BR122012009139A2

BR122012009139A2 - Aparelho de medição

Info

Publication number: BR122012009139A2
Application number: BRBR122012009139-1A
Authority: BR
Inventors: Hiroshi Nishihara; Kazuhiko Fukutani; Takao Nakajima
Original assignee: Canon Kk
Priority date: 2008-07-11
Filing date: 2009-07-09
Publication date: 2015-07-14
Also published as: RU2475181C2; CN102940480A; WO2010005109A1; US10041876B2; BRPI0915675A2; EP2299897A1; EP2299897B1; JP4829934B2; US20110112391A1; CN102083359B; RU2011105013A; CN102940480B; JP2010017426A; CN102083359A

Abstract

Aparelho de medição um aparelho aparelho de medição capaz de medir uma posição e um tamando de um absorvedor com alta precisão, que inclui: uma unidade de fonte de luz para emitir um feixe de pulso; uma unidade óptica de iluminação para conduzir o feixe de pulso emitido pela unidade de fonte de luz para o interior de um objeto de inspeção; e uma unidade de detecção de sinal acústico para a detecção de um sinal foto-acústico gerado pelo feixe de pulso, cuja unidade óptica de iluminação inclui uma primeira e uma segunda unidades óptica de iluminação arranjadas de modo que o objeto de inspeção seja irradiao com o feixe de pulso por ambos os lados do mesmo, opostamente; e a unidade de detecção de sinal acústico ser provida de modo que uma superfície de detecção da unidade de detecção sinal acústico fique posicionada sobre o mesmo lado que o de uma das superfícies de irradiação do objeto de inspeção que as primeira e segunda unidades ópticas de iluminação irradiam com o feixe de pulso.

Description

“APARELHO DE MEDIÇÃO” “Dividido do PI 0915675-5, depositado em 09/07/2009” Campo técnico A presente invenção refere-se a um aparelho de medição para medir características espectrais do interior de um tecido biológico. Em particular, a presente invenção é aplicável a um aparelho de medição que utiliza um efeito foto-acústico.

Fundamentos da técnica O aparelho de medição para medir características espectrais do interior de um tecido biológico é utilizado para determinar a formação de novos vasos sanguíneos ou o metabolismo de oxigênio de hemoglobina presente no crescimento de tumor baseado em características de absorção da luz de uma substância específica, como a hemoglobina contida no sangue para, desse modo, utilizar os resultados para diagnóstico.

Esse equipamento utiliza um feixe de infravermelho próximo com um comprimento de onda de, aproximadamente, 600 a l.SOOnm com propriedade de transmitância excelente para um tecido biológico.

Como um método de medição das características espectrais do interior de um tecido biológico, é conhecido um método que utiliza um efeito foto-acústico. Um aparelho usando esse método irradia o interior de um tecido biológico com um feixe de pulso, de modo que as características espectrais de uma região localizada possam ser medidas a partir de um sinal foto-acústico gerado baseado em energia luminosa. A intensidade da luz aplicada ao interior do tecido biológico é atenuada pela absorção e dispersão durante o processo de propagação no tecido biológico e, desse modo, pouca luz atinge uma parte profunda do tecido.

Convencionalmente, de modo a resolver esses problemas, foi proposto um aparelho no qual dois sistemas ópticos de iluminação ficam dispostos em posições opostas um ao outro em relação a um objeto de inspeção, e o objeto de inspeção é iluminado por ambos os lados do mesmo, de modo que mais luz possa atingir a parte mais profunda (ver pedido de patente US 2004/0127783).

Além disso, é proposto um aparelho no qual fibras ópticas para irradiar o tecido biológico com elementos luminosos e piezelétricos para detectar o sinal foto-acústico são arranjadas altemadamente, ou são usados elementos piezelétricos transparentes através dos quais luz para irradiação pode passar e, desse modo, um detector de sinal foto-acústico fica disposto no mesmo lado que aquele do sistema de iluminação óptica (ver patente japonesa disponibilizada 2005-021380).

Além disso, é proposto um aparelho no qual um transdutor para detectar um sinal foto-acústico fica disposto sobre o mesmo lado que o da fibra óptica para irradiar um tecido biológico com luz, e estes são escaneados ao longo da superfície de um objeto de inspeção (ver patente US 5.840.023).

Além disso, é proposto um aparelho no qual um objeto de inspeção, como uma mama, é pressionado para ficar plano, e um plano para irradiar luz sobre o objeto de inspeção achatado é ligado (ver "The Twente Photoacoustic Mammoscope: system overview and performance" Phys . Med. Biol. 50 (2005), pp. 2543-2557).

No entanto, o aparelho convencional de medição para medir características espectrais do interior de um tecido biológico tem um problema a seguir. A luz que se propaga no interior do tecido biológico é afetada por um parâmetro de anisotropia g. O parâmetro de anisotropia g tem um valor de, aproximadamente, 0,9 em um tecido biológico e provoca, principalmente, dispersão para frente.

Nesta ocasião, a energia da luz que é absorvida por um absorvedor no tecido biológico toma-se maior em uma posição mais próxima ao lado da luz incidente devido à influência da dispersão para frente.

Assim como uma onda foto-acústica, que é um sinal foto-acústico gerado pelo absorvedor tendo uma distribuição polarizada da energia da luz absorvida, conforme descrito acima, o sinal gerado a partir de um limite na direção de incidência da luz na qual a energia da luz absorvida é grande, tem a maior intensidade.

Na estrutura descrita no pedido de patente US 2004/0127783, o transdutor para detectar o sinal foto-acústico fica disposto sobre um plano diferente daquele dos dois sistemas de iluminação óptica. Em outras palavras, o transdutor não fica disposto na direção de incidência de luz.

Em um caso onde um sinal foto-acústico gerado por um absorvedor esférico é detectado com a estrutura descrita acima, um sinal gerado a partir de um limite em uma posição mais próxima ao transdutor é recebido primeiro, e um sinal gerado a partir de um limite do absorvedor em uma posição mais distante do transdutor é recebido por último. A partir deste perfil de sinal, o tempo de propagação no absorvedor esférico e a velocidade sônica nos tecidos biológicos são lidos, desse modo, a posição e o tamanho do absorvedor podendo ser calculados. No entanto, a posição mais próxima ao transdutor e a posição mais distante do mesmo estão em uma direção diferente da direção de incidência de luz e, por conseguinte, o tempo de propagação não pode ser detectado com o sinal da maior intensidade, como descrito acima.

Além disso, de acordo com o pedido de patente japonês disponibilizado 2005-021380 e a patente US 5.840.023, o sistema óptico de iluminação e o transdutor para detectar o sinal foto-acústico ficam dispostos sobre o mesmo plano, mas o sistema óptico de iluminação fica disposto sobre apenas um plano.

Com essa estrutura, a energia de luz absorvida pelo absorvedor se toma grande sobre o lado de incidência de luz e se toma pequena sobre o lado oposto ao mesmo.

Consequentemente, o sinal gerado a partir do limite na posição mais próxima ao transdutor pode ser detectado com a maior intensidade, mas o sinal gerado a partir do limite na posição mais distante do transdutor não pode ser detectado com a maior intensidade. Além disso, de acordo com "The Twente Photoacoustic Mammoscope: system overview and performance" Phys Med. Biol. 50 (2005), p. 2543-2557, um objeto de inspeção prensado é iluminado pelos dois lados do mesmo, um lado por vez, mas ocorre um retardo no tempo devido à direção de iluminação ser comutada.

Com essa estrutura, energias de luz que entram por ambos os lados não são sobrepostas uma à outra e, desse modo, a quantidade de luz que alcança a parte mais profunda do tecido não pode ser aumentada.

Por conseguinte, a intensidade de um sinal foto-acústico gerado pelo absorvedor em uma parte profunda do tecido se toma pequena. Como descrito acima, mesmo no caso de qualquer uma das tecnologias descritas como exemplos convencionais ser usada, há um problema na detecção de uma posição e tamanho de um absorvedor posicionado em uma parte profunda de um tecido biológico com alta precisão e contraste elevado.

Descrição da invenção A presente invenção foi feita tendo em vista o problema acima mencionado, e, portanto, um de seus objetivos é prover um aparelho de medição capaz de medir uma posição e um tamanho de um absorvedor com precisão através da detecção de um sinal foto-acústico gerado a partir de um limite do absorvedor posicionado em uma parte profunda de um tecido biológico com um sinal de contraste elevado. A presente invenção visa prover um aparelho de medição com a estrutura a seguir. O aparelho de medição da presente invenção compreende: uma unidade de fonte de luz para emitir um feixe de pulso; uma unidade óptica de iluminação para conduzir o feixe de pulso emitido pela unidade de fonte de luz para um interior de um objeto de inspeção; e uma unidade de detecção de sinal acústico para detectar um sinal foto-acústico gerado pelo feixe de pulso conduzido para o interior do objeto de inspeção, onde a unidade óptica de iluminação inclui uma primeira unidade óptica de iluminação e uma segunda unidade óptica de iluminação, arranjadas de modo que o objeto de inspeção seja irradiado com o feixe de pulso pelos dois lados do mesmo, opostamente, e a unidade de detecção de sinal acústico fique disposta de modo que uma superfície de detecção da unidade de detecção de sinal acústico fique posicionada sobre o mesmo lado que o de uma das superfícies de irradiação do objeto de inspeção que a primeira unidade óptica de iluminação e a segunda unidade óptica iluminação irradiam com o feixe de pulso. É possível fabricar um aparelho de medição capaz de medir uma posição e um tamanho de um absorvedor com precisão elevada através da detecção de um sinal foto-acústico gerado a partir de um limite do absorvedor posicionado em uma parte profunda de um tecido biológico, com um sinal de contraste elevado.

Outras características da presente invenção se tomarão aparentes da descrição a seguir de modos de realização exemplificativos, com referência aos desenhos anexos.

