(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電磁的吸収性環境（１２）内の少なくとも１つの標的（Ｔ）の位置を特定する方法であって、
少なくとも１つのソース（Ｓ；Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５、Ｓ６、Ｓ７、Ｓ８）から、少なくとも１つの電磁励起信号（Ｅ）を放出するステップ（１００）と、
前記励起信号（Ｅ）の前記放出から生じる音響信号（Ｒ）を、少なくとも１つの音響センサ（Ｄ；Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４、Ｄ５、Ｄ６、Ｄ７、Ｄ８）で受信するステップ（１０２）と、
前記音響センサで受信された前記音響信号で、前記励起信号に対する第１の応答の第１の受信時刻（ｔ１）を検出するステップ（１０６）であって、前記第１の応答が、前記環境（１２）内の前記標的（Ｔ）の電磁異種性によって引き起こされた音響じょう乱から生じる、ステップ（１０６）と、
前記第１の受信時刻（ｔ１）を使用して前記標的（Ｔ）と前記音響センサ（Ｄ；Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４、Ｄ５、Ｄ６、Ｄ７、Ｄ８）との間の第１の距離（ＴＤ）を推定するステップ（１１０）と
を含む方法において、
前記音響センサで受信された前記音響信号で、前記励起信号に対する第２の応答の第２の受信時刻（ｔ２）を検出するステップ（１０８）であって、前記第２の応答が、前記環境（１２）内の前記標的（Ｔ）の音響異種性によって引き起こされる音響じょう乱から生じる、ステップ（１０８）と、
前記第２の受信時刻（ｔ２）を使用して前記ソース（Ｓ；Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５、Ｓ６、Ｓ７、Ｓ８）と前記標的（Ｔ）との間の第２の距離（ＳＴ）を推定するステップ（１１２、１１４）と、
前記第１の推定距離（ＴＤ）および前記第２の推定距離（ＳＴ）から前記標的（Ｔ）の位置を得るステップ（１１６）と
をさらに含むことを特徴とする、方法。
【請求項２】
請求項１に記載の少なくとも１つの標的（Ｔ）の位置を特定する方法であって、
前記標的（Ｔ）と前記音響センサ（Ｄ；Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４、Ｄ５、Ｄ６、Ｄ７、Ｄ８）との間の前記第１の距離（ＴＤ）を推定する前記ステップ（１１０）が、前記標的（Ｔ）と前記音響センサ（Ｄ；Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４、Ｄ５、Ｄ６、Ｄ７、Ｄ８）との間の前記第１の応答の第１の飛行時間に、前記環境（１２）内での音波速度の所定の値を乗算することによって行われ、
前記第１の飛行時間が、前記励起信号（Ｅ）の放出時刻と前記第１の受信時刻（ｔ１）との間の経過時間であるものとして推定される、方法。
【請求項３】
請求項２に記載の少なくとも１つの標的（Ｔ）の位置を特定する方法であって、
前記ソース（Ｓ；Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５、Ｓ６、Ｓ７、Ｓ８）と前記標的（Ｔ）との間の前記距離（ＳＴ）の前記推定ステップ（１１２、１１４）が、前記ソース（Ｓ；Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５、Ｓ６、Ｓ７、Ｓ８）と前記標的（Ｔ）との間の前記第２の応答の第２の飛行時間に、前記環境（１２）内での前記音波速度の前記所定の値を乗算することによって行われ、
前記第２の飛行時間が、一方の、前記励起信号（Ｅ）の放出時刻と前記第２の受信時刻（ｔ２）との間の経過時間と、他方の前記第１の飛行時間と、の間の差であるものとして推定される、方法。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の少なくとも１つの標的（Ｔ）の位置を特定する方法であって、三次元空間内の前記標的（Ｔ）の位置（１１６）が２つの球の交差によって得られ、前記第１の球が、前記音響センサ（Ｄ；Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４、Ｄ５、Ｄ６、Ｄ７、Ｄ８）を中心として有し、前記第１の距離（ＴＤ）を半径として有し、前記第２の球が、前記ソース（Ｓ；Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５、Ｓ６、Ｓ７、Ｓ８）を中心として有し、前記第２の距離（ＳＴ）を半径として有する、方法。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の少なくとも１つの標的（Ｔ）の位置を特定する方法であって、前記放出される励起信号（Ｅ）が、変調された周波数および／または強度を有する光源から来る光信号であり、前記励起信号（Ｅ）に対する前記２つの応答が、前記環境（１２）内の前記標的（Ｔ）の二重の光学および音響異種性によって引き起こされた２つの音響じょう乱から生じるパルス応答である、方法。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか一項に記載の少なくとも１つの標的（Ｔ）の位置を特定する方法であって、
前記標的（Ｔ）がある前記環境（１２）の周囲に分散された複数のソース（Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５、Ｓ６、Ｓ７、Ｓ８）から電磁励起信号（Ｅ）を放出するステップ（１００）と、
前記励起信号（Ｅ）の前記放出から生じる音響信号（Ｒ）を、前記標的（Ｔ）がある前記環境（１２）の周囲に分散された複数の音響センサ（Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４、Ｄ５、Ｄ６、Ｄ７、Ｄ８）で受信するステップ（１０２）と、
前記標的（Ｔ）の得られた位置（１１６）を使用して、前記標的（Ｔ）がある前記環境（１２）内の前記標的（Ｔ）の画像をトモグラフィ再構成するステップ（２１６）と
を含む方法。
【請求項７】
請求項６に記載の少なくとも１つの標的（Ｔ）の位置を特定する方法であって、前記ソース（Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５、Ｓ６、Ｓ７、Ｓ８）および前記音響センサ（Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４、Ｄ５、Ｄ６、Ｄ７、Ｄ８）が、前記標的（Ｔ）がある前記環境（１２）の周囲の円上に等間隔で分散される、方法。
