光聲圖像生成裝置及插入物的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]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)】
[0002]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，則該超聲波逐漸進入活體內(nèi)部，并在組織界面上進行反射。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所消耗的時間來計算距離，由此能夠?qū)?nèi)部的狀態(tài)進行圖像化。
[0003]并且，已知有利用光聲效果對活體的內(nèi)部進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該光聲波，并根據(jù)檢測信號構(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。
[0004]在此，在專利文獻I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。在專利文獻I中，生成光聲圖像，并通過觀察該圖像來發(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患部進行注射等，使用注射針和細胞診斷針等穿刺針來進行細胞的采取及對患部的注射等。在專利文獻I中，能夠利用光聲圖像，一邊觀察患部一邊進行穿刺。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)文獻
[0006]專利文獻
[0007]專利文獻1:日本特開2009-31262號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]發(fā)明要解決的技術(shù)課題
[0009]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，對被檢體進行的光照射通常從被檢體的表面開始進行，尤其，當穿刺針的末端穿刺到較深位置(例如，從被檢體表面深過3cm的位置)時，從被檢體表面照射的光無法充分到達穿刺到較深位置的穿刺針，在光聲圖像中難以確認穿刺針的末端位置。并且，還存在以下問題:探頭處的聲波檢測特性具有角度依賴性，因此穿刺針穿刺的角度超過50°而越接近垂直，光聲波相對于探頭的聲波檢測面越傾斜地入射，難以檢測從穿刺針發(fā)出的光聲波。換言之，還存在以下問題:穿刺角度越接近垂直，在光聲圖像上越難以確認穿刺針的位置。這些問題并不限于穿刺針，有可能在想要使用光聲圖像確認插入到被檢體內(nèi)的插入物的位置時發(fā)生。
[0010]鑒于上述問題，本申請發(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或者以接近垂直的角度插入時，也能夠在光聲圖像上確認插入物的位置。
[0011]用于解決技術(shù)課題的手段
[0012]為了實現(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I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:引導從第I光源出射的光的導光部件、出射被導光部件引導的光的光出射部、產(chǎn)生由從光出射部出射的光產(chǎn)生的第I光聲波的光聲波產(chǎn)生部；聲波檢測構(gòu)件，其在插入物的至少一部分被插入到被檢體內(nèi)之后，檢測從插入物發(fā)出的第I光聲波；以及光聲圖像生成構(gòu)件，其根據(jù)第I光聲波生成第I光聲圖像。
[0013]插入物例如可以具有開口且在內(nèi)部具有內(nèi)腔。光出射部可以設(shè)置于開口的附近。
[0014]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)氧樹脂、氟樹脂、硅酮橡膠或聚氨酯樹脂。或者，光吸收部件可以包含對從第I光源出射的光具有光吸收性的金屬或金屬氧化物的膜。
[0015]光吸收部件可以覆蓋光出射部的光出射面的至少一部分。
[0016]插入物可以還具有中空管，所述中空管將導光部件沿著內(nèi)腔而固定于內(nèi)腔的內(nèi)壁。
[0017]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光部件的末端部分固定于內(nèi)壁的固定部件。
[0018]插入物可以是穿刺到被檢體中的針。
[0019]上述針可以是能夠穿刺到活體的檢查對象物而采取檢查對象物中的活檢部位的組織的活檢針。
[0020]優(yōu)選插入物為穿刺到被檢體中的針，針還具有將導光部件容納于內(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。中空管例如由氟樹脂、聚酰亞胺樹脂、不銹鋼等金屬制成。
[0021]上述中空管、導光部件及光吸收部件可以構(gòu)成對針主體的內(nèi)腔的至少一部分進行密封的內(nèi)針。
[0022]代替此，當插入物為穿刺到被檢體中的針時，可以構(gòu)成為導光部件對針的內(nèi)腔的至少一部分進行密封的內(nèi)針，且包含光出射部的導光部件的至少一部分具備具有光吸收性的膜。
[0023]或者，當插入物為穿刺到被檢體中的穿刺針時，可以構(gòu)成為針還具有對針的內(nèi)腔的至少一部分進行密封的內(nèi)針，導光部件埋入于內(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。
[0024]還可以構(gòu)成為插入物為穿刺到被檢體中的針，針還具有對內(nèi)腔的至少一部分進行密封的內(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脂，導光部件通過透明樹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脂。
[0025]如上所述，內(nèi)針可以通過如下方法來制作:向中空管的管內(nèi)注入固化前的透明樹月旨，以構(gòu)成光出射部的導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光部件插入貫通于中空管的內(nèi)部，并以導光部件插入貫通于中空管內(nèi)的狀態(tài)使透明樹脂固化，將中空管及透明樹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脂的切割面的至少一部分的方式對構(gòu)成光吸收部件的具有光吸收性的樹脂進行涂布，并且使該具有光吸收性的樹脂固化。
[0026]或者，可以構(gòu)成為插入物為穿刺到被檢體中的針，針還具有對內(nèi)腔的至少一部分進行密封的內(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脂，在構(gòu)成光出射部的導光部件的光出射端具有光吸收部件，且導光部件通過透明樹脂埋入于中空管的管內(nèi)。
[0027]如上所述，內(nèi)針可以通過如下方法來制作:使構(gòu)成光吸收部件的光吸收性樹脂以覆蓋光出射部的至少一部分的方式進行附著，并使該具有光吸收性的樹脂固化，在中空管的管內(nèi)注入固化前的透明樹脂，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光部件插入貫通于中空管的內(nèi)部，以導光部件插入貫通于中空管內(nèi)的狀態(tài)使透明樹脂固化，并將中空管及透明樹脂的末端切割成適合于針的末端的形狀。
[0028]中空管例如由聚酰亞胺、氟樹脂或金屬制成。
[0029]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光部件和光纖，該光纖對從第I光源出射的光進行引導。
[0030]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)壁出射由導光部件引導的光的至少一部分。
[0031]可以如下，即導光部件為光纖，且光纖的從第I光源觀察時的光行進側(cè)的端面構(gòu)成光出射部。
[0032]插入物可以是插入到血管內(nèi)的導管，也可以是插入到血管內(nèi)的導管的導絲。
[0033]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，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:電極用導光部件，其對從第I光源出射的光進行引導；電極用光出射部，其設(shè)置于電極的末端部分，且出射由電極用導光部件引導的光；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。
[0034]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，光纖兼作為導光部件。
[0035]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° ?
