头的剖视图。
[0048] 图14是说明适用于本发明的探头的导光构件的效果的图。
[0049] 图15是说明适用于本发明的探头的导光构件的效果的图。
[0050] 图16是说明适用于本发明的探头的导光构件的效果的图。
[0051] 图17是说明适用于本发明的探头的导光构件的效果的图。
[0052] 图18是表示适用于本发明的探头的光扩散构件的一例的立体图。
[0053] 图19是表示本发明的第八实施方式的探头的剖视图。
【具体实施方式】
[0054] 以下，参照附图，详细说明本发明的实施方式。图1是表示适用了本发明的一实施 方式的光声计测装置用探头11的光声计测装置的基本结构的框图。该光声计测装置作为 一例是光声图像化装置10，除了具备本发明的超声波探头（探头）11之外，还具备超声波单 元12、激光源单元13及图像显示单元14。
[0055] 需要说明的是，以下，将从探头11发出的弹性波称为超声波，而且将从照射有来 自探头11的光的被检体的一部分通过光声效应发出的弹性波称为光声波。
[0056] 上述激光源单元13发出例如中心波长800nm的激光。从激光源单元13射出的脉 冲激光向被检体照射。该激光例如使用多个光纤等导光单元而被导光至探头11并从探头 11的一部分朝向被检体照射为优选。该激光如后所述地成