Descrição resumida dos desenhos A FIG. 1 é um diagrama que ilustra uma estmtura esquemática de um aparelho de medição, de acordo com o Exemplo 1 da presente invenção. A FIG. 2 é um gráfico ilustrando o perfil de um sinal foto-acústico S gerado a partir de um objeto de inspeção E, de acordo com o Exemplo 1 da presente invenção. A FIG. 3 é um gráfico que ilustra espectros de absorção de FlbCE e Hb em uma faixa de comprimento de onda de 600 a l.OOOnm, de acordo com o Exemplo 1 da presente invenção. A FIG. 4 é um diagrama que ilustra o sinal foto-acústico S em um absorvedor esférico recebido por um detector ultrassônico, de acordo com o Exemplo 1 da presente invenção. A FIG. 5 é um diagrama que ilustra uma estrutura de um exemplo convencional (similar ao do US 2004/0.127.783), no qual um detector ultrassônico fica disposto sobre uma superfície perpendicular a um primeiro sistema óptico de iluminação como um exemplo da disposição do detector ultrassônico sobre uma superfície diferente do primeiro sistema óptico de iluminação. A FIG. 6 é um diagrama que ilustra uma estrutura de um exemplo convencional (similar ao do pedido de patente japonês disponibilizado 2005-021.380) no qual um segundo sistema óptico de iluminação é eliminado da estrutura da FIG 4. A FIG. 7 é um gráfico comparando o perfil do sinal de detecção do detector ultrassônico ilustrado na FIG. 4, de acordo com o exemplo 1 da presente invenção, com perfis de sinais de detecção dos detectores ultrassônicos ilustrados nas Figs. 5 e 6, de acordo com os exemplos convencionais. A FIG. 8 é um diagrama que ilustra outro exemplo estrutural do primeiro sistema óptico de iluminação e o detector ultrassônico, de acordo com o Exemplo 1 da presente invenção. A FIG. 9 é um diagrama que ilustra outro exemplo estrutural do primeiro sistema óptico de iluminação e o detector ultrassônico, de acordo com o Exemplo 1 da presente invenção. A FIG. 10 é um diagrama que ilustra outro exemplo estrutural do primeiro sistema óptico de iluminação e o detector ultrassônico, de acordo com o Exemplo 1 da presente invenção. A FIG. 11 é um diagrama que ilustra outro exemplo estrutural do primeiro sistema óptico de iluminação e o detector ultrassônico, de acordo com o Exemplo 1 da presente invenção. A FIG. 12 é um diagrama que ilustra outro exemplo estrutural do primeiro sistema óptico de iluminação e o detector ultrassônico, de acordo com o Exemplo 1 da presente invenção. A FIG. 13 é um diagrama que ilustra outro exemplo estrutural do primeiro sistema óptico de iluminação e o detector ultrassônico, de acordo com o Exemplo 1 da presente invenção. A FIG. 14 é um diagrama que ilustra uma estrutura esquemática de um aparelho de medição, de acordo com o Exemplo 2 da presente invenção. A FIG. 15 é um diagrama que ilustra outro exemplo estrutural do aparelho de medição de acordo, com o Exemplo 2 da presente invenção. A FIG. 16 é um diagrama que ilustra o outro exemplo estrutural do aparelho de medição, de acordo com o Exemplo 2 da presente invenção. A FIG. 17 é um diagrama que ilustra uma estrutura esquemática de um aparelho de medição, de acordo com o Exemplo 3 da presente invenção.

Melhor modo de executar a invenção Em seguida, será descrito um modo de realização da presente invenção.

Um aparelho de medição, de acordo com este modo de realização da presente invenção, compreende: uma unidade de fonte de luz para emitir um feixe de pulso; uma unidade óptica de iluminação para conduzir o feixe de pulso emitido pela unidade de fonte de luz para um interior de um objeto de inspeção; e uma unidade de detecção de sinal acústico para detectar um sinal foto-acústico gerado pelo feixe de pulso conduzido para o interior do objeto de inspeção. A unidade óptica de iluminação inclui uma primeira unidade óptica de iluminação e uma segunda unidade óptica de iluminação, arranjadas de modo que o objeto de inspeção seja irradiado com o feixe de pulso, por ambos os lados do mesmo, opostamente.

Além disso, a unidade de detecção de sinal acústico é disposta de modo que uma superfície de detecção da unidade de detecção de sinal acústico fique posicionada sobre o mesmo lado que aquele de uma das superfícies de irradiação do objeto de inspeção que a primeira unidade óptica de iluminação e a segunda unidade óptica de iluminação irradiam com o feixe de pulso.

Além disso, no aparelho de medição, de acordo com o modo de realização da presente invenção, a uma da primeira unidade óptica de iluminação e a segunda unidade óptica de iluminação sobre o lado sobre o qual a unidade de detecção de sinal acústico fica disposta e a unidade de detecção de sinal acústico, são dispostas de maneira que um eixo central de simetria axial de uma região na qual a primeira unidade de óptica iluminação ilumina o objeto de inspeção e um eixo central de simetria axial de uma região na qual a unidade de detecção de sinal acústico detecta um sinal acústico coincidam um com o outro.

Além disso, no aparelho de medição, de acordo com o modo de realização da presente invenção, a primeira unidade óptica de iluminação e a segunda unidade óptica de iluminação são dispostas de maneira que um eixo central de simetria axial de uma região na qual a primeira unidade óptica de iluminação ilumina o objeto de inspeção e um eixo central de simetria axial da região na qual a segunda unidade óptica de iluminação ilumina o objeto de inspeção coincidam um com o outro.

Além disso, o aparelho de medição, de acordo com o modo de realização da presente invenção, pode compreender, adicionalmente, uma unidade motriz de escaneamento para escanear a primeira unidade óptica de iluminação, a segunda unidade de óptica iluminação, e a unidade de detecção de sinal acústico em relação ao objeto de inspeção, enquanto mantendo uma relação de posição entre a primeira unidade óptica de iluminação, a segunda unidade óptica de iluminação, e a unidade de detecção de sinal acústico.

Além disso, o aparelho de medição, de acordo com o modo de realização da presente invenção, pode compreender, adicionalmente, uma unidade de modificação de distância para mudar uma distância entre a primeira unidade óptica de iluminação e a segunda unidade óptica de iluminação.

Além disso, o aparelho de medição, de acordo com o modo de realização da presente invenção, pode compreender, adicionalmente, entre o objeto de inspeção e a unidade de detecção de sinal acústico, um espaçador formado por um membro tendo uma propriedade de transmitância alta e uma propriedade de atenuação baixa em relação à luz proveniente da unidade de fonte de luz e uma onda acústica.

Além disso, no aparelho de medição, de acordo com o modo de realização da presente invenção, a unidade óptica de iluminação pode ser formada por uma fibra óptica.

Além disso, no aparelho de medição, de acordo com o modo de realização da presente invenção, a unidade óptica de iluminação pode ser formada por uma fibra óptica e uma lente.

Além disso, no aparelho de medição, de acordo com o modo de realização da presente invenção, a unidade óptica de iluminação pode ser formada por uma fibra óptica, uma lente e um divisor de feixe óptico-acústico.

Além disso, no aparelho de medição, de acordo com o modo de realização da presente invenção, a unidade óptica de iluminação pode ser formada por um espelho, um divisor de feixe e uma lente. O aparelho de medição, de acordo com o modo de realização da presente invenção, pode compreender, adicionalmente: uma primeira placa e uma segunda placa para conter o objeto de inspeção entre elas; e um mecanismo de acionamento da placa para controlar a pressão exercida sobre o objeto de inspeção pela primeira placa e pela segunda placa.

Exemplos Agora, serão descritos exemplos da presente invenção.

Exemplo 1 No exemplo 1, é descrito um exemplo estrutura de um aparelho de medição ao qual a presente invenção é aplicada. A FIG. 1 é um diagrama que ilustra uma estrutura esquemática do aparelho de medição de acordo com este exemplo. O aparelho de medição deste exemplo inclui um gerador de feixe de pulso 100 (ou seja, uma unidade de fonte de luz), um primeiro sistema óptico de iluminação 200 (ou seja, uma primeira unidade óptica de iluminação), e um segundo sistema óptico de iluminação 300 (ou seja, uma segunda unidade óptica iluminação). Além disso, o aparelho de medição inclui um detector ultrassônico 400 (ou seja, uma unidade de detecção de sinal acústico), um analisador de sinal 500, um controlador 600, uma memória 700, e um visor 800.

Um objeto de inspeção E é um tecido biológico, como uma mama, por exemplo. Um absorvedor a tem uma absorção maior do que os tecidos periféricos e tem uma forma esférica, por exemplo. E descrito um processo esquemático para medir o objeto de inspeção E por meio do aparelho de medição com a estrutura acima mencionada. O gerador de feixe de pulso 100 emite luz de um feixe de pulso da ordem de nano segundos, e o feixe de pulso é conduzido pelo primeiro sistema óptico de iluminação 200 e pelo segundo sistema óptico de iluminação 300 para uma superfície do objeto de inspeção E. O feixe de pulso que entrou no objeto de inspeção E através da superfície do mesmo se propaga no interior do tecido e alcança o absorvedor a. A energia da luz que alcançou o absorvedor α é absorvida e convertida em energia termal. Em seguida, ocorre um aumento transitório de temperatura no absorvedor a, e a maior temperatura é, em seguida, relaxada.

Nesta ocasião, o aumento de temperatura e seu relaxamento provocam uma expansão e uma contração no tecido incluindo o absorvedor a, o que gera uma onda elástica para ser um sinal foto-acústico S. O sinal foto-acústico S gerado pelo absorvedor α se propaga no interior do tecido objeto de inspeção E e é detectado pelo detector ultrassônico 400.