【請求項８】
生体組織（１２）内の腫瘍（Ｔ）を検出し位置特定するための、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の少なくとも１つの標的（Ｔ）の位置を特定する方法。
【請求項９】
通信ネットワークからダウンロードされ、かつ／またはコンピュータ（２０）で読み取ることができかつ／またはプロセッサ（２２）で実行することができるメモリ（２４）上に記録される得るコンピュータプログラム（２６、２８）において、前記プログラムがコンピュータ上で実行されるときに、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の少なくとも１つの標的（Ｔ）の位置を特定する方法の前記ステップを実行するための命令を含むことを特徴とする、コンピュータプログラム（２６、２８）。
【請求項１０】
電磁的吸収性環境（１２）内の少なくとも１つの標的（Ｔ）の位置を特定するための装置（１０）であって、
少なくとも１つの電磁励起信号（Ｅ）を放出するための少なくとも１つのソース（Ｓ；Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５、Ｓ６、Ｓ７、Ｓ８）と、
前記励起信号（Ｅ）の前記放出から生じる音響信号（Ｒ）の少なくとも１つの音響センサ（Ｄ；Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４、Ｄ５、Ｄ６、Ｄ７、Ｄ８）と、
前記音響センサで受信された前記音響信号で、前記励起信号に対する第１の応答の第１の受信時刻（ｔ１）を検出し、前記第１の応答が、前記環境（１２）内の前記標的（Ｔ）の電磁異種性によって引き起こされた音響じょう乱から生じるものであり、前記第１の受信時刻（ｔ１）を使用して前記標的（Ｔ）と前記音響センサ（Ｄ；Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４、Ｄ５、Ｄ６、Ｄ７、Ｄ８）との間の第１の距離（ＴＤ）を推定するように設計された計算機（２０）と
を備える装置（１０）において、
前記計算機（２０）が、さらに
前記音響センサで受信された前記音響信号で、前記励起信号に対する第２の応答の第２の受信時刻（ｔ２）を検出し、前記第２の応答が、前記環境（１２）内の前記標的（Ｔ）の音響異種性によって引き起こされた音響じょう乱から生じるものであり、
前記第２の受信時刻（ｔ２）を使用して前記ソース（Ｓ；Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５、Ｓ６、Ｓ７、Ｓ８）と前記標的（Ｔ）との間の第２の距離（ＳＴ）を推定し、
前記第１の推定距離（ＴＤ）および前記第２の推定距離（ＳＴ）から前記標的（Ｔ）の位置特定を行う
ように設計されることを特徴とする、装置（１０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電磁的吸収性環境（ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃａｌｌｙ  ａｂｓｏｒｂｅｎｔ  ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ）内の少なくとも１つの標的の位置を特定する方法に関する。本発明は、生体組織（ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ  ｔｉｓｓｕｅｓ）内の腫瘍を検出しその位置を特定するための対応するコンピュータプログラムおよび装置、ならびにこの方法の適用にも関する。
【背景技術】
【０００２】
本発明は、より詳細には、電磁的吸収性環境内の少なくとも１つの標的の位置を特定する方法に該当し、この方法は、
少なくとも１つのソースから少なくとも１つの電磁励起信号を放出するステップと、
この励起信号の放出から生じる音響信号を少なくとも１つの音響センサで受信するステップと、
音響センサで受信された音響信号で、励起信号に対する応答の受信時刻を検出するステップであって、この応答が、環境内の標的の電磁異種性（ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ  ｈｅｔｅｒｏｇｅｎｅｉｔｙ）によって引き起こされた音響じょう乱（ａｃｏｕｓｔｉｃ  ｄｉｓｔｕｒｂａｎｃｅ）から生じる、ステップと、
この受信時刻を使用して標的と音響センサとの間の距離を推定するステップと
を含む。
【０００３】
したがって、本発明の状況は、これらの異種性とは異なる電磁特性および音響特性を特徴とする環境に埋め込まれた異種性（または標的）の位置の特定に適用される光音響画像（ｏｐｔｏａｃｏｕｓｔｉｃ  ｉｍａｇｅｒｙ）、（光音響画像（ｐｈｏｔｏａｃｏｕｓｔｉｃ  ｉｍａｇｅｒｙ）とも称される）または熱音響画像（ｔｈｅｒｍｏａｃｏｕｓｔｉｃ  ｉｍａｇｅｒｙ）の状況である。これは、例えば、生体組織内の腫瘍などの異種性の場合である。したがって、光音響画像または熱音響画像は、特に、この画像が非侵襲性または非電離性であると見なされるため、現在、生物医学分野でそれ自体急速に成長している。光音響画像または熱音響の画像の原理は、例えば、Ｐｈｙｓｉｃｓ  ｉｎ  Ｍｅｄｉｃｉｎｅ  ａｎｄ  Ｂｉｏｌｏｇｙ、第５４巻、Ｒ５９〜Ｒ９７ページ、２００９年に掲載されたＣ．ＬｉおよびＬ．Ｗａｎｇの「Ｐｈｏｔｏａｃｏｕｓｔｉｃ  ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ  ａｎｄ  ｓｅｎｓｉｎｇ  ｉｎ  ｂｉｏｍｅｄｉｃｉｎｅ」という名称の論文に記述されている。
【０００４】
光音響画像または熱音響画像の現在の技法は、電磁励起信号がソースから放出されたときに、電磁的吸収性でありかつ（光音響画像の観点から）拡散するまたは（熱音響画像の観点から）回折する環境内での標的の電磁異種性によって引き起こされる局所音響じょう乱の瞬時発生を利用する。より正確には、放出される電磁エネルギーは、観察される環境内で部分的に吸収されることにより熱的に消散され、これが環境の膨張を引き起こす。特に、標的の電磁異種性は膨張異種性を局所的に引き起こし、膨張異種性は、この異種性を示す局所音響じょう乱を次々に発生させる。
【０００５】
