JP6506273B2 - 柔軟な固体の情報を収集するための、せん断弾性波画像化方法および装置 - Google Patents
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Description
a)該対象領域内に少なくとも1つのせん断弾性波を生成すること、
b)該対象領域内での少なくとも1つのせん断弾性波の伝播パターンを検出すること、
を包含するものに関する。
この方法は、
‐ 工程a)が、該対象領域の粒子へ、電場及び磁場から得られる何らかのローレンツ力を加えることによって実現されること、
‐ 該電場及び該磁場の少なくとも1つが、1Hzと10kHzの間の中心周波数で時間的に可変であり、又は、該電場及び磁場の両方が、1Hzと10kHzの間の中心差分周波数で時間的に可変であること、
を特徴とする。
ここで、
は粒子に加えられたローレンツ力、
qは粒子の荷電、
・は2つの項の乗算、
は粒子に加えられた電場、
は粒子の速度、
はベクトル積、
は粒子に加えられた磁場、
は粒子に加えられた電気力、又はクーロン力と呼ばれ
に等しい。
は粒子に加えられた磁気力、又はラプラス力と呼ばれ
に等しい。
‐ 該対象領域を通して、電場を印加するための第1手段、及び
‐ 該対象領域を通して、磁場を印加するための第2手段
を包含すること、並びに該第1手段及び第2手段は、該対象領域の粒子へ、該電場及び該磁場からもたらされる或るローレンツ力を加えるように構成されている、ここで、該電場及び該磁場の少なくとも1つが、1Hzと10kHzの間の中心周波数を有する時間的に可変である量であり、又は、該電場及び磁場の両方が、1Hzと10kHzの間の中心差分周波数(Δf0)を有する時間的に可変である量である、ことを特徴とする。
を受ける。この永久磁場
は、永久磁石7によって柔軟な固体Sを横切るように生成される。代替的に、磁場
を生成するために、永久磁石の代わりに電磁石を用いることができる。磁場
の場の強さは、10mTと10Tの間である。磁場
の方向は、電場
に垂直であるところの図1の平面に垂直である。この実施例において、磁場
は、図1及び2の観察者から離れる方向に向けられている。
が電極42から電極44の方へ向けられている場合を考える。電場
によって、粒子P1は、電気力
を受け、該電気力は、
に等しく且つ電場
に平行で且つ電荷q+が正であるので同じ方向に向けられている。これは、式1の第1部分に対応している。
を持つ。この速度
と式1の第2部分によって、粒子P1は、また磁気力
を受け、該磁気力は
と等しく且つ図2で右に向いている。このように、粒子P1は、図2で右向き且つ電極44の方へ向けられたローレンツ力
を受ける。
は、図2の点線の矢印によって示されたように向けられ、そして前に説明したような同じ理由により、粒子Pは、ローレンツ力
を受け、該ローレンツ力は、力
に対して夫々反対方向を向けられた電気力
および磁気力
の合計である。
を受ける。これはまた、図2の下側で一点鎖線SWで示されたせん断弾性波の生成に貢献するであろう。
と磁場
とを受ける。上述したように、これは、正および負の粒子P1及びP2に、可変のローレンツ力を受けさせる結果となり、それは対象領域R内にせん断弾性波を発生させる。電場
及び磁場
の方向及び強さに依存して、1又は幾つかのせん断弾性波が生成される。この又はこれらのせん断弾性波は、その後、対応する電気信号S10を超音波スキャナ12へ送るところの超音波プローブ10により検出されうる。超音波スキャナ12のスペックルトラッキング・モジュールは、せん断弾性波SWの伝播速度を検出する。
を生成するところのMRI磁場生成器204を包含している。
と併せて、せん断弾性波を生成するために、第1実施態様の一定磁場
として用いられる。
が、1Hzと10kHzの間、好ましくは第1実施態様の電場