Na presente invenção, o sinal foto-acústico significa uma onda elástica (onda foto-acústica), ela própria gerada pela irradiação do objeto de inspeção com a luz, e o detector ultrassônico, como a unidade de detecção de sinal acústico, detecta o sinal foto-acústico como a onda foto-acústica. A FIG. 2 ilustra o perfil do sinal foto-acústico S gerado pelo objeto de inspeção E.

Um tempo de propagação tx do sinal foto-acústico S, que é uma onda elástica, pode ser determinado a partir de um intervalo de pico de uma forma de onda gerada a partir da superfície do objeto de inspeção E entrando em contacto com o detector ultrassônico 400 e a partir de um limite do absorvedor a.

Além disso, um tempo de propagação ta do sinal foto-acústico S se propagando no absorvedor a pode ser determinado a partir de um intervalo de pico gerado a partir do limite do absorvedor a. Quando uma velocidade sônica no tecido biológico é indicada por vs, a distância entre a superfície do objeto de inspeção E e o absorvedor a, bem como, o tamanho do absorvedor α podem ser calculados. Em outras palavras, informação sobre a posição espacial do absorvedor α no objeto de inspeção E pode ser obtida.

Além disso, uma amplitude ΔΡ de uma forma de onda de pico gerada pelo absorvedor α indica a intensidade Pa da onda elástica gerada no absorvedor a.

Quando um coeficiente de absorção do absorvedor α é indicado por pa, a fluência de energia de luz que entra no absorvedor α é indicada por Ia, e o parâmetro de Gruneisen, determinado de acordo com o tecido biológico, é indicado por Γ, a intensidade da onda elástica Pa, devido a um efeito foto-acústico gerado no absorvedor α pode ser calculada pela equação a seguir.

Pa = 1/2 pa · Γ · Ia A fluência de energia de luz se propagando em um meio de dispersão de absorção, como um tecido biológico, pode ser calculada usando-se uma equação de difusão de luz e uma equação de transporte e, desse modo, Ia pode ser calculada. A amplitude ΔΡ medida pelo detector ultrassônico 400 inclui uma influência de atenuação da onda elástica gerada no absorvedor α quando ela se propaga no tecido biológico. Por conseguinte, a intensidade Pa pode ser calculada subtraindo-se a influência de atenuação.

Como descrito acima, o coeficiente de absorção pa do absorvedor α no objeto de inspeção E pode ser calculado. O analisador de sinal 500 calcula a posição do absorvedor α baseado em características de tempo do sinal foto-acústico detectado e calcula o coeficiente de absorção pa baseado em características de intensidade.

Além disso, o analisador de sinal 500 reconstrói uma distribuição espacial do coeficiente de absorção pa no absorvedor α e sua periferia, por meio do que é gerada uma imagem das características de absorção no objeto de inspeção E. O controlador 600 armazena a posição calculada do absorvedor α e o coeficiente de absorção calculado pa na memória 700 e exibe uma imagem da distribuição espacial do coeficiente de absorção pa no visor 800. A seguir, serão descritos detalhes de componentes individuais. O gerador de feixe de pulso 100 é uma unidade de fonte de luz que emite um feixe de pulso da ordem de nanossegundos com um comprimento de onda específico para irradiar o objeto de inspeção E, e o gerador de feixe de pulso 100 inclui uma fonte de luz laser e uma unidade de laser 2. O comprimento de onda de luz emitida pela fonte de luz laser 1 é selecionado de modo a ser um comprimento de onda correspondente aos espectros de absorção de água, gordura, proteína, oxihemoglobina, hemoglobina reduzida, e similares que constituem o tecido biológico.

Como um exemplo, um comprimento de onda dentro de uma faixa de 600 a 1.500nm é adequado, devido à luz deste comprimento de onda ser dificilmente absorvida pela água, que é um ingrediente principal do tecido no interior do tecido biológico, de modo que a luz pode permear bem, e ela tem espectros característicos de gordura, oxihemoglobina, e hemoglobina reduzida.

Além disso, é sabido que novos vasos sanguíneos se formam e o consumo de oxigênio é maior quando um tumor, como um câncer, cresce em um tecido biológico.

Como um método que envolve avaliar a formação de novos vasos sanguíneos e um maior consumo de oxigênio, é possível utilizar características dos espectros de absorção da oxihemoglobina (Hb0O2) e da hemoglobina reduzida (Hb). A FIG. 3 ilustra espectros de absorção de HbC>2 e Hb na faixa de comprimento de onda de 600 a l .OOOnm. O aparelho de medição mede valores de concentração de Hb e Hb02 contidos no sangue em um tecido biológico baseado nos espectros de absorção de Hb02 e Hb em relação a múltiplos comprimentos de onda.

Em seguida, as concentrações de Hb e Hb()2 são medidas em múltiplas posições, e uma imagem de distribuição de concentração é criada de modo que uma região na qual novos vasos sanguíneos são formados no tecido biológico possa ser distinguida.

Além disso, é calculada uma saturação de oxigênio baseada nas concentrações de Hb e HbC>2, de modo que uma região na qual o consumo de oxigênio é maior pode ser distinguida baseada na saturação de oxigênio.

Desta maneira, a informação espectral de Hb e Hb02 medida pelo aparelho de medição pode ser utilizada para diagnósticos.

Neste exemplo, como comprimentos de onda próximos a 800nm, nos quais as características de absorção de Hb e Iíb02 se cruzam umas com as outras, conforme ilustrado na FIG. 3, são usados dois comprimentos de onda λΐ = 700nm e λ2 = 850nm.

Como um exemplo de uma fonte de luz específica, ela pode ser formada por um laser semicondutor gerando comprimentos de onda diferentes, um laser de comprimento de onda variável, ou similar. O primeiro sistema óptico de iluminação 200 e o segundo sistema óptico de iluminação 300 são unidades ópticas de iluminação para conduzir o feixe de pulso emitido pelo gerador de feixe de pulso 100 para o objeto de inspeção E. O feixe de pulso emitido pela fonte de luz laser 1 é conduzido por uma fibra óptica 3 para um primeiro divisor de feixe 4. O feixe de pulso que entra no primeiro divisor de feixe 4 é dividido em dois feixes, que são conduzidos, respectivamente, para o primeiro sistema óptico de iluminação 200 e para o segundo sistema óptico de iluminação 300. O primeiro sistema óptico de iluminação 200 inclui uma fibra óptica 5, um segundo divisor de feixe 6, fibras ópticas 7 e 8, e lentes 9 e 10. O feixe de pulso, que entrou na fibra óptica 5 é dividido em dois feixes pelo segundo divisor de feixe 6, e os feixes são conduzidos, respectivamente, para as fibras ópticas 7 e 8. O feixe de pulso que entrou na fibra óptica 7 é ampliado pela lente 9, que fica disposta obliquamente a um ângulo Θ em relação ao detector ultrassônico 400 e, desse modo, a superfície do objeto de inspeção E é iluminada a partir de um lado do detector ultrassônico 400. Da mesma forma, o feixe de pulso que entrou na fibra óptica 8 é ampliado pela lente 10 que fica disposta obliquamente a um ângulo Θ em relação ao detector ultrassônico 400 em direção oposta à lente 9 e, desse modo, a superfície do objeto de inspeção E é iluminada pelo outro lado do detector ultrassônico 400. O segundo sistema óptico de iluminação 300 fica disposto de modo a ser oposto ao primeiro sistema óptico de iluminação 200 via objeto de inspeção disposto entre eles, e eixos centrais de simetria axial das regiões iluminadas pelo primeiro sistema óptico de iluminação 200 e pelo segundo sistema óptico de iluminação 300 coincidem uns com os outros. Em outras palavras, o objeto de inspeção é irradiado com feixes de pulso por ambos os lados do mesmo devido ao primeiro sistema óptico de iluminação e o segundo sistema óptico de iluminação ficarem opostos um ao outro via objeto de inspeção disposto entre eles.

De acordo com essa estrutura, energias de luzes projetadas simultaneamente pelos sistemas ópticos de iluminação são combinadas no objeto de inspeção E e, por conseguinte, a fluência de energia de luz que alcança uma parte profunda do objeto de inspeção pode ser aumentada. O segundo sistema óptico de iluminação 300 inclui uma fibra óptica 11 e uma lente 12. O feixe de pulso que entrou na fibra óptica 11 é ampliado pela lente 12 e conduzido para a superfície do objeto de inspeção E.

Neste exemplo, uma fonte de luz e os divisores de feixe são usados para conduzir o feixe de pulso para os primeiro e segundo sistemas ópticos de iluminação. No entanto, é possível dispor fontes de luz, respectivamente, para os sistemas ópticos de iluminação individuais.

Neste caso, é preferível acionar a duas fontes de luz simultaneamente, de forma sincronizada, para que as fluências de energia de luz possam ser combinadas.

Nesta ocasião, é preferível acionar a duas fontes de luz de maneira totalmente simultânea, mas o efeito de combinação de fluências de energia de luz pode ser obtido caso as duas fontes de luz sejam acionadas dentro de uma largura de pulso do feixe de pulso ou um tempo de relaxamento termal do objeto de investigação E.Por conseguinte, a expressão "acionar as duas fontes de luz simultaneamente", na presente invenção, é utilizada para significar "acionar as duas fontes de luz dentro do tempo de relaxamento termal do objeto de inspeção E, ou na largura de pulso do feixe de pulso".

Além disso, é preferível que os eixos centrais de simetria axial das regiões iluminadas pelos sistemas de iluminação óptica coincidam uns com os outros, mas o efeito de combinar as fluências de energia de luz pode ser obtido, se as larguras totais à metade do máximo de distribuições de intensidade de luz de iluminação individual forem sobrepostas parcialmente umas às outras.