この局所音響じょう乱は、音響センサ上で、標的と音響センサとの間の距離を意味する、励起信号の放出に関する遅延を有する応答の形で検出される。したがって、この距離は、音響センサによる前述の応答の受信時刻を使用して推定することができる。実際、光音響画像または熱音響画像は上記特性を使用しており、この特性によれば、標的上での音響じょう乱の発生は、ソースから光速（電磁伝搬の速度）に近い速度で、またはどんな場合でも環境内での音速に比べて非常に高い速度で行われるが、標的から音響センサまでの音響じょう乱の伝搬は音の速度で行われる。したがって、受信を放出と同期させ、環境内の音速を知ることにより、標的と音響センサとの間の距離は、励起信号の放出とこの信号に対する応答の受信との間に経過している時間から簡単に導出される。
【０００６】
したがって、中心が音響センサであり半径が推定距離である球の三次元空間内の標的の位置を特定することが可能である。しかし、標的の位置をより正確に特定するために、複数の放出〜受信が必要である。したがって、現在の技術は、標的の位置特定を可能にするために、信号の取り込みおよび処理におけるある程度の複雑性を包含している。さらに、これらの技術は一般にトモグラフィ画像（ｔｏｍｏｇｒａｐｈｉｃ  ｉｍａｇｅｒｙ）のより一般的な原理に組み入れられるので、これらの技術の複雑性は、トモグラフィ再構成におけるより大きな複雑性も引き起こすことになる。
【０００７】
１つの解決法が、必要な放出／受信の数を制限するために、光音響技術または熱音響技術と、例えば純超音波技術とを組み合わせることである。この種の解決法は、Ｐｈｏｔｏｎｓ  Ｐｌｕｓ  Ｕｌｔｒａｓｏｕｎｄ：Ｉｍａｇｉｎｇ  ａｎｄ  Ｓｅｎｓｉｎｇ  ２０１２、Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ  ｏｆ  ＳＰＩＥ、第８２２３巻、２０１２年に掲載されたＪ．Ｚａｌｅｖらの「Ｃｌｉｎｉｃａｌ  ｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙ  ｓｔｕｄｙ  ｏｆ  ｃｏｍｂｉｎｅｄ  ｏｐｔｏａｃｏｕｓｔｉｃ  ａｎｄ  ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ  ｉｍａｇｉｎｇ  ｍｏｄａｌｉｔｙ  ｐｒｏｖｉｄｉｎｇ  ｃｏｒｅｇｉｓｔｅｒｅｄ  ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ  ａｎｄ  ａｎａｔｏｍｉｃａｌ  ｍａｐｓ  ｏｆ  ｂｒｅａｓｔ  ｔｕｍｏｒｓ」という名称の論文に提案されている。この解決法は技術的に依然として複雑である。というのは、この解決法は２つの近いが別個の技術を組み合わせているからである。
【０００８】
さらに、現在の光音響または熱音響画像技術は、励起信号の放出から生じる音響信号の使用を、標的の電磁不均一性（ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ  ｉｎｈｏｍｏｇｅｎｅｉｔｙ）に限定している。特に標的が位置している環境自体が音響的に不均一であるときに、この特性に集中するために、音響センサの帯域幅を制限すること、または環境の照明に対して垂直な幾何学的構成で音響測定を行うことにより、この問題を解決することも教示されている。このことは、Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｂｉｏｍｅｄｉｃａｌ  Ｏｐｔｉｃｓ、第１４（２）巻、０２４００７−１〜０２４００７−１４ページ、２００９年３月／４月に掲載されたＳ．Ｅｒｍｉｌｏｖらの「Ｌａｓｅｒ  ｏｐｔｏａｃｏｕｓｔｉｃ  ｉｍａｇｉｎｇ  ｓｙｓｔｅｍ  ｆｏｒ  ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ  ｏｆ  ｂｒｅａｓｔ  ｃａｎｃｅｒ」という名称の論文に開示されている。しかしながら、励起信号に対する他の応答が、音響センサによって受信される信号内に存在しているので、異なる技術を組み合わせたものに頼るのではなく使用されることを恐らく保証するであろう。したがって、例えば、電磁不均一性が放出ソースと環境との間に存在するが、電磁不均一性は、従来技術の前述の文献には使用されていない。
【０００９】
しかしながら、国際特許出願第２０１１／０９６１９８（Ａ１）号パンフレットでは、環境に対するソースの電磁不均一性が使用され、より正確にはソースの光学不均一性が使用される。このことは、環境内の標的の電磁異種性によって引き起こされた音響じょう乱から生じる応答に加えて、環境に対するソースの光学異種性によって引き起こされた音響じょう乱から生じる別の応答を検出することにつながる。この別の応答は、ソースから音響センサまで、環境内を音速で伝搬する。ソースを音響センサから隔てる距離を知ることにより、環境内の音速の推定がこのことから導出される。したがって、この解決法により、標的を音響センサから隔てる距離を推定するために、環境内での音速のアプリオリ（ａ  ｐｒｉｏｒｉ）な知識なしで済ますことが可能になる。しかし、この場合もやはり、標的の位置をより正確に特定するために、複数の放出〜受信が必要であるので、この技術を複雑なものにする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】国際特許出願第２０１１／０９６１９８（Ａ１）号パンフレット
【非特許文献】
【００１１】
【非特許文献１】Ｐｈｙｓｉｃｓ  ｉｎ  Ｍｅｄｉｃｉｎｅ  ａｎｄ  Ｂｉｏｌｏｇｙ、第５４巻、Ｒ５９〜Ｒ９７ページ、２００９年に掲載されたＣ．ＬｉおよびＬ．Ｗａｎｇの「Ｐｈｏｔｏａｃｏｕｓｔｉｃ  ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ  ａｎｄ  ｓｅｎｓｉｎｇ  ｉｎ  ｂｉｏｍｅｄｉｃｉｎｅ」
【非特許文献２】Ｐｈｏｔｏｎｓ  Ｐｌｕｓ  Ｕｌｔｒａｓｏｕｎｄ：Ｉｍａｇｉｎｇ  ａｎｄ  Ｓｅｎｓｉｎｇ  ２０１２、Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ  ｏｆ  ＳＰＩＥ、第８２２３巻、２０１２年に掲載されたＪ．Ｚａｌｅｖらの「Ｃｌｉｎｉｃａｌ  ｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙ  ｓｔｕｄｙ  ｏｆ  ｃｏｍｂｉｎｅｄ  ｏｐｔｏａｃｏｕｓｔｉｃ  ａｎｄ  ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ  ｉｍａｇｉｎｇ  ｍｏｄａｌｉｔｙ  ｐｒｏｖｉｄｉｎｇ  ｃｏｒｅｇｉｓｔｅｒｅｄ  ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ  ａｎｄ  ａｎａｔｏｍｉｃａｌ  ｍａｐｓ  ｏｆ  ｂｒｅａｓｔ  ｔｕｍｏｒｓ」
