望月 剛¹, 竹内 秀樹¹, 佐藤 正和², 橘内 洋², 曹 景文³, 千葉 敏雄⁴

Takashi MOCHIZUKI¹, Hideki TAKEUCHI¹, Masakazu SATO², Hiroshi KITSUNAI², Jing-Wen TSAO³, Toshio CHIBA⁴

¹アロカ株式会社研究所, ²マイクロソニック株式会社技術開発部, ³アロカ株式会社MS技術部, ⁴国立成育医療センター臨床研究開発部

¹Research Laboratory, Aloka Co., Ltd., ²Research and Development, Microsonic Co.,Ltd, ³Medical System Engineering Dept., ALOKA　Co.,Ltd., ⁴Clinical Research and Development, National Center for Child Health and Development

キーワード :

【目的】
超音波画像表示の大きな特徴の一つは実時間表示であり，画像のフレームレート（FR）の向上は重要なテーマである．本研究の目的は高FRの超音波画像表示を実現することにある．音速という物理的制限の中で，画像の構成要素である受信ビーム数を単位時間内で増加させる方法としてすでに並列同時受信方式が採用されている．我々はこの並列同時受信数を2倍にした8方向同時受信方式の装置を開発した．先行技術としては16方向同時受信技術が開発されているが，これは2Dアレイ振動子を用いたセクタ走査での実現であり，広い範囲を走査するコンベックス型振動子を用いる場合（産婦人科応用など）にはこの受信方式は適用できない．市販装置では正確な並列同時受信数は公表されておらず，8方向同時受信方式のものはいまだ見られない．
【方法】
図（a）に示すようにa方向とb方向の2方向に同時に送信ビームを形成し，その各々の送信ビーム上で，4本の受信ビームを形成する．従って1回の送信で4x2＝8本の受信ビームが形成される．例えば60度のセクタ角の超音波断層画像を表示する際に，2方向同時送信ビームの間隔を30度と設定すると，2方向のうち片方の送信ビームが図（b）に示すように，表示画面の半分（30度）を走査する時間で60度の断層表示を形成することができ，FRは2倍となる．
【結果】
①数値シミュレーション検討では2方向同時送信により相互の送信波が干渉し，送受信ビーム特性においてサイドローブの劣化を認めたが，これに対し，2方向の送信に周波数の異なる超音波（2.5MHzと4.4MHzの送信周波数）を採用し，同時に受信エコー信号をフィルタにより分別する方法を考案することで，サイドローブレベルを‐60dB以下に抑えることに成功した．次に，②実験装置を試作して本方式による画像を取得したが，1枚の断層画像上で半分ずつ異なる周波数の画像となり強い違和感のある画像表示となったため，その対策としてフレーム毎に2方向同時送信の周波数を入れ換え，さらにフレーム間相関処理をすることで，左右の画質の相違を解決することに成功した．これにより異なる周波数の画像を平均化処理する周波数コンパウド効果も同時に得られた．
【結論】
一度の送信で8本の送受信ビームを形成することが可能な装置を試作し，従来の2倍の高FRでBモード画像と3D画像を表示することが可能であった．