JPWO2020141479A5 - - Google Patents

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Claims (15)

被検体（４０、１４０、２４０、３４０、４４０）を検査するための装置（１０、１００、２００、２５０、３００、４００）であって、
前記被検体に広帯域超音波パルスを生成する励起システム（１３、１１３、２１３、２４３、３１３、４１３）と、
前記被検体の広帯域超音波パルス（１２’、１１２’、２１２’、３１２’、４１２’）によって生成され、前記被検体によって放射される超音波（２１、１２１、２２１、３２１、４２１）を検出する検出システム（２０、１２０，２２０，３２０，４２０）と、
検出された前記超音波を処理するための処理部（３０、１３０，３３０、４３０）と、を備え、
前記励起システム（１３、１１３、２１３、２４３、３１３、４１３）は、熱音響放射器またはパルスレーザのうちの１つであり、
前記検出システム（２０、１２０、２２０、３２０、４２０）は、広帯域検出システムであり、前記広帯域検出システムは、２つの部分反射非可動ミラーを有する第１のメンブレンフリー光学マイクロフォンを少なくとも含み、前記２つの部分反射非可動ミラーは、前記２つの部分反射非可動ミラーのキャビティ内でレーザを反射させ、
前記励起システム（１３、１１３、２１３、２４３、３１３、４１３）は、前記広帯域超音波パルス（１２’、１１２’、２１２’、３１２’、４１２’）を変調するための変調器（１１、１１１）を備える、装置（１０、１００、２００、２５０、３００、４００）。 An apparatus (10, 100, 200, 250, 300, 400) for examining a subject (40, 140, 240, 340, 440), comprising:
an excitation system (13, 113, 213, 243, 313, 413) for generating broadband ultrasound pulses in the subject;
detecting ultrasound waves (21, 121, 221, 321, 421) generated by broadband ultrasound pulses (12', 112', 212', 312', 412') of said subject and emitted by said subject; a detection system (20, 120, 220, 320, 420) for
A processing unit (30, 130, 330, 430) for processing the detected ultrasonic waves,
said excitation system (13, 113, 213, 243, 313, 413) is one of a thermoacoustic radiator or a pulsed laser;
Said detection system (20, 120, 220, 320, 420) is a broadband detection system, said broadband detection system comprising at least a first membrane-free optical microphone having two partially reflecting non-moving mirrors; two partially reflective non-moving mirrors reflect a laser within the cavity of the two partially reflective non-moving mirrors;
The excitation system (13, 113, 213, 243, 313, 413) comprises a modulator (11, 111) for modulating the broadband ultrasound pulses (12', 112', 212', 312', 412') a device (10, 100, 200, 250, 300, 400) comprising 前記処理部（３０、１３０，３３０、４３０）は、基準信号と放射された前記超音波（２１、１２１、２２１、３２１、４２１）との間の相関を実行することができ、好ましくは相関指数を計算することができ、前記基準信号は好ましくは生成された前記超音波パルス（１２’、１１２’、２１２’、３１２’、４１２’）であり、前記処理部（３０、１３０，３３０、４３０）は好ましくは前記励起システム（１３、１１３、２１３、２４３、３１３、４１３）および前記広帯域検出システム（２０、１２０、２２０、３２０、４２０）のうち少なくとも一方に接続され、特に、前記広帯域超音波パルス（１２’、１１２’、２１２’、３１２’、４１２’）は、コード配列、特に時間コード配列、好ましくはゴレイコード配列またはバーカーコード配列の形態を取る、請求項１に記載の装置（１０、１００、２００、２５０、３００、４００）。 Said processing unit (30, 130, 330, 430) is capable of performing a correlation between a reference signal and said emitted ultrasound (21, 121, 221, 321, 421), preferably the correlation index can be calculated, said reference signal is preferably said generated ultrasound pulse (12', 112', 212', 312', 412') and said processing unit (30, 130, 330, 430 ) is preferably connected to at least one of said excitation system (13, 113, 213, 243, 313, 413) and said broadband detection system (20, 120, 220, 320, 420), in particular said broadband ultrasound 2. The device (10, 100, 200, 250, 300, 400). 前記励起システム（１３、１１３、２１３、２４３、３１３、４１３）はいくつかの波長を放射する１つのパルスレーザであり、あるいは、前記励起システム（１３、１１３、２１３、２４３、３１３、４１３）はそれぞれ単一の波長を放射するいくつかのパルスレーザを備え、代替的または補完的には、前記広帯域検出システムは、メンブレンフリーマイクロフォンの、特に光学マイクロフォンの、アレイ、好ましくは２次元アレイを備える、請求項１または２に記載の装置（１０、１００、２００、２５０、３００、４００）。 