【非特許文献３】Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｂｉｏｍｅｄｉｃａｌ  Ｏｐｔｉｃｓ、第１４（２）巻、０２４００７−１〜０２４００７−１４ページ、２００９年３月／４月に掲載されたＳ．Ｅｒｍｉｌｏｖらの「Ｌａｓｅｒ  ｏｐｔｏａｃｏｕｓｔｉｃ  ｉｍａｇｉｎｇ  ｓｙｓｔｅｍ  ｆｏｒ  ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ  ｏｆ  ｂｒｅａｓｔ  ｃａｎｃｅｒ」
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
このため、前述の問題および制約の少なくとも一部を解決することを可能にする、環境内の少なくとも１つの標的の位置を特定する方法を提供することが所望され得る。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
したがって、電磁的吸収性環境内の少なくとも１つの標的の位置を特定する方法が提案され、この方法は、
少なくとも１つのソースから少なくとも１つの電磁励起信号を放出するステップと、
この励起信号の放出から生じる音響信号を少なくとも１つの音響センサで受信するステップと、
音響センサで受信された音響信号で、励起信号に対する第１の応答の第１の受信時刻を検出するステップであって、この第１の応答が、環境内の標的の電磁異種性によって引き起こされた音響じょう乱から生じる、ステップと、
この第１の受信時刻を使用して、標的と音響センサとの間の第１の距離を推定するステップと
を含み、
音響センサで受信された同じ音響信号で、励起信号に対する第２の応答の第２の受信時刻を検出する特徴であって、この第２の応答が、環境内の標的の音響異種性によって引き起こされた音響じょう乱から生じる、特徴と、
この第２の受信時刻を使用して、ソースと標的との間の第２の距離を推定する特徴と、
第１の推定距離および第２の推定距離から標的の位置を得る特徴と
をさらに含む。
【００１４】
環境内の標的の音響異種性を使用することにより、本発明による位置を特定する方法は、既存の技術を非常に大幅に改善することを可能にする。実際、このことは、環境内の標的の電磁異種性によって引き起こされた第１の音響じょう乱から生じる第１の応答に加えて、標的の音響異種性によって引き起こされた第２の音響じょう乱から生じる第２の応答を検出することにつながる。第２の音響じょう乱はソース上で発生し、環境内を音速でソースから標的へと伝搬し、次いで同じく環境内を音速で標的から音響センサへと伝搬し続ける。したがって、受信を放出と同期させ、環境内の音速を知ることにより、ソース〜標的〜センサの経路の長さは、励起信号の放出と前述した第２の応答の受信との間に経過している時間から簡単に導出される。第１の応答のおかげでさらに標的とセンサとの間の距離が分かるので、ソースと標的との間の距離は第２の応答の受信時刻を使用して導出される。ソースと標的との間の距離は、第１の受信時刻と第２の受信時刻との間に経過した時間を使用して、直接導出することもできる。したがって、単一放出で、環境内の標的の位置をより正確に特定するために、２つの情報、すなわち、ソースと標的との間の距離および標的とセンサとの間の距離が利用できる。したがって、定数の放出〜受信で、より良い位置特定が得られる。あるいは、標的の所望の位置特性精度に対して、放出〜受信の数を減らすことが可能になる。
【００１５】
随意に、
標的と音響センサとの間の距離の推定は、標的と音響センサとの間の第１の応答の第１の飛行時間に、環境内での音波速度の所定の値を乗算することによって行われ、
第１の飛行時間は、励起信号の放出時刻と第１の受信時刻との間の経過時間であるものとして推定される。
【００１６】
また随意に、
ソースと標的との間の距離の推定は、ソースと標的との間の第２の応答の第２の飛行時間に、環境内での音波速度の所定の値を乗算することによって行われ、
第２の飛行時間は、一方の、励起信号の放出時刻と第２の受信時刻との間の経過時間と、他方の第１の飛行時間と、の間の差であるものとして推定される。
【００１７】
また随意に、三次元空間内の標的の位置の特定は、２つの球の交差によって得られ、第１の球は、音響センサを中心として有し、第１の距離を半径として有し、第２の球は、ソースを中心として有し、第２の距離を半径として有する。
【００１８】
また随意に、放出される励起信号は、変調された周波数および／または強度を有する光源から来る光信号であり、励起信号に対する２つの応答は、環境内の標的の二重の光学および音響異種性によって引き起こされた２つの音響じょう乱から生じるパルス応答である。
【００１９】
また随意に、本発明による少なくとも１つの標的の位置を特定する方法は、
標的が位置する環境の周囲に分散された複数のソースから電磁励起信号を放出するステップと、
これらの励起信号の放出から生じる音響信号を、標的が位置する環境の周囲に分散された複数の音響センサで受信するステップと、
標的の得られた位置を使用して、標的が位置する環境内の標的の画像をトモグラフィ再構成するステップと
を含む。
【００２０】
また随意に、ソースおよび音響センサは、標的が位置する環境の周囲の円上に等間隔で分散される。
【００２１】
生体組織内の腫瘍を検出し位置特定するための、本発明による少なくとも１つの標的の位置を特定する方法の適用も提案される。
【００２２】
コンピュータプログラムも提案され、コンピュータプログラムは、通信ネットワークからダウンロードされ、かつ／またはコンピュータで読み取ることができかつ／またはプロセッサで実行することができるサポート上に記録される得るものであり、前記プログラムがコンピュータ上で実行されるときに、本発明による少なくとも１つの標的の位置を特定する方法の上記ステップを実行するための命令を含む。
【００２３】
電磁的吸収性環境内の少なくとも１つの標的の位置を特定するための装置も提案され、この装置は、
少なくとも１つの電磁励起信号を放出するための少なくとも１つのソースと、
この励起信号の放出から生じる音響信号の少なくとも１つの音響センサと、