Por conseguinte, a expressão "coincidir uns com os outros" em relação aos eixos centrais de simetria axial, na presente invenção, é utilizada para significar "larguras totais à metade do máximo de distribuições de intensidade de luz de iluminação se sobrepondo parcialmente" em relação a duas regiões iluminadas de simetria axial. O detector ultrassônico 400 é uma unidade de detecção de sinal acústico para a detecção de um sinal foto-acústico S (onda foto-acústica) gerado no objeto de inspeção E e disposto sobre o mesmo lado de uma superfície de irradiação do primeiro sistema óptico de iluminação 200. Em outras palavras, o detector ultrassônico é disposto de modo que uma superfície de detecção do detector ultrassônico 400 fique posicionada sobre o mesmo lado que o da superfície de irradiação para o primeiro sistema óptico de iluminação 200 para irradiar o objeto de inspeção com o feixe de pulso, em relação ao objeto de inspeção.

Aqui, a superfície de detecção do detector ultrassônico é uma superfície para receber a onda foto-acústica com um oscilador ultrassônico 13 do detector ultrassônico 400. Além disso, a superfície de irradiação é a superfície do objeto de inspeção que é irradiada com o feixe de pulso do primeiro sistema óptico de iluminação 200, neste exemplo. O lado sobre o qual o segundo sistema óptico de iluminação 300 fica disposto é oposto ao lado sobre o qual o detector ultrassônico e o primeiro sistema óptico de iluminação ficam dispostos, via objeto de inspeção disposto entre eles.

Além disso, em outras palavras em relação à posição do detector ultrassônico, o detector ultrassônico 400 fica disposto de modo a ser oposto à superfície voltada para o objeto de inspeção no primeiro sistema óptico de iluminação 200 (a superfície também pode ser a superfície que entra em contato com o objeto de inspeção). Aqui, a expressão "para ser oposto" também inclui o caso no qual a superfície do detector ultrassônico 400 que está mais próxima ao objeto de inspeção (ou seja, a superfície de detecção) ser a mesma que a superfície do primeiro sistema óptico de iluminação 200 que faceia o objeto de inspeção. O detector ultrassônico 400 tem uma forma circular, e a FIG. 1 ilustra sua seção transversal, incluindo o eixo central do círculo. O oscilador ultrassônico 13, com uma forma côncava, fica disposto sobre um membro de suporte 14, e uma camada acústica correspondente 15 é provida ao oscilador ultrassônico 13 sobre o lado próximo ao objeto de inspeção E.

Um cabo 16 é conectado ao oscilador ultrassônico 13. O oscilador ultrassônico 13 inclui um elemento piezelétrico tendo um efeito piezelétrico para converter uma mudança na pressão devido ao sinal foto-acústico recebido S em voltagem (sinal elétrico).

Como o elemento piezelétrico, pode ser usado um material cerâmico piezelétrico, como titanato-zirconato de chumbo (PZT) ou um material de película de polímero piezelétrico, como difluoreto de polivinilideno (PVDF).

Além disso, o centro da superfície côncava do oscilador ultrassônico 13 é ajustado para a posição do absorvedor a, por meio do que o sinal foto-acústico S, gerado pela proximidade do absorvedor a, pode ser recebido seletivamente. O membro de suporte 14 é utilizado para suprimir oscilação desnecessária do oscilador ultrassônico 13. Um exemplo de um material que constitui o membro de suporte 14 inclui resina de poliuretano ou borracha de silicone. A camada acústica correspondente 15 é disposta para a transmissão eficaz do sinal foto-acústico S.

Em geral, o material de elemento piezelétrico e o tecido biológico têm valores de impedância acústica que são bastante diferentes uns dos outros. Por conseguinte, caso o material de elemento piezelétrico entre em contato diretamente com o tecido biológico, o sinal foto-acústico não pode ser transmitido de forma eficaz devido a uma grande reflexão sobre uma interface entre eles.

Por conseguinte, a camada acústica correspondente 15, feita de um material com impedância acústica intermediária, fica disposta entre o material de elemento piezelétrico e o tecido biológico, por meio do que a reflexão sobre a interface é diminuída para transmitir o sinal foto-acústico S eficazmente.

Gomo um exemplo do material que constitui a camada acústica correspondente 15, temos a resina epóxi, vidro de sílica, ou similar. O cabo 16 transmite o sinal elétrico gerado pela conversão do sinal foto-acústico S no oscilador ultrassônico 13 a para o analisador de sinal 500.

Além disso, o oscilador ultrassônicol3 pode ser formado não apenas do elemento piezelétrico, mas, também, de um elemento para detectar uma mudança na capacitância. O oscilador ultrassônico côncavo é usado neste exemplo, mas é possível usar um oscilador ultrassônico plano e uma lente acústica. Além disso, é possível a utilização de uma sonda ultrassônica com múltiplos osciladores ultrassônicos dispostos em um arranjo, que é usado em um aparelho de eco ultrassônico ou em inspeção não-destrutiva.

Como descrito acima, o primeiro sistema óptico de iluminação 200 e o segundo sistema óptico de iluminação 300 são dispostos de modo a ficarem opostos um ao outro, eixos centrais de simetria axial das regiões iluminadas por esses sistemas ópticos de iluminação coincidindo uns com os outros, e o detector ultrassônico 400 fica disposto sobre o mesmo lado que o do primeiro sistema óptico de iluminação 200.

De acordo com essa estrutura, o sinal foto-acústico S pode ser detectado com contraste maior em comparação ao exemplo convencional descrito acima.

Além disso, o eixo central de simetria axial do primeiro sistema óptico de iluminação 200 é feito para coincidir com o eixo central do detector ultrassônico 400 na estrutura da FIG. 1. A FIG. 4 é um diagrama que ilustra o sinal foto-acústico S no absorvedor esférico α recebido pelo detector ultrassônico 400. O feixe de pulso que irradia o objeto de inspeção E se propaga para uma parte profunda do mesmo ao mesmo tempo em que é atenuado por influências de absorção o dispersão no tecido biológico.

Na FIG. 4, LI indica a fluência de energia de luz que foi projetada pelo primeiro sistema óptico de iluminação 200 e se propagou no objeto de inspeção E e L2 indica a luz projetada pelo segundo sistema óptico de iluminação 300. A dispersão para frente é geralmente forte entre as dispersões em um tecido biológico e, por conseguinte, a energia da luz projetada é dispersa e se propaga principalmente em direção de eixo de incidência de luz.

Por conseguinte, assim como a absorção de energia luminosa no absorvedor α no objeto de inspeção E, a absorção aumenta sobre o lado de incidência de luz. A absorção da energia de luz se toma máxima nas posições 'a' e 'e' no absorvedor α ilustrado, enquanto se toma menor nas posições 'c' e 'g'· Além disso, a absorção de energia luminosa se toma maior na vizinhança da superfície do absorvedor α e, por conseguinte, a energia da luz que alcança uma parte profunda do absorvedor para ser absorvida se toma pequena. A intensidade de pressão do sinal foto-acústico gerado pelo absorvedor α tendo esta distribuição de absorção de energia luminosa se toma elevada quando a absorção de energia luminosa é grande e se toma baixa, quando a absorção de energia luminosa é pequena.

Quando o sinal foto-acústico S gerado pelo absorvedor α é recebido pelo detector ultrassônico 400, um sinal com pressão alta, gerado a partir de uma vizinhança de posições 'a', ’b' e 'h' que ficam próximas ao detector ultrassônico 400, é o primeiro a ser detectado.

Em seguida, é detectado um sinal com pressão baixa, gerado a partir de uma vizinhança de posições V e 'g', tendo a mesma distância do detector ultrassônico 400. Finalmente, um sinal com pressão alta, gerado a partir de uma vizinhança de posições 'd' 'e' e'f é detectado. Aqui, 400S indica um perfil do sinal foto-acústico S gerado pelo absorvedor a, recebido pelo detector ultrassônico 400. O primeiro pico do sinal foto-acústico S é gerado em uma fase de compressão foto-acústica. Ao contrário, o segundo pico é gerado em uma fase de expansão que corresponde a uma onda refletida na qual a fase da onda gerada na fase de compressão é invertida por uma diferença na impedância acústica entre o absorvedor α e um tecido de sua periferia. A FIG. 5 ilustra uma estrutura de um exemplo convencional (similar ao do US 2004/0.127.783), na qual um detector ultrassônico 401 fica disposto sobre uma superfície perpendicular ao primeiro sistema óptico de iluminação 200, como um exemplo de disposição do detector ultrassônico 401 sobre uma superfície diferente daquela do primeiro sistema óptico de iluminação 200.

Uma distribuição de absorção de energia luminosa similar à descrita acima, com referência à FIG. 4 é gerada no absorvedor a.

Quando o sinal foto-acústico S gerado pelo absorvedor α é recebido pelo detector ultrassônico 401, um sinal com pressão baixa gerado a partir de uma vizinhança de posições 'b' 'c' e 'd' que ficam próximas ao detector ultrassônico 401, é o primeiro a ser detectado.

Em seguida, um sinal com pressão alta gerado a partir de uma vizinhança de posições 'a' e 'e' tendo a mesma distância do detector ultrassônico 401, é detectado. Finalmente, um sinal com pressão baixa gerado a partir de uma vizinhança de posições 'f, 'g' e 'h', é detectado.

Aqui, 40IS indica um perfil do sinal foto-acústico S, gerado pelo absorvedor a, que é recebido pelo detector ultrassônico 401. A FIG. 6 ilustra uma estrutura de um exemplo convencional (similar ao do pedido de patente japonês disponibilizado 2005-021.380), no qual o segundo sistema óptico de iluminação 300 é eliminado da estrutura da FIG. 4. A absorção de energia luminosa é maior na posição 'a' sobre o lado de luz incidente no absorvedor α ilustrado, e é a segunda maior nas posições 'b' e 'h'. Além disso, a energia absorvida da luz se toma menor na ordem das posições 'c' e ’g', as posições 'd' e 'f, e a posição 'e', à medida que vai para uma parte mais profunda do absorvedor.