について述べられたものと同じ範囲の中心周波数f0で生成される。この可変の磁場の強さは、10mTと10Tの間である。磁場
のパルス形状は、正弦状の、方形の、又は任意の波形でありうる。この可変の磁場
は、電磁石17によって生成される。
および可変磁場
であって、各々は1Hzと10kHzの間の中心周波数f0を有しているものを用いることができる。図示されていない別の代替の実施態様によると、電場
及び磁場
の各一つは、高周波の場、好ましくは振幅、周波数、及び/又は、位相を変調された場である。そのような場合に、これらの場の各々の周波数は、数MHzの高さになりうるが、それらの差分周波数Δfに基づいて計算されたそれらの中心差分周波数Δf0は、1〜10kHz、好ましくは5〜1000Hz、より好ましくは5〜150Hzの範囲内であるように選択される。
Claims (15)
- 柔軟な固体(S)の対象領域(R)に関する情報を収集するためのせん断弾性波画像化方法であって、この方法は少なくとも以下の工程:
a)該対象領域内に少なくとも1つのせん断弾性波(SW、SW8)を生成すること、
b)該対象領域内での少なくとも1つのせん断弾性波の伝播パターンを検出すること、
を包含し、
‐ 工程a)は、該対象領域(R)の粒子(P1、P2)へ、電場
及び磁場
から得られる何らかのローレンツ力(FL1、F’L1、FL2、F’L2)を加えることによって実現されること、
‐ 該電場及び該磁場の少なくとも1つが、1Hzと10kHzの間の中心周波数(f0)で時間的に可変であり、又は、該電場及び磁場
の両方が、1Hzと10kHzの間の中心差分周波数(Δf0)で時間的に可変であること、
を特徴とする、上記方法。 - 該柔軟な固体(S)は、人の、動物もしくは植物起源の、生体組織、好ましくは器官又は人工培地である、請求項1〜8のいずれか1項に記載の方法。
- 工程b)の間に、該せん断弾性波(SW、SW8)伝播速度の測定は、超音波技術に基づいたセンサアセンブリ(10)を介して実施される、請求項1〜9のいずれか1項に記載の方法。
- 工程b)の間に、該せん断弾性波(SW、SW8)伝播速度の測定は、磁気共鳴画像化(MRI)技術に基づいたセンサアセンブリ(20)を介して実施される、請求項1〜10のいずれか1項に記載の方法。
- 工程b)の間に、該少なくとも1つのせん断弾性波(SW8)の源(8)を検出する、請求項1〜10のいずれか1項に記載の方法。
- 柔軟な固体(S)の対象領域の情報を収集するためのせん断弾性波画像化装置であって、前記装置は、
‐ 該対象領域(R)内に、少なくとも1つのせん断弾性波(SW、SW8)を生成するための第1システム(4、7;14、17)、
‐ 該少なくとも1つのせん断弾性波の伝播パターンを検出するための第2システム(10;20)、
を備え、
該第1システムは、
‐ 該対象領域(R)を通して、電場
を印加するための第1手段(4;14)、及び
‐ 該対象領域を通して、磁場
を印加するための第2手段(7;17)
を包含すること、並びに該第1手段及び第2手段は、該対象領域(R)の粒子(P1、P2)へ、該電場及び該磁場からもたらされる或るローレンツ力(FL1、F’L1、FL2、F’L2)を加えるように構成されている、ここで、該電場及び該磁場の少なくとも1つが、1Hzと10kHzの間の中心周波数(f0)を有する時間的に可変である量であり、又は、該電場及び磁場
の両方が、1Hzと10kHzの間の中心差分周波数(Δf0)を有する時間的に可変である量である、ことを特徴とする、上記装置。 - 該第1手段(4;14)は、該柔軟な固体(S)の両側に、片側に、又は内部に実装され、且つ1μAと1Aの間の強さを有する電流源(4;14)に接続された電極の(42、44)の組を包含している、請求項14に記載の装置。
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