Said excitation system (13, 113, 213, 243, 313, 413) is one pulsed laser emitting several wavelengths, or said excitation system (13, 113, 213, 243, 313, 413) comprising several pulsed lasers each emitting a single wavelength, alternatively or complementary said broadband detection system comprising an array, preferably a two-dimensional array, of membrane-free microphones, in particular of optical microphones, 3. Apparatus (10, 100, 200, 250, 300, 400) according to claim 1 or 2. 前記広帯域検出システム（２０、１２０、２２０、３２０、４２０）が、少なくとも第２のメンブレンフリーマイクロフォン、特に光学マイクロフォンを備え、前記第１のメンブレンフリー光学マイクロフォンと前記第２のメンブレンフリーマイクロフォンが互いに非平行に配置され、特に、前記被検体（４０、１４０、２４０、３４０、４４０）に対して少なくとも１０°、好ましくは少なくとも４５°で配置され、特に互いに直交する、請求項３に記載の装置（１０、１００、２００、２５０、３００、４００）。 Said broadband detection system (20, 120, 220, 320, 420) comprises at least a second membrane-free microphone, in particular an optical microphone, wherein said first membrane-free optical microphone and said second membrane-free microphone are mutually exclusive. 4. Apparatus according to claim 3, arranged parallel, in particular at least 10[deg.], preferably at least 45[deg.] to said subject (40, 140, 240, 340, 440), in particular orthogonal to each other. 10, 100, 200, 250, 300, 400). 前記装置は好ましくはファイバ束（１６’、２１６’、４１６’）を介して前記励起システム（１３、１１３、２１３、２４３、３１３、４１３）に接続される励起ヘッドを備え、前記ファイバ束のファイバはアレイ状に、好ましくは２次元アレイ状に前記励起ヘッド内に配置され、さらに好ましくは、前記装置（１０、１００、２００、２５０、３００、４００）は少なくとも前記広帯域検出システムを遮蔽するハウジング要素（２１７、３１７、４１７）を備え、前記ハウジング要素（２１７、３１７、４１７）は特に、前記励起システムを前記広帯域検出システム（２０、１２０、２２０、３２０、４２０）から分離する分離要素（４４３）を備える、請求項１から４のいずれか１項に記載の装置（１０、１００、２００、２５０、３００、４００）。 Said apparatus preferably comprises an excitation head connected to said excitation system (13, 113, 213, 243, 313, 413) via a fiber bundle (16', 216', 416'), the fiber of said fiber bundle are arranged in said excitation head in an array, preferably in a two-dimensional array, and more preferably said device (10, 100, 200, 250, 300, 400) comprises a housing element shielding at least said broadband detection system (217, 317, 417), said housing element (217, 317, 417) in particular a separation element (443) separating said excitation system from said broadband detection system (20, 120, 220, 320, 420) 5. The apparatus (10, 100, 200, 250, 300, 400) of any one of claims 1 to 4, comprising: 前記広帯域検出システム（２０、１２０、２２０、３２０、４２０）および前記励起システム（１３、１１３、２１３、２４３、３１３、４１３）はピッチキャッチモードでの測定を行うことができるように配置されるか、または前記広帯域検出システム（２０、１２０、２２０、３２０、４２０）および前記励起システム（１３、１１３、２１３、２４３、３１３、４１３）がパルスエコーモードでの測定を行うことができるように配置され、かつ好ましくは前記励起システム（１３、１１３、２１３、２４３、３１３、４１３）および前記広帯域検出システム（２０、１２０、２２０、３２０、４２０）のいずれかまたは両方が、前記被検体（４０、１４０、２４０、３４０、４４０）上で移動可能である、請求項１から５のいずれか１項に記載の装置（１０、１００、２００、２５０、３００、４００）。 whether said broadband detection system (20, 120, 220, 320, 420) and said excitation system (13, 113, 213, 243, 313, 413) are arranged such that measurements can be made in pitch-catch mode; or said broadband detection system (20, 120, 220, 320, 420) and said excitation system (13, 113, 213, 243, 313, 413) are arranged to be able to perform measurements in pulse-echo mode. and preferably either or both of said excitation system (13, 113, 213, 243, 313, 413) and said broadband detection system (20, 120, 220, 320, 420) are connected to said analyte (40, 140 , 240, 340, 440). 