Quando o sinal foto-acústico S gerado pelo absorvedor α é recebido por um detector ultrassônico 402, um sinal com pressão alta gerado a partir de uma vizinhança das posições 'a', 'b' e 'h que ficam próximas ao detector ultrassônico 402 é o primeiro detectado.

Em seguida, um sinal com pressão baixa gerado a partir de uma vizinhança das posições 'c' e 'g' tendo a mesma distância do detector ultrassônico 402 é detectado. Finalmente, um sinal com pressão baixa gerado a partir de uma vizinhança das posições ’d', 'e' e 'f é detectado.

Aqui, 402S indica um perfil do sinal foto-acústico S gerado pelo absorvedor a, que é recebido pelo detector ultrassônico 402. A FIG. 7 ilustra um gráfico comparando o perfil de sinal de detecção 400S do detector ultrassônico 400 deste exemplo, ilustrado na FIG. 4, com o perfil de sinal de detecção 40IS do detector de ultrassônico 401 do exemplo convencional, ilustrado na FIG. 5, bem como, o perfil do sinal de detecção 402S do detector ultrassônico 402 do exemplo convencional, ilustrado na FIG. 6.

Conforme ilustrado na FIG. 7, uma pressão do sinal foto-acústico S gerado a partir de uma vizinhança do limite do absorvedor α é maior no perfil de detecção de sinal 400S. A posição e o tamanho do absorvedor a são calculados usando-se um tempo lido de pico no sinal foto-acústico gerado a partir do limite do absorvedor a.

Na presente invenção o tempo pode ser lido usando-se um sinal de contraste maior e, por conseguinte, a posição e o tamanho do absorvedor α podem ser calculados com mais precisão do que no exemplo convencional. O analisador de sinal 500 inclui uma porção de processamento de cálculo 17 e uma porção de geração de imagem 18. A porção de processamento de cálculo 17 calcula a posição do absorvedor α baseada em características de tempo do sinal foto-acústico detectado S e calcula o coeficiente de absorção pa baseado em características de intensidade. A porção de geração de imagem 18 gera uma imagem da distribuição do coeficiente de absorção pa no objeto de inspeção E baseada na posição espacial calculada e no coeficiente de absorção pa do absorvedor α no objeto de inspeção E. O controlador 600 é conectado à unidade de laser 2 do gerador de feixe de pulso 100 e controla o tempo, a intensidade de luz, e similarmente a emissão de feixe de pulso.

Além disso, o controlador 600 também é conectado ao analisador de sinal 500, à memória 700 e ao visor 800. O controlador 600 armazena a posição espacial e o coeficiente de absorção pa do absorvedor α no objeto de inspeção E, que são calculados pelo analisador de sinal 500, bem como, a imagem da distribuição do coeficiente de absorção pa na memória 700, e controla o visor 800 para exibir a imagem da distribuição do coeficiente de absorção pa no objeto de inspeção E.

Como a memória 700, é possível usar um dispositivo de registro de dados, como um disco óptico, um disco magnético, uma memória semicondutora, ou um disco rígido.

Como o visor 800, é possível utilizar um dispositivo de exibição, como uma tela de cristal líquido, uma CRT ou um monitor EL orgânico.

Em seguida, é descrita a etapa de obtenção de uma imagem de característica espectral do interior do tecido do objeto de inspeção E com o aparelho de medição, de acordo com este exemplo.

Na primeira etapa, o primeiro sistema óptico de iluminação 200, o segundo sistema óptico de iluminação 300 e o detector ultrassônico 400 são feitos para entrar em contato com a superfície do objeto de inspeção E. Quando um interruptor de início de medição (não mostrado) é ativado, o gerador de feixe de pulso 100 é acionado para emitir luz de um feixe de pulso da ordem de nano segundos tendo um comprimento de onda λΐ = 700nm.

Em seguida, na segunda etapa, o primeiro sistema óptico de iluminação 200 e o segundo sistema óptico de iluminação 300 irradiam o objeto de inspeção E com o feixe de pulso.

Em seguida, na terceira etapa, o sinal foto-acústico S gerado no objeto de inspeção E é detectado pelo detector ultrassônico 400.

Em seguida, na quarta etapa, o analisador de sinal 500 calcula a posição e o tamanho do absorvedor α baseado em características de tempo do sinal foto-acústico detectado S, calcula o coeficiente de absorção pa baseado nas características de intensidade e gera uma imagem na qual a distribuição espacial do coeficiente de absorção pa no absorvedor α e sua periferia é reconstruída.

Em seguida, na quinta etapa, o controlador 600 armazena a informação de posição calculada do coeficiente de absorção pa do comprimento de onda λΐ e a imagem, na memória 700.

Em seguida, na sexta etapa, o controlador 600 ajusta o comprimento de onda λ2 de emissão de luz do gerador de feixe de pulso 100 para ser 850nm. O gerador de feixe de pulso 100 é acionado modo que o feixe de pulso de luz da ordem de nano segundos, tendo o comprimento de onda XI — 850nm, seja emitido.

Na sétima etapa após a execução de etapas que são semelhantes à segunda etapa, à terceira etapa e à quarta etapa, o eontrolador 600 armazena a informação de posição calculada do coeficiente de absorção pa no comprimento de onda XI e a imagem, na memória 700.

Em seguida, na oitava etapa, o controlador 600 sobrepõe as imagens de distribuição do coeficiente de absorção pa nos comprimentos de onda λΐ e λ2, que são exibidas pelo visor 800.

Finalmente, na nona etapa, a medição é concluída.

As FIGS. 8 a 13 são diagramas que ilustram outros exemplos estruturais referentes ao primeiro sistema óptico de iluminação de e ao detector ultrassônico .

Um membro indicado pelo símbolo de referência igual ao da FIG. 1 tem a mesma função conforme descrita acima, com referência à FIG. 1.

Um primeiro sistema óptico de iluminação 201 ilustrado na FIG. 8 corresponde ao primeiro sistema óptico de iluminação 200 ilustrado na FIG. 1, exceto pelo ângulo 0 ser substituído por cp, e um espaçador 19 ser disposto entre o objeto de inspeção e o detector ultrassônico (unidade de detecção de sinal acústico). O espaçador 19 é formado por um membro tendo uma propriedade de transmitância alta e uma propriedade de atenuação baixa em relação à luz e uma onda acústica emitida pelo gerador de feixe de pulso 100.

Um exemplo de um material que constitui o espaçador 19 inclui polímero de polimetilpenteno, policarbonato, resina acrílica, e similares. Feixes de luz saindo das lentes 9 e 10 com o ângulo φ podem ser sobrepostos à superfície do objeto de inspeção E via espaçador 19.

Além disso, de acordo com a estrutura ilustrada na FIG. 8, similarmente ao caso ilustrado na FIG. 1, o eixo central de simetria axial do primeiro sistema óptico de iluminação 201 pode ser feito para coincidir com o eixo central do detector ultrassônico 400.

Um primeiro sistema óptico de iluminação 202 ilustrado na FIG. 9 inclui a fibra óptica 5, uma lente 20, e um divisor de feixe óptico-acústico 21. O divisor de feixe óptico-acústico 21 reflete luz emitida pelo gerador de feixe de pulso 100 e permite que a onda acústica, como o sinal foto-acústico S, passe através do mesmo. O divisor de feixe óptico-acústico 21 inclui o material acima mencionado tendo uma propriedade de transmitância alta e uma propriedade de atenuação baixa em relação à luz para irradiação e à onda acústica, e uma camada de película fina 22, como alumínio ou prata, tendo características de reflexão alta em relação à luz para irradiação que é formada sobre o material. Há uma grande diferença na impedância acústica entre o material de resina acima mencionado e o material metálico usado para a camada de película fina, mas a camada de película fina feita do material metálico tem pouca influência devido à sua espessura de, aproximadamente, uns poucos mícrons, ser suficientemente pequena em comparação ao comprimento de onda da onda acústica.

Um detector ultrassônico 403 é uma sonda com arranjo em 2D tendo uma forma circular e disposto de modo que sua superfície de detecção entre em contato com o divisor de feixe óptico-acústico 21. A FIG. 9 é uma seção transversal cortada por um plano incluindo o eixo central do círculo. Múltiplos osciladores ultrassônicos 13, tendo uma forma de pequenos prismas são arranjados sobre o membro de suporte 14. A camada acústica correspondente 15 fica disposta sobre o lado do oscilador ultrassônico 13 que fica mais próximo ao objeto de inspeção E. O detector ultrassônico 400 ilustrado na FIG. 1 usa o oscilador ultrassônico côncavo circular, mas o detector ultrassônico 403 obtém um sinal de posição desejada usando o método de formação de feixe de Soma e Retardo baseado no sinal foto-acústico recebido pelos múltiplos osciladores ultrassônicos 13. O feixe de pulso emitido pelo gerador de feixe de pulso 100 passa através da fibra óptica 5 e é ampliado pela lente de 20 e, em seguida, é conduzido para o divisor de feixe óptico-acústico 21 e refletido pela camada de película fina 22, de modo a ser conduzido para a superfície do objeto de inspeção E. O sinal foto-acústico S, gerado pelo absorvedor a do objeto de inspeção E, se propaga pelo interior do objeto de inspeção E e o divisor de feixe óptico-acústico 21 e é detectado pelo detector ultrassônico 403.

Desta maneira, de acordo com a estrutura ilustrada na FIG. 9, o eixo central do primeiro sistema óptico de iluminação 202 e o eixo central do detector ultrassônico 403 podem ser feitos para coincidir um com o outro usando o divisor de feixe óptico-acústico 21.

Um primeiro sistema óptico de iluminação 203, ilustrado na FIG. 10, inclui uma fibra óptica 23.

Sobre uma extremidade da fibra óptica 23 que fica mais próxima ao objeto de inspeção E, a fibra óptica é dividida em múltiplas fibras.

