八木 晋一¹, 横山 亮太¹, 田村 清², 佐藤 正和³

Shin-ichi YAGI¹, Ryouta YOKOYAMA¹, Kiyoshi YAGI², Masakazu SATO³

¹明星大学大学院情報学研究科, ²アロカ㈱メディカルシステム部, ³マイクロソニック㈱開発部

¹Graduate School of Information Science, Meisei University, ²Medical System Engineering Department, Aloka Co., Ltd., ³R and D Department, Microsonic Co., Ltd.

キーワード :

超高速ダイナミックエラストグラフィーは，生体軟部組織の診断や治療への応用に大きな可能性をもたらす実時間映像法である．一秒間に1000フレーム以上の速度での組織内変位追跡を実現するためには，配列型トランスデューサを用いた開口合成信号処理の技術を導入しなければならない．組織内の微小な2次元変位ベクトルの計測に，今日，不規則な超音波エコー信号の追跡に広く用いられている超音波パルス送信に同期した受信エコー間の局所位相差を推定するアルゴリズムを利用しようとすると，ベクトルの次元と同じ回数の異なるパルス送信が必要になる．そのため，配列型トランスデューサがこれを交互に繰り返す送信パルス音場形成を行い，且つ各配列素子での受信エコー信号の連続同時取り込みが可能な計測システムを試作した．更に，実験的検証として，組織ファントムからパルス状外部応力を加えたに組織ファントムからの，2次元エコーデータを連続取り込みし，アルゴリズムの違いによる局所位相差推定値の比較と，外部応力で生じファントム内を伝搬する横波によって生じる2次元変位ベクトルの動的振る舞いを高速度で検証した．
トランスデューサには，中心周波数：3.0MHz，帯域幅：2MHzで，方位方向ピッチ0.25mmの256素子の，厚み方向幅：13mm，厚み方向焦点距離：50mmのリニア配列型PZTプローブを用いた．変位計測のための送信パルス音場には，配列素子の上部と下部を用いて距離9mmに各々±16mmの位置に収束する焦点を交互に形成することによる2つの仮想球面波源音場を用い，両者の重なり合いを2次元変位ベクトルの計測領域とした．各素子のエコー信号は，30MHz，12ビットのAD変換器を通して，ファントムへの単一パルス応力加振に同期して実時間で連続取り込みされた各2次元エコー信号は，空間周波数領域における開口合成処理により復元される．同一球面波源による復元エコーフレーム間で計算した，通常の複素相互相関法による局所位相差推定の結果は，条件付最小二乗法（金井）による局所位相差推定の結果と大きな違いを示さなかった．計測データは，ファントムへのパルス応力で発生・伝搬する横波の振る舞いを1000フレーム／秒の速度で映像化した．