音響センサで受信された音響信号で、励起信号に対する第１の応答の第１の受信時刻を検出し、第１の応答が、環境内の標的の電磁異種性によって引き起こされた音響じょう乱から生じるものであり、この第１の受信時刻を使用して、標的と音響センサとの間の第１の距離を推定するように設計された計算機と
を備え、
計算機は、さらに
音響センサで受信された同じ音響信号で、励起信号に対する第２の応答の第２の受信時刻を検出し、この第２の応答が、環境内の標的の音響異種性によって引き起こされた音響じょう乱から生じるものであり、
この第２の受信時刻を使用して、ソースと標的との間の第２の距離を推定し、
第１の推定距離および第２の推定距離から標的の位置特定を行う
ように設計される。
【００２４】
本発明は、単に例として提供され、添付図面を参照してなされる以下の説明を使用してより良く理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の一実施形態による、電磁的吸収性環境内の標的の位置を特定するための装置の一般構造を図式的に示す図である。
【図２】図１の装置によって実施される方法の一連のステップを示す図である。
【図３】図２の方法の一適用例を示す図である。
【図４】図１の装置用の放出／受信システムの一例の一般構造を図式的に示す図である。
【図５】図２の方法を光音響または熱音響画像によるより包括的なトモグラフィ再構成図に統合したものを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下において、光音響場（または光音響場）を純例示的な非制限態様で検討するものとする。
【００２７】
したがって、図１に図式的に示されている装置１０は、（光音響画像が検討されるので）光学的に吸収し拡散している環境１２内に位置する少なくとも１つの標的Ｔの位置特定を可能にする光音響画像のための装置である。標的Ｔ、例えば、生体組織で構成された観察される環境１２内の腫瘍は、環境１２内に二重の光学および音響異種性を有し、この二重の光学および音響異種性はさらに、これらの２つの特性の観点から同種である。標的Ｔのこうした二重の異種性は、標的Ｔの位置を特定することができるように、場合により標的Ｔを見ることができるように、装置１０によって使用される。
【００２８】
この目的で、位置特定用の装置１０は、少なくとも１つの電磁励起信号Ｅ、より正確にはこの例では光信号Ｅを放出する少なくとも１つのソースを備えるエミッタ１４を備える。このエミッタ１４は、環境１２を光学的に照らすとともに、標的Ｔの環境１２内での標的Ｔの二重の光学および音響異種性と、環境１２に対する放出ソースの光学異種性とによって引き起こされる音響じょう乱を発生させるように設計される。したがって、それ自体周知の方法では、光音響画像の一般的原理によれば、エミッタ１４は、変調された周波数および／または強度を有する光源であり、例えば、環境１２が生体組織である場合、レーザパルス時間幅が約３ｎｓであり、１０Ｈｚの繰り返し率および２０ｍＪ／ｃｍ２未満の出力を有する波長１０６４ｎｍのＮｄ：Ｙａｇ型のパルスレーザエミッタである。環境１２の光学特性に照らして、瞬時生成、すなわち、光速に近い速度で、またはいずれにせよ、環境１２内での音速の前の非常に高速で、上述した膨張を示す環境１２内の初期圧力分布のＣＰｉｎｉｔマップがある。次いで、この初期圧力分布は、環境１２の音響特性に従って、音速で伝搬する音圧波を発生させる。標的Ｔなどの環境内の要素が光学的かつ音響的に不均一であると、これらの異種性に対応する音響じょう乱が、励起信号Ｅの放出から生じる音響信号の受信によって検出され得る。
【００２９】
したがって、位置特定用の装置１０は、励起信号Ｅの放出から生じる音響信号Ｒの少なくとも１つの音響センサを含むレシーバ１６をさらに備える。レシーバ１６の１つまたは複数の音響センサは、当業者によく知られているので、音響センサの詳細は提供しない。特に、上述した従来技術の文献を参照されたい。
【００３０】
位置特定用の装置１０はさらに、受信信号Ｒの前処理、例えばフィルタリングおよびデジタル化、ならびにエミッタ１４から受信された「同期」信号を使用して、前処理済み信号の同期化を可能にする収集カード１８を備える。受信信号Ｒは、実際、エミッタ１４によって放出された各光パルスに対する一定数の音響パルス応答を含み、これらのパルス応答はそれぞれ、詳細が以下で提供されるように、環境１２内での電磁異種性、より正確には、この例における光学異種性によって引き起こされる。したがって、励起信号Ｅの放出時刻に関して受信信号Ｒ内に検出され得る音響パルス応答の受信時刻の推定を可能にするために、受信信号Ｒを励起信号Ｅに対して同期させることが重要である。
【００３１】
位置特定用の装置１０はさらに、環境１２の所望の照明に係る信号Ｃを使用してエミッタ１４を制御するとともに、レシーバ１６によって受信され、収集カード１８によって前処理された信号を解析するために、プログラムされた計算機２０を備える。この受信され前処理された信号は、収集カード１８の出力にＲｓと示されている。
【００３２】
図１に図式的に示されているような計算機２０は、従来通りにメモリ２４（例えばＲＡＭメモリ）に関連する処理ユニット２２を備える。
【００３３】
処理ユニット２２は、例えば、データファイルおよびコンピュータプログラムを記憶するための１つまたは複数のメモリに関連するプロセッサを備える従来型コンピュータなどのＩＴ装置内に実装することができる。その場合、処理ユニット２２は、それ自体が、プロセッサがコンピュータプログラムの形で実行する命令を記憶するためのメモリとして働くメモリ２４に関連するこのプロセッサから形成されたものと見なすことができる。
【００３４】
したがって、図１に示されているようなメモリ２４は、２つのコンピュータプログラム、または同じコンピュータプログラム２６および２８の２つの機能を機能的に含む。実際、コンピュータプログラム２６および２８は分離して示されているが、この違いは純粋に機能的であることに留意されたい。コンピュータプログラム２６および２８は、可能な組合せのすべてに応じて、１つまたは複数のソフトウェアにグループ化できるので好都合である。コンピュータプログラム２６および２８の関数は、専用集積回路に少なくとも部分的にマイクロプログラムまたはマイクロワイヤで組み込むこともできる。したがって、代替手段として、計算機２０を実装するＩＴ装置は、同じ動作を行うために、もっぱらデジタル回路で構成された電子装置（コンピュータプログラムなし）に置き換えることができる。
【００３５】