Um detector ultrassônico 404 é uma sonda com arranjo em 2D similar à descrita acima, com referência à FIG. 9. Há vãos entre os múltiplos osciladores ultrassônicos arranjados 13, e as porções da fibra óptica dividida 23 são dispostas nos vãos. O feixe de pulso emitido pelo gerador de feixe de pulso 100 passa através da fibra óptica 23 e é conduzido para a superfície do objeto de inspeção E. O sinal foto-acústico S gerado pelo absorvedor α do objeto de inspeção E se propaga no interior do objeto de inspeção E e é detectado pelo detector ultrassônico 404.

Desta maneira, de acordo com a estrutura ilustrada na FIG. 10, o eixo central do primeiro sistema óptico de iluminação 203 e o eixo central do detector ultrassônico 404 podem ser feitos para coincidir um com o outro ao conduzir a luz proveniente dos vãos entre as sondas de arranjo para o objeto de inspeção E.

Um primeiro sistema óptico de iluminação 204, ilustrado na FIG. 11, inclui a fibra óptica 5 e uma lente 24. Um detector ultrassônico 405 tem uma forma anular com uma parte de abertura circular na porção central do mesmo, e a FIG. 11 é uma seção transversal cortada por um plano incluindo o eixo central do círculo. O oscilador ultrassônico 13 tem uma superfície côncava, e o centro da superfície côncava é ajustado a uma posição do absorvedor a.

Desse modo, o sinal foto-acústico S gerado a partir de uma vizinhança do absorvedor α pode ser recebido seletivamente. O feixe de pulso emitido pelo gerador de feixe de pulso 100 passa através da fibra óptica 5 e é ampliado pela lente 24 e, em seguida, conduzido para a superfície do objeto de inspeção E através da parte de abertura circular do detector ultrassônico 405. O sinal foto-acústico S gerado pelo absorvedor α do objeto de inspeção E se propaga no interior do objeto de inspeção E e é detectado pelo detector ultrassônico 405. Desta maneira, de acordo com a estrutura ilustrada na FIG. 11, o eixo central do primeiro sistema óptico de iluminação 204 e o eixo central do detector ultrassônico 405 podem ser feitos para coincidir um com o outro ao conduzir a luz para o objeto de inspeção E através da parte de abertura circular do detector ultrassônico 405. O primeiro sistema óptico de iluminação 204, ilustrado na FIG. 12, é o mesmo que o descrito acima, com referência à FIG. 11.

Um detector ultrassônico 406 inclui um oscilador ultrassônico 25, um membro de suporte 26, e uma camada acústica correspondente 27.

Estes membros estruturais têm uma propriedade de transmitância alta e uma propriedade de atenuação baixa em relação a luz emitida pelo gerador de feixe de pulso 100.

Como um exemplo de um material que constitui o oscilador ultrassônico 25 pode ser usado titanato-niobato de chumbo, zinco (PZNT) ou similar.

Como um exemplo de um material que constitui o membro de suporte 26 e a camada acústica correspondente 27, um material similar ao descrito acima, com referência à FIG. 1, pode ser usado.

Além disso, o oscilador ultrassônico 25 tem uma superfície côncava, e o centro da superfície côncava é ajustado a uma posição do absorvedor a. Desse modo, o sinal foto-acústico S gerado a partir de uma vizinhança do absorvedor α pode ser recebido seletivamente. O feixe de pulso emitido pelo gerador de feixe de pulso 100 passa através da fibra óptica 5 e é ampliado pela lente 24 e, em seguida, passa através do detector de ultrassônico 406 e é conduzido para a superfície do objeto de inspeção E. O sinal foto-acústico S gerado pelo absorvedor α do objeto de inspeção E se propaga no interior do objeto de inspeção E e é detectado pelo detector ultrassônico 406.

Desta maneira, de acordo com a estrutura ilustrada na FIG. 12, 0 eixo central do primeiro sistema óptico de iluminação 204 e o eixo central do detector ultrassônico 406 podem ser feitos para coincidir um com o outro ao conduzir a luz para o objeto de inspeção E após passar pelo detector ultrassônico 406.

Desta maneira, de acordo com as estruturas ilustradas nas Figs. 1 e 8 a 12, o detector ultrassônico 400 fica disposto sobre o lado mais próximo ao primeiro sistema óptico de iluminação 200. Desta maneira, o objeto de inspeção é irradiado por ambos os lados do mesmo com luz dos múltiplos sistemas ópticos de iluminação, e o detector ultrassônico é disposto de medo que a superfície de irradiação de um dos sistemas ópticos de iluminação e a superfície de detecção do detector ultrassônico fiquem posicionadas sobre o mesmo lado em relação ao objeto de inspeção. Além disso, os eixos centrais de simetria axial das regiões iluminadas pelo primeiro sistema óptico de iluminação e pelo segundo sistema óptico de iluminação dispostos sobre ambos os lados do objeto de inspeção de modo a se oporem um ao outro, coincidem um com o outro e, além disso, o eixo central do detector ultrassônico disposto sobre a mesma superfície que a do primeiro sistema óptico de iluminação é feito para coincidir com aqueles eixos centrais. Por conseguinte, o sinal pode ser detectado com contraste elevado.

Além disso, é preferível que os eixos centrais de simetria axial das regiões iluminadas e o eixo central do detector ultrassônico coincidam uns com os outros, mas o efeito de detectar o sinal de contraste elevado pode ser obtido se a largura total à metade do máximo da distribuição de intensidade de luz de iluminação for sobreposta parcialmente à largura total à metade do máximo da região de detecção ultrassônica.

Por conseguinte, a expressão "coincidam um com o outro", referente aos eixos centrais na presente invenção, é utilizada para significar que "a largura total à metade do máximo da distribuição de intensidade de luz de iluminação de simetria axial das regiões iluminadas se sobrepõe parcialmente à largura total à metade do máximo da região de detecção ultrasssônica".

Conforme ilustrado na FIG. 13, um detector ultrassônico 407 pode ser disposto em uma posição que não interfira com um caminho de luz sobre o mesmo lado que o do primeiro sistema óptico de iluminação 204 e que fique em uma vizinhança do caminho de luz, de modo que o sinal possa ser detectado com maior contraste do que nos exemplos convencionais. Neste caso, também, pode ser dito que a superfície de detecção do detector ultrassônico fica posicionada sobre o mesmo lado que o da superfície de irradiação do primeiro sistema óptico de iluminação 200.

Além disso, este exemplo ilustra o método de análise espectral utilizando características dos espectros de absorção da oxihemoglobina e da hemoglobina reduzida como um exemplo do uso de um comprimento de onda na faixa de 600 a 1.500nm, mas este exemplo não deve ser interpretado como uma limitação.

Por exemplo, também é possível executar a análise espectral em relação à água, gordura, proteína (colágeno), e similares que são os principais materiais estruturais de um tecido biológico.

Como descrito acima, de acordo com o aparelho de medição do Exemplo 1, o primeiro sistema óptico de iluminação 200 e o segundo sistema óptico de iluminação 300 estão dispostos para serem opostos um ao outro via objeto de inspeção disposto entre eles. Além disso, os eixos centrais de simetria axial das regiões iluminadas pelos sistemas ópticos de iluminação coincidem uns com os outros, e o detector ultrassônico 400 fica disposto sobre a mesma superfície que a superfície de irradiação do primeiro sistema óptico de iluminação 200. Em outras palavras, a superfície de detecção do detector ultrassônico 400 fica posicionada sobre o mesmo lado que o da superfície de irradiação para o primeiro sistema óptico de iluminação 200 para irradiar o objeto de inspeção com o feixe de pulso em relação ao objeto de inspeção.

De acordo com essa estrutura, o sinal foto-acústico gerado a partir de um limite do absorvedor α existente em uma parte profunda de um tecido biológico pode ser detectado como um sinal de contraste elevado.

Por conseguinte, é possível prover um aparelho de medição capaz de medir uma posição e um tamanho de um absorvedor α com alta precisão. Na realidade, o detector ultrassônico 400 pode não ser disposto sobre o lado do primeiro sistema óptico de iluminação de 200, mas sobre o lado do segundo sistema óptico de iluminação 300 no exemplo descrito acima.

Exemplo 2 No Exemplo 2, é descrito um exemplo estrutural de um aparelho de medição com uma forma diferente daquela do Exemplo 1. A FIG. 14 é um diagrama que ilustra uma estrutura esquemática do aparelho de medição, de acordo com este exemplo. A estrutura básica do aparelho de medição deste exemplo é semelhante à estrutura descrita no Exemplo 1, e um membro estrutural indicado pelo mesmo numeral tem a mesma função que a acima descrita no Exemplo 1.

Neste exemplo, um primeiro mecanismo de acionamento 901 e um segundo mecanismo de acionamento 902 são recém dispostos. O primeiro mecanismo de acionamento 901 muda as posições de um primeiro sistema óptico de iluminação 205 e de um detector ultrassônico 403 em relação ao objeto de inspeção E. O segundo mecanismo de acionamento 902 muda uma posição de um segundo sistema óptico de iluminação 301 em relação ao objeto de inspeção E.

Estes mecanismos de acionamento são controlados de modo que membros estruturais individuais sejam escaneados em relação ao objeto de inspeção E. Desse modo, todo o objeto de inspeção E pode ser medido. O objeto de inspeção E fica contido entre uma primeira placa 25 e uma segunda placa 26. A primeira placa 25 é uma placa plana tendo uma propriedade de transmitância alta e uma propriedade de atenuação baixa em relação à luz e à onda acústica gerada pelo gerador de feixe de pulso 101.