前記広帯域検出システム（２０、１２０、２２０、３２０、４２０）が前記励起ヘッド内に配置され、好ましくは、前記ファイバ束（１６’、２１６’、４１６’）が前記広帯域検出システム（２０、１２０、２２０、３２０、４２０）を通って導かれることを特徴とする、請求項６に記載の装置（１０、１００、２００、２５０、３００、４００）。 Said broadband detection system (20, 120, 220, 320, 420) is arranged in said excitation head, preferably said fiber bundle (16', 216', 416') 7. The device (10, 100, 200, 250, 300, 400) according to claim 6, characterized in that it is guided through a 220, 320, 420). 特に請求項１から７のいずれか１項に記載の装置によって実行される、被検体（４０、１４０、２４０、３４０、４４０）を検査する方法であって、
前記被検体（４０、１４０、２４０、３４０、４４０）内に励起システム（１３、１１３、２１３、２４３、３１３、４１３）によって、広帯域超音波パルス（１２’、１１２’、２１２’、３１２’、４１２’）を生成する工程と、
前記被検体内の広帯域超音波パルス（１２’、１１２’、２１２’、３１２’、４１２’）を介して生成され、前記被検体（４０、１４０、２４０、３４０、４４０）によって放射される超音波を前記検出システムによって検出する工程と、
検出された前記超音波（２１、１２１、２２１、３２１、４２１）を、前記処理部（３０、３３０、４３０）で処理する工程と、
を含み、
前記励起システム（１３、１１３、２１３、２４３、３１３、４１３）は変調され、前記励起システム（１３、１１３、２１３、２４３、３１３、４１３）は熱音響放射器またはパルスレーザのうちの１つであり、
前記検出システム（２０、１２０、２２０、３２０、４２０）は、広帯域検出システムであり、前記検出システム（２０、１２０、２２０、３２０、４２０）は、２つの部分反射非可動ミラーを有する第１のメンブレンフリー光学マイクロフォンを少なくとも含み、レーザが前記２つの部分反射非可動ミラーのキャビティ内で反射される、方法。 A method for examining a subject (40, 140, 240, 340, 440), performed by a device according to any one of claims 1 to 7, in particular comprising:
broadband ultrasound pulses (12′, 112′, 212′, 312′, 412′);
ultrasound generated via broadband ultrasound pulses (12', 112', 212', 312', 412') within said subject and emitted by said subject (40, 140, 240, 340, 440); detecting sound waves with the detection system;
a step of processing the detected ultrasonic waves (21, 121, 221, 321, 421) in the processing unit (30, 330, 430);
including
said excitation system (13, 113, 213, 243, 313, 413) is modulated, said excitation system (13, 113, 213, 243, 313, 413) being one of a thermoacoustic radiator or a pulsed laser; can be,
Said detection system (20, 120, 220, 320, 420) is a broadband detection system , said detection system (20, 120, 220, 320, 420) comprising two partially reflecting non-movable mirrors. A method comprising at least a membrane-free optical microphone, wherein a laser is reflected within the cavity of said two partially reflecting non-moving mirrors . 検出された前記超音波（２１、１２１、２２１、３２１、４２１）は基準信号と相関され、相関指数が計算され、前記基準信号は好ましくは生成された前記超音波パルス（１２’、１１２’、２１２’、３１２’、４１２’）、または基準対象から得られたデータ、または前記被検体の基準点（４０、１４０、２４０、３４０、４４０）において測定された超音波信号であり、さらに好ましくは前記基準信号が前記処理部（３０、１３０，３３０、４３０）に直接結合される、請求項８に記載の方法。 Said detected ultrasound (21, 121, 221, 321, 421) is correlated with a reference signal and a correlation index is calculated, said reference signal preferably being associated with said generated ultrasound pulse (12', 112', 212', 312', 412'), or data obtained from a reference subject, or an ultrasound signal measured at a reference point (40, 140, 240, 340, 440) of said subject, more preferably Method according to claim 8, wherein said reference signal is directly coupled to said processing unit (30, 130, 330, 430). 前記広帯域超音波パルス（１２’、１１２’、２１２’、３１２’、４１２’）は、コード配列、特に時間コード配列、好ましくはゴレイコード配列またはバーカーコード配列の形態で生成される、請求項８または９に記載の方法。 8 or 9. The method according to 9. 