JP6808362B2 - ハイブリッド光学音響断層撮影及び超音波検査に関するデバイスおよび方法 - Google Patents
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Description
制御ユニット及び第1のトランスデューサ素子の検出帯域が、第2の軸方向解像度が調整可能であり、または調整されることに基づく空間的パルス長を有する超音波を第2のトランスデューサ素子が放出するように構成され、及び/または
第2のトランスデューサ素子が、トランスデューサ素子からある焦点距離を有する少なくとも1つの焦点に、放出された超音波を集束するように構成され、第2の水平方向解像度が、焦点距離に基づいて調整可能であり、または調整され、及び/または
第2の水平方向解像度が、第2のトランスデューサ素子の第2の大きさに基づいて調整可能であり、または調整され、制御ユニットが、水平方向解像度を調整するために適応性ビーム形成を実施するように構成され、及び/または
制御ユニットは、あるパルス反復率で超音波のパルスを放出するように第2のトランスデューサ素子を制御するように構成され、第2の軸方向視野がパルス反復率に基づいて調整可能でありまたは調整され、及び/または
第2の水平方向視野が、物体に向けて超音波を放出する第2のトランスデューサ素子の第2の数に基づいて調整可能であり、または調整される。
第2の表面区画2の第2のトランスデューサ素子によって形成される超音波アレイで得られる超音波画像の軸方向及び水平方向の解像度は、以下のように決定される(図12を参照)。
全角度範囲に渡る断層光学音響画像撮影の場合、第1の表面区画1の第1のトランスデューサ素子によって形成されるアレイで得られる光学音響画像の解像度(R)は、採用される超音波トランスデューサの帯域(Δf)によって決定され、R=c/Δfで近似可能であり、cは撮影される媒体の中の音速である。
2 第2の表面区画
3 照射ユニット
4 検出器ユニット
5 電磁放射
6 吸収素子
7 超音波
8 プローブ
9 プローブ軸
10 物体
11 超音波
12 超音波
13 超音波
20 制御ユニット
21 ディスプレイユニット
Claims (13)
- 物体(10)のハイブリッド光学音響超音波検査撮影のためのデバイスであって、
撮影される前記物体(10)に電磁放射(5)を照射するように構成された、照射ユニット(3)と、
前記物体(10)に前記電磁放射(5)を照射して、前記物体(10)で生じた超音波(11)を検出するように構成された第1のトランスデューサ素子と、
前記物体(10)によって反射され、及び/または前記物体(10)を透過した超音波(13)を検出するように構成された第2のトランスデューサ素子と、
前記第1のトランスデューサ素子が配置された少なくとも1つの第1の表面区画(1)及び、前記第2のトランスデューサ素子が配置された少なくとも1つの第2の表面区画(2)を含む表面と、を含み、
前記少なくとも1つの第1の表面区画(1)及び/または前記少なくとも1つの第2の表面区画(2)が湾曲形状を有し、
前記第1のトランスデューサ素子が、第1の大きさ及び第1の間隔を有し、前記第2のトランスデューサ素子が、第2の大きさ及び第2の間隔を有し、前記第1の間隔が前記第2の間隔とは異なり、及び/または前記第1の大きさが前記第2の大きさと異なり、
前記第1の表面区画(1)及び/または前記第2の表面区画(2)が、電磁放射(5)の吸収に応じて超音波(12’)を発生させる、デバイス。 - 少なくとも1つの吸収素子(6)が、撮影される前記物体(10)と前記第1の表面区画(1)及び/または前記第2の表面区画(2)との間に設けられ、前記吸収素子(6)が、電磁放射(5)の吸収に応じて超音波(7)を発生させるように構成された、請求項1に記載のデバイス。
- 前記吸収素子(6)が、短いパルスの電磁放射(5)の吸収に応じて高い周波数の超音波(7)を発生させるように構成された、請求項2に記載のデバイス。
- 前記吸収素子(6)が、100ナノ秒未満、好適には約10ナノ秒未満の持続時間を有するレーザーパルスの吸収に応じて、50μmから500μmの間の範囲、好適には100μmの直径を有し、及び/または4から10MHzの範囲、好適には約7.5MHzのピーク周波数を示す超音波(7)を放出する、少なくとも1つの電磁放射(5)吸収性微小球体を含む、請求項2または3に記載のデバイス。
- 前記吸収素子(6)が、短いレーザーパルスの吸収に応じて、広帯域の平面超音波(7)を放出するように構成された、少なくとも1つの電磁放射(5)吸収性箔を含む、請求項2から4のいずれか一項に記載のデバイス。
- 前記第2のトランスデューサ素子が、前記物体(10)に向かって超音波(12)を放出し、前記物体(10)によって反射され、及び/または前記物体(10)を透過した超音波(13)を検出するように構成された、請求項1に記載のデバイス。
- 前記少なくとも1つの第1の表面区画(1)が凹形状を有し、及び/または、
前記少なくとも1つの第2の表面区画(2)が凸形状を有し、及び/または、
前記少なくとも1つの第2の表面区画(2)が平面形状を有する、請求項1から6のいずれか一項に記載のデバイス。 - 前記第1の間隔が前記第2の間隔よりも大きく、及び/または前記第1の大きさが前記第2の大きさよりも大きい、請求項1から7のいずれか一項に記載のデバイス。
- 前記第1のトランスデューサ素子が互いに隣接し、及び/または前記第2のトランスデューサ素子が互いに隣接する、請求項1から8のいずれか一項に記載のデバイス。
- 前記表面が、前記少なくとも1つの第1の表面区画(1)及び前記少なくとも1つの第2の表面区画(2)によって形成された連続的な表面である、請求項1から9のいずれか一項に記載のデバイス。
- 前記デバイスが、制御ユニット(20)を含み、前記制御ユニット(20)が、
前記物体(10)に前記電磁放射(5)を照射して、前記物体(10)の内部で発生した、検出された前記超音波(11)に基づき、第1の解像度及び第1の視野を示す第1の画像を再構成し、
前記物体によって反射され、及び/または前記物体を透過した、検出された前記超音波(13)に基づき、第2の解像度及び第2の視野を示す第2の画像を再構成するように構成された、請求項1から10のいずれか一項に記載のデバイス。 - 前記第1の解像度、前記第1の視野、前記第2の解像度、及び前記第2の視野の少なくとも1つが最適化され、及び/または整合される、請求項11に記載のデバイス。
- 物体(10)のハイブリッド光学音響超音波検査撮影のための方法であって、
前記物体(10)に電磁放射(5)を照射する段階と、
表面の少なくとも1つの第1の表面区画(1)に配置された第1のトランスデューサ素子によって、前記物体(10)に前記電磁放射(5)を照射して前記物体(10)内で発生した超音波(11)を検出する段階と、
前記表面の少なくとも1つの第2の表面区画に配置された第2のトランスデューサ素子によって、前記物体(10)によって反射され、及び/または前記物体(10)を透過した超音波(13)を検出する段階と、を含み、
前記少なくとも1つの第1の表面区画及び/または前記少なくとも1つの第2の表面区画が湾曲形状を有し、前記第1のトランスデューサ素子が、第1の大きさ及び第1の間隔を有し、前記第2のトランスデューサ素子が第2の大きさ及び第2の間隔を有し、前記第1の間隔が前記第2の間隔と異なり、及び/または前記第1の大きさが前記第2の大きさと異なり、
前記第1の表面区画(1)及び/または前記第2の表面区画(2)が、電磁放射(5)の吸収に応じて超音波(12’)を発生させる、方法。
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