Um material que constitui a primeira placa 25 pode ser similar ao material do espaçador 19, no Exemplo 1. A segunda placa 26 é uma placa plana tendo uma propriedade de transmitância alta e uma propriedade de atenuação baixa em relação à luz emitida por um gerador de feixe de pulso 102. Pode ser usado um material constituindo a segunda placa 26 similar ao material do espaçador 19, ou vidro, ou similar. O primeiro sistema óptico de iluminação 205 inclui espelhos 27, 29, 31 e 32, um divisor de feixe 28, e lentes 30 e 33. O feixe de pulso emitido pelo gerador de feixe de pulso 101 é refletido pelo espelho 27 e, em seguida, dividido em dois feixes pelo divisor de feixe 28.

Um dos feixes dividido é refletido pelo espelho 29 e, em seguida, ampliado pela lente 30 que fica disposta obliquamente a um ângulo φ em relação ao detector ultrassônico 403, de modo a iluminar a superfície do objeto de inspeção E a partir de um lado do detector ultrassônico 403. O outro feixe dividido é refletido pelos espelhos 31 e 32 e, em seguida, ampliado pela lente 33, disposta obliquamente no ângulo φ na direção oposta ao da lente 30 em relação ao detector ultrassônico 403, de modo a iluminar a superfície do objeto de inspeção E pelo outro lado do detector ultrassônico 403. O primeiro mecanismo de acionamento 901 inclui um primeiro deslizador 34, uma primeira guia deslizante 34, e um primeiro motor 36.

Como um exemplo de um membro que constitui o primeiro deslizador 34 e a primeira guia deslizante 35, um parafuso de esfera, uma guia linear, ou similar, pode ser usado. O primeiro deslizador 34 aloja um conjunto de espelhos 29, 31 e 32, o divisor de feixe 28, as lentes 30 e 33, e o detector ultrassônico 403 do primeiro sistema óptico de iluminação 205. O conjunto de membros alojados no primeiro deslizador 34 e o próprio podem ser movidos pela primeira guia deslizante 35 e pelo primeiro motor 36 na direção indicada pela seta na FIG. 14.

Similarmente ao Exemplo 1, o segundo sistema óptico de iluminação 301 é disposto para ser oposto ao primeiro sistema óptico de iluminação 205 via objeto de inspeção disposto entre eles. O segundo sistema óptico de iluminação 301 inclui os espelhos 37 e 38, e uma lente 39. O feixe de pulso emitido pelo gerador de feixe de pulso 102 é refletido pelos espelhos 37 e 38. Em seguida, o feixe de pulso é ampliado pela lente 39 e conduzido para a superfície do objeto de inspeção E. O segundo mecanismo de acionamento 902 inclui um segundo deslizador 40, uma segunda guia deslizante 41, e um segundo motor 42, para os quais podem ser usados membros similares aos do primeiro mecanismo de acionamento 901. O segundo deslizador 40 aloja um conjunto do espelho 38 e a lente 39 do segundo sistema óptico de iluminação 301. O segundo deslizador 40 e o conjunto de membros alojados no mesmo podem ser acionados pela segunda guia deslizante 41 e pelo segundo motor 42 em uma direção indicada pela seta na FIG. 14.

Um controlador 601 é conectado aos geradores de feixe de pulso 101 e 102, ao primeiro mecanismo de acionamento 901, e ao segundo mecanismo de acionamento 902.

Além das funções do controlador 600 descritas no Exemplo 1, o controlador 601 controla posições, tempos e similares para acionar o primeiro mecanismo de acionamento 901 e o segundo mecanismo de acionamento 902. O controlador 601 aciona e controla as posições, de modo que os eixos centrais de simetria axial das regiões iluminadas pelo primeiro sistema óptico de iluminação 205 e pelo segundo sistema óptico de iluminação 301 coincidam uns com os outros, e controla, adicionalmente, para que feixes de pulso sejam emitidos simultaneamente pelos geradores de feixe de pulso 101 e 102.

As energias de luz projetadas nesta estrutura são combinadas no objeto de inspeção E e, por conseguinte, a fluência de energia de luz que alcança uma parte profunda do objeto de inspeção E pode ser aumentada.

Em seguida, é descrita a etapa de obtenção da imagem de característica espectral do interior do tecido do objeto de inspeção E por meio do aparelho de medição, de acordo com este exemplo.

Na primeira etapa, o objeto de inspeção E é retido entre a primeira placa 25 e a segunda placa 26. Em seguida, é ativado um interruptor de início de medição (não mostrado).

Em seguida, na segunda etapa, os geradores de feixe de pulso 101 e 102 são acionados de forma a emitir feixes de pulso da ordem de nano segundos tendo um comprimento de onda λΐ = 700nm.

Em seguida, na terceira etapa, o objeto de inspeção E é irradiado com os feixes de pulso pelo primeiro sistema óptico de iluminação 205 e pelo segundo sistema óptico de iluminação 301.

Em seguida, na quarta etapa, o sinal foto-acústico S gerado no objeto de inspeção E é detectado pelo detector ultrassônico 403.

Em seguida, na quinta etapa, o analisador de sinal 500 calcula uma posição e um tamanho do absorvedor α e o coeficiente de absorção pa baseado nas características de tempo do sinal foto-acústico detectado S. É gerada a imagem na qual a distribuição espacial do coeficiente de absorção pa do absorvedor a e sua periferia é reconstruída.

Em seguida, na sexta etapa, o controlador 601 armazena a informação de posição calculada do coeficiente de absorção pa do comprimento de onda λΐ e a imagem, na memória 700.

Em seguida, na sétima etapa, o controlador 601 ajusta o comprimento de onda de luz emitida pelos geradores de feixe de pulso 101 e 102 para ser XI — 850nm, e os feixes de pulso da ordem de nano segundos tendo o comprimento de onda XI — 850nm são emitidos.

Em seguida, na oitava etapa, são executadas as etapas similares às terceira, quarta e quinta etapas descritas acima. O controlador 601 armazena a informação de posição calculada do coeficiente de absorção pa do comprimento de onda XI e a imagem, na memória 700.

Em seguida, na nona etapa, o controlador 601 aciona o primeiro mecanismo de acionamento 901 e o segundo mecanismo de acionamento 902 de modo que posições do primeiro deslizador 34 e do segundo deslizador 40 em relação ao objeto de inspeção E sejam mudadas para serem as próximas posições de medição.

Em seguida, na décima etapa, etapas similares às primeira, segunda, terceira, quarta, quinta, sexta, sétima, oitava e nona etapas descritas acima são executadas até que a medição de cada uma das posições de medição tenha terminado.

Em seguida, na décima primeira etapa, após todas as posições de medição terem sido medidas, o controlador 601 sobrepõe as imagens de distribuição do coeficiente de absorção pa tendo os comprimentos de onda λΐ e λ2 e exibe o resultado no visor 800.

Finalmente, na décima segunda etapa, a medição é concluída.

As FIGS. 15 e 16 são diagramas de blocos esquemáticos de um aparelho de medição de outro exemplo de acordo com oExemplo 2. A FIG. 15 é uma vista lateral e a FIG. 16 é uma vista de cima.

Um membro indicado pelo mesmo símbolo de referência que o ilustrado nas FIGS. 1 a 14 é um membro com a mesma função, conforme descrita acima.

Neste exemplo, um mecanismo de acionamento de rotação 903 é disposto em relação a um objeto de inspeção cilíndrico E. O mecanismo de acionamento de rotação 903 muda posições de um primeiro sistema óptico de iluminação 206, do detector ultrassônico 405, e de um segundo sistema óptico de iluminação 302 em relação ao objeto de inspeção E. O mecanismo de acionamento de rotação 903 é controlado para executar escaneamento rotativo dos membros estruturais individuais em relação ao objeto de inspeção E, por meio do que o objeto de inspeção cilíndrico E pode ser medido. O objeto de inspeção E é contido em um alojamento cilíndrico 43. Um agente de correspondência 44 é carregado em um vão entre o objeto de inspeção E e o alojamento 43. O alojamento 43 e o agente de correspondência 44 têm uma propriedade de transmitância alta e uma propriedade de atenuação baixa em relação à luz e uma onda acústica emitida pelo gerador de feixe de pulso 100.

Como um material constituinte do alojamento 43, pode ser usado um material semelhante ao espaçador 19 do Exemplo 1. Como um material que constitui o agente de correspondência 44, é possível usar água, óleo de rícino, gel de inspeção ultrassônica, ou similar. O primeiro sistema óptico de iluminação 206 inclui espelhos 46 e 47, e uma lente de 48. Um feixe de pulso emitido pelo gerador de feixe de pulso 100 é dividido em dois feixes por um divisor de feixe 45. Um dos feixes é conduzido para o primeiro sistema óptico de iluminação 206, e é refletido pelos espelhos 46 e 47 e, em seguida, ampliado pela lente 48.

Após isto, o feixe passa através da parte de abertura circular do detector ultrassônico 405 de modo a iluminar a superfície do objeto de inspeção E via alojamento 43 e o agente de correspondência 44. O detector ultrassônico 405 é similar ao descrito acima, com referência à FIG. 11.

Similarmente ao Exemplo 1, o segundo sistema óptico de iluminação 302 é disposto de modo a ser oposto ao primeiro sistema óptico de iluminação 206 via objeto de inspeção disposto entre eles, e os eixos centrais de simetria axial das regiões iluminadas pelos sistemas ópticos de iluminação coincidem uns com os outros. Neste exemplo, a superfície de detecção do detector ultrassônico 405 fica disposta sobre a mesma superfície que a superfície de irradiação do primeiro sistema óptico de iluminação 206 do alojamento 43 O segundo sistema óptico de iluminação 302 inclui espelhos 49 e 50, e uma lente 51. O outro dos dois feixes de pulso divididos pelo divisor de feixe 45 é conduzido para o segundo sistema óptico de iluminação 302. O feixe é refletido pelos espelhos 49, 50 e, em seguida, ampliado pela lente 51 de modo a iluminar a superfície do objeto de inspeção E via alojamento 43 e agente de correspondência 44. O mecanismo de acionamento de rotação 903 inclui um estágio de rotação 52 e um motor 53 para acionar o estágio de rotação 52. O estágio de rotação 52 aloja um conjunto do divisor de feixe 45, o primeiro sistema óptico de iluminação 206, o detector ultrassônico 405, e o segundo sistema óptico de iluminação 302. O estágio de rotação 52 e o conjunto de membros alojados no mesmo podem ser acionados pelo motor 53 para girar em uma direção da seta ilustrada na FIG. 15 ou 16.