[0036]光纖可以經(jīng)由光接合部而與第I光源連接，其中，所述光接合部具有按壓并固定光纖的機構(gòu)。
[0037]在本發(fā)明中，第I光源可以是半導體激光光源。并且，第I光源可以是將半導體激光光源作為種子光源的光放大型激光光源。
[0038]可以構(gòu)成為聲波檢測構(gòu)件還能夠檢測針對朝向被檢體發(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。
[0039]本發(fā)明的光聲圖像生成裝置可以還具備對第I光聲圖像和反射聲波圖像進行合成的圖像合成構(gòu)件。
[0040]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。
[0041]可以構(gòu)成為第2光源兼作為第I光源，從第2光源出射的光的一部分向被檢體方向進行分支，從第2光源出射的光的一部分向插入物方向進行分支。
[0042]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:導光部件，其對從光源出射的光進行引導；以及光出射部，其出射由導光部件引導的光，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。
[0043]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針的內(nèi)腔的至少一部分進行密封的內(nèi)針。此時，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脂，導光部件通過透明樹脂埋入于中空管的管內(nèi)。
[0044]發(fā)明效果
[0045]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或者以接近垂直的角度插入時，也能夠在光聲圖像上確認插入物的位置。
【附圖說明】
[0046]圖1是表示本發(fā)明的第I實施方式所涉及的光聲圖像生成裝置的框圖。
[0047]圖2是表示穿刺針的剖視圖。
[0048]圖3是表示激光單元的結(jié)構(gòu)例的框圖。
[0049]圖4是表示激光單元的另一結(jié)構(gòu)例的框圖。
[0050]圖5(a)至(C)分別是表不光聲圖像的圖。
[0051]圖6是表示第I實施方式所涉及的光聲圖像生成裝置的動作順序的流程圖。
[0052]圖7是表示本發(fā)明的第2實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。
[0053]圖8是表示本發(fā)明的第3實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。
[0054]圖9是表示本發(fā)明的第4實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。
[0055]圖10是表示本發(fā)明的第5實施方式所涉及的光聲圖像生成裝置的框圖。
[0056]圖11是表示光聲波的頻率特性的曲線圖。
[0057]圖12是表示第5實施方式所涉及的光聲圖像生成裝置的動作順序的流程圖。
[0058]圖13是表示本發(fā)明的第6實施方式中使用的穿刺針的剖視圖。
[0059]圖14A是表示第6實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。
[0060]圖15是表示激光單元與穿刺針的連接的圖。
[0061]圖16是表示本發(fā)明的第7實施方式中使用的內(nèi)針的外觀的圖。
[0062]圖17是表示內(nèi)針的末端部分的剖視圖。
[0063]圖18是表示本發(fā)明的第8實施方式中使用的內(nèi)針的剖視圖。
[0064]圖19是表示本發(fā)明的第9實施方式所涉及的穿刺針的剖視圖。
[0065]圖20是表示本發(fā)明的第10實施方式所涉及的穿刺針的剖視圖。
[0066]圖21是表示第5實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。
[0067]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。
[0068]圖23是表示射頻消融用針的一例的剖視圖。
[0069]圖24是表示射頻消融用針的另一例的剖視圖。
[0070]圖25是表示導管的剖視圖。
[0071]圖26是表示導絲的剖視圖。
[0072]圖27是表示激光治療用光纖的一例的剖視圖。
[0073]圖28是表示激光治療用光纖的另一例的剖視圖。
[0074]圖29是表示活檢針的末端部分的剖視圖。
[0075]圖30是表示激光單元的又一結(jié)構(gòu)例的框圖。
[0076]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。
【具體實施方式】
[0077]以下，參考附圖對本發(fā)明的實施方式進行詳細說明。圖1表示本發(fā)明的第I實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)被檢對象和測定條件等選擇適當?shù)念l率，則可以使用可聽頻率的聲波。
[0078]激光單元13為第I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在末端具有開口，且在