第１のコンピュータプログラム２６は、処理ユニット２２による信号Ｃの生成を実行するための命令を含む。この種のコンピュータプログラムはよく知られているので、詳細については提供しない。
【００３６】
第２のコンピュータプログラム２８は、処理ユニット２２による信号Ｒの解析を実行するための命令を含む。より正確には、これらの命令は、信号Ｒｓの解析により、
励起信号Ｅに対する第１の応答の第１の受信時刻ｔ１であって、この第１の応答が、環境１２内の標的Ｔの光学異種性によって引き起こされた第１の音響じょう乱から生じる、第１の受信時刻ｔ１と、
励起信号Ｅに対する第２の応答の第２の受信時刻ｔ２であって、この第２の応答が、環境１２内の標的Ｔの音響異種性によって引き起こされた第２の音響じょう乱から生じる、第２の受信時刻ｔ２と、場合により、
励起信号Ｅに対する第３の応答の第３の受信時刻ｔ３であって、この第３の応答が、環境１２に対する励起信号Ｅの放出ソースの光学異種性によって引き起こされた第３の音響じょう乱から生じる、第３の受信時刻ｔ３と
を検出するように設計される。
【００３７】
第３の時刻ｔ３の光学的検出は、例えば、前述の国際特許出願第２０１１／０９６１９８（Ａ１）号パンフレットの教示に従って行われる。第３の時刻ｔ３の光学的検出により、励起信号Ｅの放出ソースと音響信号Ｒのセンサとの間のＳＤと示されている距離のアプリオリな知識で、何が環境１２内での音波の平均伝搬速度ｖであるかを決定することが可能になる。励起信号Ｅの放出時刻としてｔ０を表すことにより、速度ｖは、下記関係式を用いて推定することができる。
【数１】
0006363175.tif 000002
あるいは、速度ｖは、それが必要ないことを推定するような形で、アプリオリに知られていると見なすことができる。
【００３８】
第１の時刻ｔ１の検出は、国際特許出願公開公報第２０１１／０９６１９８（Ａ１）号または上述した従来技術の他の文献の教示に従って行われる。そして、標的から音響センサへの音響じょう乱の伝搬が音速で行われるが、標的上での第１の音響じょう乱の発生がソースから光速に近い速度で行われるようにする特性が、下記計算を実施するために使用される。
【数２】
0006363175.tif 000003
、または
【数３】
0006363175.tif 000004
上式で、ＴＤは、標的Ｔと音響信号Ｒのセンサとの間の距離である。実際、第１の音響じょう乱は時刻ｔ０に標的Ｔ上で発生し、第１の音響じょう乱が発生する音響応答は、時刻ｔ１に音響信号Ｒのセンサによって受信されることが、非常によく近似して考慮される。
【００３９】
第２の時刻ｔ２の検出は、上述した従来技術の文献の教示に反して行われる。これらの文献はどれも、じょう乱（すなわち、前述した第２のじょう乱）が、環境１２内での標的の音響異種性が原因で、標的上に発生するようにする特性を使用していない。より悪いことに、従来技術の一部の文献は、一般に除去されるべきアーチファクトとして認識されている環境１２内での音響不均一性の効果を抑制するために、とりわけこの第２のじょう乱を抑制するように、音響信号Ｒにフィルタをかけるよう教示してもいる。対照的に、本発明によれば、標的上での第２の音響じょう乱の発生が、ソースから音速で行われ、次いで標的からセンサへ同じく音速で伝搬するようにする特性が、下記計算を実施するために使用される。
【数４】
0006363175.tif 000005
上式で、ＳＴは、励起信号Ｅの放出ソースと標的Ｔとの間の距離である。実際、第２の音響じょう乱は、時刻ｔ０においてソース上で発生し、第２の音響じょう乱が発生する音響応答は時刻ｔ２において音響信号Ｒのセンサによって受信される。
【００４０】
距離ＳＴの式は、２つの前記計算から導出される。
【数５】
0006363175.tif 000006
、または
【数６】
0006363175.tif 000007
したがって、時刻ｔ１、ｔ２、および場合により時刻ｔ３を検出した後、第２のコンピュータプログラム２８の命令は、
速度ｖが知られていない場合、詳細が先に提供されている計算に従って、第１の受信時刻ｔ１、および場合により第３の受信時刻ｔ３を使用して、標的と、音響信号Ｒの受信センサとの間の距離ＴＤを推定し、
速度ｖが知られていない場合、詳細が先に提供されている計算に従って、第１の受信時刻ｔ１、第２の受信時刻ｔ２、および場合により第３の受信時刻ｔ３を使用して、励起信号Ｅの放出ソースと標的との間の距離ＳＴを推定し、
先に推定された距離ＳＴおよびＴＤを使用して標的の位置を提供する
ように設計される。
【００４１】
位置の提供は一般に、三次元空間内で、２つの球の交差によって行われ、第１の球は、音響信号Ｒの受信センサを中心として有し、距離ＴＤを半径として有し、第２の球は、励起信号Ｅの放出ソースを中心として有し、距離ＳＴを半径として有する。これは、環境１２の被照明面においてより正確にかつ有利に行うことができ、したがって、２つの球の交差が２つの円の交差になる。これらの２つの円はプリオリな２つの交点を有していて、標的Ｔの位置に関して疑いが残る。この疑いは、例えば、２つの点の一方が、観察される環境１２の外側にあると、別の放出／受信を使用して、あるいはより単純には幾何学的考慮事項を使用して上げることができる。したがって、面で、標的の位置特定は、励起信号Ｅの単一放出を使用して、曖昧さなしに解決することができる。しかしながら、三次元空間では、３つの球の交差によって、曖昧さなしに位置を解決するために追加の放出が必要となり得る。さらに、音響異種性を有する環境は推定位置の非干渉性を誘発するが、グローバル位置に関する不確実性は、観察される環境１２の検査角度を増すことによって、最小限に抑えることができることに留意されたい。
【００４２】
次に、上述した装置１０によって実施される環境１２内の標的Ｔの位置を特定する方法について、図２を参照して詳述する。
【００４３】
第１の放出ステップ１００の間、光励起信号Ｅは、計算機２０の処理ユニット２２によって放出された制御信号ＣをソースＳが受け取り次第、時刻ｔ０においてエミッタ１４のソースＳから放出される。
【００４４】
次の受信ステップ１０２の間、この放出から生じる音響信号Ｒは、時刻ｔ０から少なくとも時刻ｔ１、ｔ２、および場合により時刻ｔ３にかけて、レシーバ１６のセンサＤによって受信され、次いで収集カード１８によって前処理され、収集カード１８は、前処理済み音響信号Ｒｓを計算機２０の処理ユニット２２に送る。
【００４５】
ステップ１０２に続くオプションの検出ステップ１０４の間、第３の時刻ｔ３が第２のコンピュータプログラム２８の実行によって検出される。この検出の原理については図３を参照して詳述する。