Além das funções do controlador 601 descritas acima, um controlador 602 controla posições, tempos e similares para acionar o mecanismo de acionamento de rotação 903, e é conectado ao mecanismo de acionamento de rotação 903.

Como descrito acima, de acordo com o aparelho de medição do Exemplo 2, o primeiro sistema óptico de iluminação e o segundo sistema óptico de iluminação são dispostos para serem opostos um ao outro via objeto de inspeção disposto entre eles. Além disso, os eixos centrais de simetria axial das regiões iluminadas pelos sistemas ópticos de iluminação coincidem uns com os outros, e a superfície de detecção do detector ultrassônico fica disposta sobre a mesma superfície que a superfície de irradiação sobre o alojamento, pelo primeiro sistema óptico de iluminação. Em outras palavras, a superfície de detecção do detector ultrassônico fica posicionada sobre o mesmo lado que o da superfície de irradiação para o primeiro sistema óptico de iluminação para irradiar o objeto de inspeção com o feixe de pulso em relação ao objeto de inspeção. O escaneamento dos membros estruturais individuais é feito em relação ao objeto de inspeção E, enquanto mantendo a relação de posição como descrito acima, por meio do que um sinal foto-acústico gerado a partir de um limite do absorvedor α existente em uma parte profunda do objeto de inspeção E pode ser detectado como um sinal de contraste elevado em todo o objeto de inspeção E.

Por conseguinte, é possível prover o aparelho de medição capaz de medir uma posição e um tamanho do absorvedor α com alta precisão.

Exemplo 3 A FIG. 17 é um diagrama de blocos esquemático de um aparelho de medição de acordo com o Exemplo 3 ao qual a presente invenção pode ser aplicada. A estrutura básica do aparelho de medição é similar à estrutura do Exemplo 2, ilustrado na FIG. 14, e elementos estruturais indicados pelos símbolos de referência têm as mesmas funções que as descritas acima no Exemplo 2.

Neste exemplo, é disposto adicionalmente um mecanismo de acionamento de placa 904. O mecanismo de acionamento de placa 904 inclui uma guia deslizante 54 e um motor 55.

Uma extremidade da guia deslizante 54 é acoplada à segunda placa 26 que contata o objeto de inspeção E, e a posição da segunda placa 26 pode ser movida na direção da seta ilustrada na FIG. 17. Como um exemplo do membro formador da guia deslizante 55, é possível usar um parafuso de esfera, uma guia linear, ou similar. A intensidade de energia da luz aplicada ao objeto de inspeção E é, em grande parte, atenuada por influências de absorção e dispersão no tecido biológico e, desse modo, a medição em uma parte profunda é difícil.

Por conseguinte, quando para um objeto de inspeção como uma mama, é considerado pressionar o objeto de inspeção de modo a aumentar a energia da luz que alcança o interior do objeto de inspeção.

Neste exemplo, é provida uma função de controlar o mecanismo de acionamento de placa 904 para pressionar o objeto de inspeção E contido entre a primeira placa 25 e a segunda placa 26. O segundo sistema óptico de iluminação 301 é disposto de modo a ficar oposto ao primeiro sistema óptico de iluminação 205, e de modo a que os eixos centrais de simetria axial das regiões iluminadas pelo segundo sistema óptico de iluminação 301 e pelo primeiro sistema óptico de iluminação 205 coincidam uns com os outros. A superfície de detecção do detector ultrassônico 403 fica disposta sobre a mesma superfície da superfície de irradiação do primeiro sistema óptico de iluminação 205 sobre a primeira placa 25.

Além das funções do controlador 601 do Exemplo 2 descritas acima, o controlador 603 controla, por exemplo, uma posição de acionamento do mecanismo de acionamento de placa 904.

Quando este dispositivo pressiona o objeto de inspeção E, o absorvedor esférico α posicionado no objeto de inspeção E é deformado para ficar plano na direção de prensagem. A intensidade do sinal foto-acústico S gerado pelo absorvedor a, deformado desta maneira, tem uma anisotropia e, desse modo, o sinal mais forte é gerado a partir de uma região plana.

Por conseguinte, o detector ultrassônico 403 fica disposto sobre a mesma superfície que a do primeiro sistema óptico de iluminação 205 da primeira placa 25 pressionando o objeto de inspeção E, de modo que o sinal foto-acústico mais forte S é detectado.

Como descrito acima, no aparelho de medição de acordo com o Exemplo 3, o primeiro sistema óptico de iluminação e o segundo sistema óptico de iluminação, que pressionam e iluminam o objeto de inspeção, são dispostos de modo que o primeiro sistema óptico de iluminação e o segundo sistema óptico de iluminação fiquem opostos um ao outro via objeto de inspeção disposto entre eles, e de modo que os eixos centrais de simetria axial das regiões iluminadas pelo primeiro sistema óptico de iluminação e pelo segundo sistema óptico de iluminação coincidam uns com os outros.

Além disso, a superfície de detecção do detector ultrassônico fica disposta sobre a mesma superfície da superfície de irradiação (sobre a placa) do primeiro sistema óptico de iluminação. Em outras palavras, a superfície de detecção do detector ultrassônico fica posicionada sobre o mesmo lado que o da superfície de irradiação sobre a qual o primeiro sistema óptico de iluminação irradia o objeto de inspeção com o feixe de pulso em relação ao objeto de inspeção. Com a estrutura acima mencionada, um sinal foto-acústico gerado a partir de um limite do absorvedor α posicionado em uma parte profunda de um tecido biológico pode ser detectado com um sinal de contraste elevado.

Por conseguinte, é possível prover um aparelho de medição capaz de medir uma posição e um tamanho do absorvedor α com alta precisão.

Embora a presente invenção tenha sido descrita com referência a modos de realização exemplificativos, deve ser entendido que a mesma não está limitada aos modos de realização exemplificativos apresentados. Ao escopo das reivindicações a seguir deve ser concedido a mais ampla interpretação de modo a abranger todas estas modificações e estruturas e funções equivalentes.

Este pedido reivindica o benefício do pedido de patente japonês 2008-182.060, solicitado aos 11 de julho de 2008, aqui incorporado na sua totalidade, pela referência.

Claims

1. Aparelho de medição, sendo caracterizado pelo fato de que compreende: uma primeira placa e uma segunda placa para reter um objeto de inspeção entre elas; uma primeira unidade óptica de iluminação arranjada em um lado oposto ao lado do objeto de inspeção da primeira placa para conduzir um feixe de pulso emitido por uma fonte de luz ao objeto de inspeção; uma segunda unidade óptica de iluminação arranjada em um lado oposto ao lado do objeto de inspeção da segunda placa para conduzir o feixe de pulso emitido pela fonte de luz ao objeto de inspeção a partir de uma posição que se opõe à primeira unidade óptica de iluminação via o objeto de inspeção disposto entre elas; uma unidade de detecção arranjada em um lado oposto ao lado do objeto de inspeção da primeira placa para detectar uma onda elástica gerada pelo feixe de pulso aplicado ao objeto de inspeção e converter a onda elástica num sinal elétrico; e um analisador de sinal para gerar dados de imagem utilizando o sinal elétrico.

2. Aparelho de medição de acordo com a reivindicação 1, sendo caracterizado pelo fato de que a primeira unidade óptica de iluminação irradia o objeto de inspeção com o feixe de pulso a partir de ambos os seus lados de tal modo que energias de luz sejam combinadas no interior do objeto de inspeção.

3. Aparelho de medição de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de a primeira unidade óptica de iluminação e a unidade de detecção serem dispostas de modo que um eixo central de simetria axial de uma região na qual a primeira unidade óptica de iluminação ilumina o objeto de inspeção e um eixo central de simetria axial de uma região na qual a unidade de detecção detecta uma onda elástica coincidam um com o outro.

4. Aparelho de medição de acordo com qualquer reivindicação 1 a 3, caracterizado pelo fato de que a primeira unidade óptica de iluminação e a segunda unidade óptica de iluminação ficam dispostas de modo que um eixo central de simetria axial de uma região na qual a primeira unidade óptica de iluminação ilumina o objeto de inspeção e um eixo central de simetria axial de uma região na qual a segunda unidade óptica de iluminação ilumina o objeto de inspeção coincidam um com o outro.

5. Aparelho de medição de acordo com qualquer reivindicação 1 a 4, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente uma unidade motriz de escaneamento para escanear a primeira unidade óptica de iluminação, a segunda unidade óptica de iluminação, e a unidade de detecção com respeito ao objeto de inspeção, enquanto que mantém uma relação de posição entre as mencionadas primeira unidade óptica de iluminação, segunda unidade óptica de iluminação e unidade de detecção.

6. Aparelho de medição de acordo com qualquer reivindicação 1 a 5, caracterizado pelo fato de compreenderadicionalmente um mecanismo de acionamento para acionar a segunda placa na direção da primeira placa, em que pressão é exercida sobre o objeto de inspeção pela primeira placa e pela segunda placa.

7. Aparelho de medição de acordo com qualquer reivindicação 1 a 6, caracterizado pelo fato de que ditas primeira e segunda unidades ópticas de iluminação irradiam simultaneamente o objeto de inspeção com o feixe de pulso.

8. Aparelho de medição de acordo com qualquer reivindicação 1 a 7, caracterizado pelo fato de a unidade óptica de iluminação compreender pelo menos uma fibra óptica.