JP6678189B2 - 音響光学撮像方法およびシステム - Google Patents
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Description
少なくとも1つの非集束音波に関連する少なくとも1つの測定信号が取得される、取得ステップであって、取得ステップは、
伝搬方向に伝搬する非集束音波が、観察領域において生成され、
非集束音波によって周波数がシフトされた少なくとも1つの音響光学成分を含むマーキングされた光波を生成するために、入射光波が観察領域に照射され、
マーキングされた光波に関する情報を含む測定信号が取得される、
うちの少なくとも1つの測定動作を含む、ステップと、
観察領域における光強度を表す少なくとも1つの値が、測定信号から決定される、処理ステップと
を含む。
非集束音波は、音響平面波である;
非集束音波は、音響発散波である;
取得ステップは、取得ステップの間に、複数の非集束音波に関連する複数の測定信号が取得される、という複数の測定動作を含み、
各非集束音波は、複数の測定動作の測定動作の間に生成され、非集束音波に関連する測定信号は、測定動作の間に取得される;
複数の非集束音波の非集束音波は、非共線の伝搬方向に伝搬する;
複数の非集束音波の伝搬方向は、10度よりも大きな中心角を有する扇形をカバーする;
複数の非集束音波の伝搬方向は、0.1度より大きい、好ましくは0.5度より大きい角度間隔で隔てられている;
複数の非集束音波の伝搬方向は、45度未満、好ましくは20度未満の角度間隔で隔てられている;
非集束音波に関連する各測定信号は、非集束音波によって周波数がシフトされたマーキングされた光波の音響光学成分に関する情報を含む光強度値の時系列を含む;
非集束音波に関連する各測定信号は、2MHzより大きい、好ましくは10MHzより大きい周波数でサンプリングされる;
処理ステップは、逆ラドン変換の実施を含む;
処理ステップは、ビームフォーミングアルゴリズムの実施を含む;
処理ステップは、逆投影またはフィルタリングされた逆投影アルゴリズムの実施を含む;
処理ステップは、
少なくとも1つの測定信号に関連する複数のプロファイルスライスを決定するステップであって、各プロファイルスライスは、関連する測定信号の1次元フーリエ変換の関数である、ステップと、
複数のプロファイルスライスから2次元スペクトルを決定するステップと、
観察領域における光強度を表す少なくとも1つの値を決定するステップであって、代表値は、2次元スペクトルの2次元逆フーリエ変換の関数である、ステップと
を含む;
フーリエ空間において複数のプロファイルスライスを再調整することによって、好ましくは、プロファイルスライスに関連する測定信号に関連する非集束音波の伝搬方向に従って各プロファイルスライスを再調整することによって、2次元スペクトルが決定される;
非集束音波の伝搬方向に関連するn個の測定信号を取得するために、測定動作がn回繰り返され、かつn個の測定信号は共に平均化されて、処理ステップに使用される非集束音波に関連する測定信号を決定する;
測定動作は1回以上であるn回繰り返される。
少なくとも1つの非集束音波に関連する少なくとも1つの測定信号を取得する取得装置であって、取得装置は、
観察領域において、伝搬方向に伝搬する少なくとも1つの非集束音波を生成するトランスデューサアレイと、
少なくとも1つの非集束音波によって周波数がシフトされた少なくとも1つの音響光学成分を含む少なくとも1つのマーキングされた光波を生成するために、少なくとも1つの入射光波を観察領域に照射する光照射装置と、
少なくとも1つのマーキングされた光波を表す少なくとも1つの測定信号を取得する検出器と
を備える取得装置と、
取得装置によって取得された少なくとも1つの測定信号に基づいて、観察領域における光強度を表す少なくとも1つの値を決定するように構成された処理装置と
を備える。
-伝搬方向θに伝搬する非集束音波が、トランスデューサアレイ4により、観測領域3において生成され、
-光照射装置8により、非集束音波によって周波数がシフトされた少なくとも1つの音響光学成分を含むマーキングされた光波を生成するために、入射光波が観察領域3に照射され、
-マーキングされた光波を表す測定信号Sが検出器9によって取得される。
-複数の測定信号に関連する複数のプロファイルスライスを決定するステップ(210)と(図3A)、
-複数のプロファイルスライスから2次元プロファイルを決定するステップ(220)と(図3B)、
-2次元プロファイルに基づいて、観察領域における光強度を表す少なくとも1つの値を決定するステップ(230)(図3B)。
-より強力なレーザの使用
-ペルチェ冷却フォトダイオードなどの低ノイズフォトダイオードの使用
-発散波の使用
-より大きな中心角(360度CTスキャン)の扇形のスキャン
-例えば、標準的な超音波のエネルギーに近い、高出力の非集束音波の使用。
3 観察領域
4 音響トランスデューサアレイ
5 トランスデューサ
6 電子ラック
7 マイクロコンピュータ
8 光照射装置
9 検出器
10 信号を後処理するための要素
10a ハイパスフィルタ
10b 広帯域増幅器
10c アナログ/デジタル変換器
11 取得装置
12 処理装置
100 取得ステップ
150 測定動作
200 処理ステップ
210 プロファイルスライスを決定するステップ
220 2次元プロファイルを決定するステップ
230 光強度を表す少なくとも1つの値を決定するステップ
Claims (14)