【００４６】
ステップ１０２に続く検出ステップ１０６の間、第１の時刻ｔ１が、第２のコンピュータプログラム２８を実行することによって検出される。この検出の原理は、オプションのステップ１０４の原理と同じである。
【００４７】
ステップ１０２に続く検出ステップ１０８の間、第２の時刻ｔ２が第２のコンピュータプログラム２８を実行することによって検出される。この検出の原理は、オプションのステップ１０４の原理と同じである。
【００４８】
ステップ１０６、および場合により該当する場合にオプションのステップ１０４に続く推定ステップ１１０の間、標的Ｔと音響センサＤとの間の距離ＴＤは、詳細が先に提供されている計算に従って、第２のコンピュータプログラム２８を実行することによって推定される。
【００４９】
ステップ１０８、および場合により該当する場合にオプションのステップ１０４に続く推定ステップ１１２の間、長さＳＴ＋ＴＤは、詳細が先に提供されている計算に従って、第２のコンピュータプログラム２８を実行することによって推定される。
【００５０】
ステップ１１０および１１２に続く推定ステップ１１４の間、ソースＳと標的Ｔとの間の距離ＳＴは、長さＳＴ＋ＴＤからＴＤを引くことにより、第２のコンピュータプログラム２８を実行することによって推定される。あるいは、２つのステップ１１２および１１４における計算を進める代わりに、距離ＳＴは、詳細が先に提供されている計算に従って、時刻ｔ１およびｔ２（および場合によりｔ３）を使用して、直接計算され得ることに留意されたい。
【００５１】
最終的に、最後の位置特定ステップ１１６の間、球または円の交差による標的Ｔの幾何学的位置特定が、推定距離ＳＴおよびＴＤを使用して、第２のコンピュータプログラム２８を実行することによって得られる。随意に代替手段として、トモグラフィ再構成のための他のアルゴリズム、例えば、フィルタレトロプロジェクション（ｆｉｌｔｅｒｅｄ  ｒｅｔｒｏｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎｓ）を加える方法または任意の既知の代数法を使用することができる。
【００５２】
図３に示されている例では、図１の装置１０によって実施される図２の方法は、簡単のために、励起信号Ｅを放出する単一ソースＳおよび単一音響センサＤを適用される。
【００５３】
図３の左上部分では、ステップ１００、１０２および１０４が標的Ｔのない環境１２に適用される。得られる信号Ｒｓはパルスの形の応答を有し、時刻ｔ３は以下の方法で検出される。この時刻は、パルス応答のゼロにおける通過に対応するものとして選ばれ、パルス応答は上ピークを有し、続いて下ピークを有する。図３に示されている特定の実験例では、時刻ｔ３は５．３９＊１０−５秒に検出され、時刻の起点はｔ０に選ばれる。音速ｖ＝１４８５ｍ／秒の場合、ＳＤ≒８ｃｍが導出される。実際には、実施されるのはむしろ逆計算である。例えば、ソースＳとセンサＤとの間のプリオリな距離ＳＤが８ｃｍであることが分かっているので、環境１２内での音速１４８５ｍ／秒での値は、ｔ３＝５．３９＊１０−５秒の検出の結果、導出される。
【００５４】
図３の右上部分では、ステップ１００、１０２および１０４が標的Ｔの存在しない環境１２に適用される。得られる信号Ｒｓは依然としてパルスの形の応答を有し、時刻ｔ３は前と同じ方法で検出される。しかし、図示の例では、標的Ｔの光学不均一性および音響不均一性によって引き起こされるパルス応答は、このパルス応答がソースの光学不均一性よって引き起こされるパルス応答よりも振幅が極めて小さいので、見ることができない。
【００５５】
したがって、この例では、図３の左右の部分で得られた２つの信号Ｒｓの間の引き算を進めることが有利である。具体的には、生体組織内の腫瘍を検出しその位置を特定する一適用例では、検査されるべき生体組織に対して取り込まれる信号から引くのに適している健全な組織に関する基準信号Ｒｓを有していれば十分である。
【００５６】
いくつかの適用例では、環境相互間の光学特性および音響特性の差異に応じて、基準信号との引き算が必ずしも必要とはならないように、３つのパルス応答が同じ音響信号に見られる。しかしながら、この引き算は一般に、厚い生体組織を観察するための適用例には必要である。
【００５７】
図示の例では、前述した引き算の後、図３の下部に示されている信号Ｒｓが得られる。時刻ｔ１およびｔ２にそれぞれ対応する２つのパルス応答は、このとき容易に目に見える。時刻ｔ１に対応する第１のパルス応答は、下ピーク、続いて上ピークを有し、下ピークと上ピークとの間のゼロでの通過が時刻ｔ１を決定する。図３に示されている特定の実験例では、時刻ｔ１は３．３９＊１０−５秒において検出され、時刻の起点はｔ０に選ばれる。音速ｖ＝１４８５ｍ／秒の場合、ＴＤ≒５ｃｍが導出される。時刻ｔ２に対応する第２のパルス応答は、上ピーク、続いて下ピークを有し、上ピークと下ピークとの間のゼロでの通過が時刻ｔ２を決定する。図３に示されている特定の実験例では、時刻ｔ２は６．０７＊１０−５秒において検出され、時刻の起点はｔ０に選ばれる。音速ｖ＝１４８５ｍ／秒の場合、ＳＤ≒４ｃｍが導出される。
【００５８】
最終的に、幾何学的再構成（面が考慮される場合、２つの球の交差が２つの円の交差になる）により、標的Ｔの位置特定は、場合により不確実性を伴って、２つの位置ＴとＴ’との間に識別される。上述のように、この不確実性は、例えば、Ｔ’が幾何学的に環境１２の外側にあると解決することができる。
【００５９】
図４に示されているように、トモグラフィ再構成による画像適用例の場合、エミッタユニット１４およびレシーバユニット１６はそれぞれ複数のソースおよび複数の音響センサを備えることができる。観察される環境１２は、例えば円盤の形をしており、複数のソースＳ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５、Ｓ６、Ｓ７、Ｓ８は、この円盤の周囲の円上に等間隔で分散される。同様に、複数の音響センサＤ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４、Ｄ５、Ｄ６、Ｄ７、Ｄ８は、この円盤の周囲の円上に等間隔で分散され、ソース相互間に挿入される。エミッタユニット１４／レシーバユニット１６のこの構成のおかげで、これらの多数のソースおよびセンサを使用して、連続的な放出／受信が実施されることによって得られる標的Ｔの位置を使用して、標的Ｔが位置する環境１２内の標的Ｔの画像の光音響トモグラフィ再構成を行うことができる。
【００６０】