広帯域超音波パルス（１２’、１１２’、２１２’、３１２’、４１２’）の前記励起が、超音波パルス（１２’、１１２’、２１２’、３１２’、４１２’）の空間パターンを提供するために、アレイ中で、好ましくは、２次元アレイ中で実行され、および／または、前記超音波（２１、１２１、２２１、３２１、４２１）が、アレイ中で、好ましくは２次元アレイ中で検出され、さらに好ましくは前記広帯域超音波パルス（１２’、１１２’、２１２’、３１２’、４１２’）の前記励起がいくつかの波長を放射する１つのパルスレーザによって実行され、さらに好ましくは、前記広帯域超音波パルス（１２、１１２、２１２、３１２、４１２）の前記励起がそれぞれ１つの波長を放射するいくつかのパルスレーザによって実行される、請求項８から１０のいずれか１項に記載の方法。 Said excitation of broadband ultrasound pulses (12', 112', 212', 312', 412') provides a spatial pattern of ultrasound pulses (12', 112', 212', 312', 412') in an array, preferably in a two-dimensional array, and/or said ultrasound (21, 121, 221, 321, 421) is detected in an array, preferably in a two-dimensional array, for more preferably said excitation of said broadband ultrasound pulses (12′, 112′, 212′, 312′, 412′) is performed by one pulsed laser emitting several wavelengths, more preferably said A method according to any one of claims 8 to 10, wherein said excitation of broadband ultrasound pulses (12, 112, 212, 312, 412) is performed by several pulsed lasers each emitting one wavelength. . 請求項９に記載の方法ステップは第１の測定点について行われ、少なくとも第２の測定点について繰り返され、各測定点についての相関指数が計算され、好ましくは各相関指数が装置、好ましくは表示部（３５、１３５、２３５、３３５、４３５）上にプロットされる、請求項９から１１のいずれか１項に記載の方法。 The method steps according to claim 9 are performed for a first measurement point and repeated for at least a second measurement point, a correlation index for each measurement point being calculated, preferably each correlation index being displayed on a device, preferably a display. 12. A method according to any one of claims 9 to 11, plotted on part (35, 135, 235, 335, 435). 前記方法はパルスエコーモード、ピッチキャッチモード、または透過モードのうちの１つで実行され、好ましくは前記広帯域超音波パルス（１２’、１１２’、２１２’、３１２’、４１２’）ならびに前記超音波（２１、１２１、２２１、３２１、４２１）が好ましくはフーリエ変換を使用することによってスペクトル信号に変換され、前記スペクトル信号は相関指数を提供するために互いに相関される、請求項８から１２のいずれか１項に記載の方法。 Said method is carried out in one of pulse-echo mode, pitch-catch mode or transmission mode, preferably said broadband ultrasound pulses (12', 112', 212', 312', 412') and said ultrasound (21, 121, 221, 321, 421) are converted into spectral signals, preferably by using a Fourier transform, and said spectral signals are correlated with each other to provide a correlation index. or the method according to item 1. 前記被検体内の前記広帯域超音波パルス（１２’、１１２’、２１２’、３１２’、４１２’）または前記広帯域超音波パルス（１２’、１１２’、２１２’、３１２’、４１２’）を介して生成される前記超音波（２１、１２１、２２１、３２１、４２１）が、少なくとも部分的に接触流体を介して透過され、特に前記被検体（４０、１４０、２４０、３４０、４４０）の温度が測定される、請求項８から１３のいずれか１項に記載の方法。 via the broadband ultrasound pulse (12', 112', 212', 312', 412') within the subject or the broadband ultrasound pulse (12', 112', 212', 312', 412') said ultrasonic waves (21, 121, 221, 321, 421) generated by the are at least partially transmitted through the contacting fluid, in particular the temperature of said subject (40, 140, 240, 340, 440) 14. The method of any one of claims 8-13, wherein the method is measured. 前記励起システム（１３、１１３、２１３、２４３、３１３、４１３）および前記広帯域検出システム（２０、１２０、２２０、３２０、４２０）のうち少なくとも一方が、前記被検体（４０、１４０、２４０、３４０、４４０）の上方で移動している間に、前記方法が実行される、請求項８から１４のいずれか１項に記載の方法。 at least one of said excitation system (13, 113, 213, 243, 313, 413) and said broadband detection system (20, 120, 220, 320, 420) is connected to said analyte (40, 140, 240, 340, 440), wherein the method is performed while moving above.
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