- 媒体(2)の観察領域(3)を撮像するための音響光学撮像方法であって、前記方法は、
異なる伝搬方向(θ)に伝搬する複数の非集束音波に関連する複数の測定信号(S)が取得される、取得ステップ(100)であって、前記取得ステップは、
前記異なる伝搬方向(θ)の1つの伝搬方向に伝搬する前記複数の非集束音波の1つの非集束音波が、前記観察領域(3)において生成され、
前記非集束音波によって周波数がシフトされた少なくとも1つの音響光学成分を含むマーキングされた光波を生成するために、入射光波が前記観察領域(3)に照射され、
前記マーキングされた光波に関する情報を含む、前記非集束音波に関連する、測定信号(S)が取得される、
という複数の測定動作(150)の各測定動作(150)で前記複数の測定動作(150)を含む、ステップと、
前記観察領域(3)における光強度(I)を表す少なくとも1つの値が、前記複数の測定信号(S)から決定される、処理ステップ(200)と
を含み、
前記処理ステップ(200)は、
複数のプロファイルスライス(T)を決定するステップであって(210)、当該複数のプロファイルスライス(T)の各々は、前記複数の測定信号(S)の1次元フーリエ変換の関数である、ステップと、
前記複数のプロファイルスライス(T)から2次元プロファイル(P)を決定するステップと、
前記観察領域(3)における光強度(I)を表す少なくとも1つの値を決定するステップであって、代表値は、前記2次元プロファイル(P)の2次元逆フーリエ変換の関数である、ステップと
を含む、音響光学撮像方法。 - 前記非集束音波は音響平面波である、請求項1に記載の方法。
- 前記非集束音波は音響発散波である、請求項1に記載の方法。
- 前記複数の非集束音波の前記伝搬方向(θ)は、10度よりも大きな中心角を有する扇形をカバーする、請求項1から3のいずれか一項に記載の方法。
- 前記複数の非集束音波の前記伝搬方向(θ)は、0.1度より大きい、好ましくは0.5度より大きい角度間隔で隔てられている、請求項1から4のいずれか一項に記載の方法。
- 前記複数の非集束音波の前記伝搬方向(θ)は、45度未満、好ましくは20度未満の角度間隔で隔てられている、請求項1から5のいずれか一項に記載の方法。
- 非集束音波に関連する各測定信号(S)は、前記非集束音波によって周波数がシフトされた前記マーキングされた光波の前記音響光学成分に関する情報を含む光強度値の時系列を含む、請求項1から6のいずれか一項に記載の方法。
- 非集束音波に関連する各測定信号(S)は、2MHzより大きい、好ましくは10メガヘルツより大きい周波数でサンプリングされる、請求項1から7のいずれか一項に記載の方法。
- 前記処理ステップ(200)は、逆ラドン変換の実施を含む、請求項1から8のいずれか一項に記載の方法。
- 前記処理ステップ(200)は、逆投影またはフィルタリングされた逆投影アルゴリズムの実施を含む、請求項1から9のいずれか一項に記載の方法。
- フーリエ空間において前記複数のプロファイルスライス(T)を登録することによって、前記2次元プロファイル(P)が決定され、
各プロファイルスライスは、前記プロファイルスライス(T)に関連する前記測定信号(S)に関連する前記非集束音波の伝搬方向(θ)に従って登録される、請求項10に記載の方法。 - 非集束音波の伝搬方向(θ)に関連するn個の測定信号(S)を取得するために、測定動作(150))がn回繰り返され、かつ前記n個の測定信号は共に平均化されて、前記処理ステップ(200)に使用される前記非集束音波に関連する測定信号を決定する、請求項1から11のいずれか一項に記載の方法。
- 前記測定動作(150)は1回以上であるn回繰り返される、請求項1から12のいずれか一項に記載の方法。
- 媒体(2)の観察領域(3)を撮像する音響光学撮像システム(1)であって、前記システムは、
異なる伝搬方向(θ)に伝搬する複数の非集束音波に関連する複数の測定信号(S)を取得する取得装置(11)であって、
前記観察領域(3)において、前記異なる伝搬方向(θ)に伝搬する前記複数の非集束音波を生成するトランスデューサアレイ(4)と、
前記複数の非集束音波の少なくとも1つによって周波数がシフトされた少なくとも1つの音響光学成分をそれぞれが含む複数のマーキングされた光波を生成するために、少なくとも1つの入射光波を前記観察領域(3)に照射する光照射装置(8)と、
前記複数の非集束音波に関連し、かつ前記複数の非集束音波の各マーキングされた光波をそれぞれが表す複数の測定信号(S)を取得する検出器(9)と
を備える前記取得装置と、
前記取得装置(11)によって取得された前記複数の測定信号(S)に基づいて、前記観察領域(3)における光強度(I)を表す少なくとも1つの値を決定するように構成された処理装置(12)と
を備え、
前記処理装置(12)は、
複数のプロファイルスライス(T)を決定するステップであって(210)、当該複数のプロファイルスライス(T)の各々は、前記複数の測定信号(S)の1次元フーリエ変換の関数である、ステップと、
前記複数のプロファイルスライス(T)から2次元プロファイル(P)を決定するステップと、
前記観察領域(3)における光強度(I)を表す少なくとも1つの値を決定するステップであって、代表値は、前記2次元プロファイル(P)の2次元逆フーリエ変換の関数である、ステップと
を含む、音響光学撮像システム(1)。
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