本発明に従って位置特定する方法を統合するトモグラフィ再構成による画像方法の一例が図５に示されている。
【００６１】
ステップ２００の間、連続的な放出／受信による１組の測定が、エミッタ１４の光源およびレシーバ１６の音響センサを使用して実施される。
【００６２】
ステップ２００に続くステップ２０２の間、図２の方法のステップ１００〜１１６が、環境１２内の標的Ｔの正確な位置を提供するように、各放出／受信に対して実行される。
【００６３】
ステップ２０２に続くステップ２０４の間、環境１２内の初期圧力の分布のためのＣＰｉｎｉｔマップが、エミッタ１４の光源による環境１２の照明のシミュレーションによって確立され、このシミュレーションは、本発明によれば、ステップ２０２で推定されるような標的Ｔの位置特定を統合する。
【００６４】
エミッタ１４の光源、レシーバ１６の音響センサ、および照らされた環境１２の外部輪郭に関する幾何学的情報を使用して、標的Ｔを含むこの環境１２の完全モデルがステップ２０６の間に確立される。随意により一般的には、このモデルを確立するために、プリオリな任意の情報（形態、普通の物理的または生理的パラメータ、など）を使用することができる。
【００６５】
ステップ２００の間に行われた測定結果は、後続のステップ２０８の間に、ステップ２０６で確立されたモデルに関してシミュレートされる。
【００６６】
ステップ２０８の間にシミュレートされた測定結果は、ステップ２１０の間にステップ２００の実際の測定結果と比較される。この比較は、誤差関数、例えば二次誤差を最小化することにより、それ自体が知られる態様で行われる。
【００６７】
後続の試験ステップ２１２の間、誤差関数は所定の閾値εと比較される。誤差関数がこの閾値より大きいままである場合、この方法は、初期圧力分布用のＣＰｉｎｉｔマップを改訂するステップ２１４に進む。そうでない場合、この方法は、標的Ｔの位置が正しく特定された環境１２を表す画像を記録し、場合により表示するステップ２１６に進み、この画像は、ステップ２０６で確立されたモデルに基づいて定義される。
【００６８】
ステップ２１４の間、初期圧力分布用のＣＰｉｎｉｔマップの改訂は、誤差関数を最適化することにより、それ自体が知られる態様で行われる。このステップの終わりに、この方法は、以前に確立されたモデルを、ステップ２１４で改訂されたような初期圧力分布用のＣＰｉｎｉｔマップに従って更新するように、ステップ２０６で再開する。
【００６９】
上述したような位置を特定をする装置および方法は、光音響技術によって照らされた環境内の標的の位置をより効果的に特定することを可能にすることが明らかである。特に、提案される検出の原理は、環境内の標的の正確な位置特定、次いで表現に到達するために、異なる技術を組み合わせることを克服することを可能にする。検出の原理は、検出されるべき標的の光学不均一性だけでなく音響不均一性の特性もうまく利用することにより、放出された光励起に応答して受信される音響信号を最大限活用する。
【００７０】
結果は、生体組織内の腫瘍を検出するための医療用画像の分野で、特に納得のいくものである。さらに、医療用画像において、本発明による位置を特定する方法の適用は、他の従来技術におけるような造影剤の使用に適合する。
【００７１】
さらに、本発明は本明細書に上述した諸実施形態に限定されるものではないことに留意されたい。
【００７２】
特に、本明細書は、光音響収集技術の状況で、本発明の実施をより正確に網羅している。しかし、光音響収集技術の原理は、特に、環境内での電磁波の伝搬が音の伝搬に比べてずっと速いという仮定が、熱音響技術でも実証されているため、当業者によって、簡単にかつそれ自体が知られる態様で、熱音響収集技術に適応できることが一目瞭然である。
【００７３】
実際、熱音響技術は、光音響収集技術のように、電磁波エミッタおよび音響レシーバを使用している。これらの２つの技術を主に区別しているものは、放出波長に応じて観察される環境の使用される拡散特性または回折特性である。放出波長が環境内で拡散現象を発生させた場合、これは、該当する放射伝達方程式（ＲＴＥ方程式と呼ばれる）であり、光音響技術で使用されるものである。放出波長が環境内で回折現象を発生させた場合、これは、適用されるマクスウェル方程式であり、熱音響技術で使用されるものである。拡散現象または回折現象を発生させることは、放出波長に関して観察される環境の構成要素のサイズの問題である。したがって、例えば、生体組織からなる環境を観察することが所望される場合、光音響技術は、この場合は環境が拡散しているので、エミッタが可視光および近赤外光スペクトルの波を放出する場合に該当し、熱音響技術は、この場合は環境が回折しているので、エミッタがマイクロ波を放出する場合に該当する。透明な既製材料からなる環境を観察することが所望される場合、熱音響技術は、この場合は環境が回折しているので、エミッタが可視光スペクトルの波を放出する場合に該当する。
【００７４】
より正確には、本明細書において先に詳述した熱音響技術のための教示の置き換えは、下記考慮事項に基づいて行われる。
【００７５】
−観察されるべき環境は回折しているが、拡散してはいない、
−励起信号の放出に関して、波長の正しい範囲、例えば、生体組織を検査するためのマイクロ波の範囲、および透明材料を検査するための可視光波の範囲は、熱音響技術に使用され得る回折現象を発生させるように観察される環境の性質に応じて考慮されなければならない、
−電磁的コントラストは、伝搬方程式だけが変化するような態様で、観察される環境の誘電率定数および導電率定数の実部および虚部の変化による、誘電特性の局所変化を伴う、
−初期圧力分布用のマップを支配する方程式は、マクスウェル方程式であり、ＲＴＥ放射伝達方程式ではない。
【００７６】
より一般的には、ちょうど開示されている教示に照らして、上述した諸実施形態に種々の修正を加えることができることが当業者には明らかであろう。以下の特許請求の範囲において、使用される用語は、特許請求の範囲を本明細書に開示される諸実施形態に限定するものと解釈されるべきでなく、特許請求の範囲がそれの構築のために網羅することを目的とする同等物のすべてを特許請求の範囲に含めると解釈されるべきであり、同等物に対する予知は、一般知識をちょうど開示されている教示の実施に適用することにより当業者の範囲内にある。
【図１】
0006363175.tif 000008
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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