炭 親良, 清水 國男, 高梨 雄貴

Chikayoshi SUMI, Kunio SHIMIZU, Yuuki TAKANASHI

上智大学理工学部情報理工学科

Communication & Information Sciences, Sophia University

キーワード :

我々は，超音波エコーの高分解能化を行っている．ハードウェアの改善，新しいビームフォーミングの開発，逆フィルタリングを行うなどである．新しいビームフォーミング法として横方向変調法を開発し，スキャン方向に関してビーム方向と同程度の高い分解能を実現した（〜3.75MHz）［1］．本稿では，有効開口幅を持つ物理開口からの超音波の放射方向前方に仮想音源群を設けて開口面合成する新しい方法に関して得られた結果を報告する．仮想音源としては，計測対象内の散乱体そのものを使用するか，積極的に介在物を使用して散乱体や回析（格子）を使用するなどして，物理開口の素子サイズによる限界の越えることを試みる．微小な穴の開いたものを考えても良い．いわば，点音源を実現しようとする中で音の拡がりと深達度（エコーのSN比）の間にトレードオフの関係がある．そこでの最適化が必要であるが，基本的には，強い放射超音波を使用できる．とはいえ，散乱と回析を適切に実現するデバイスの開発が必要であり，散乱体のインピーダンス，形状，大きさ等，構造物（回析）を適切に実現する必要がある．積極的に微小な有効開口幅を持つ仮想音源を設計することも行っている．適切なマイクロバブルも使用できよう．最初の実験では，寒天ファントムを対象として，散乱体や回析位置は物理的な対応が取れていない中で行った．ビームフォーミングには上記の横方向変調を試み，アポダイゼーション関数には二乗関数を用いた［1］．寒天ファントムは，深さ19mmのところに周囲に比べて3.29倍だけずり弾性率が高い半径10mmの円柱領域が存在する．リニアアレイ型トランスデューサ（公称周波数7.5MHz）を用い，各深さに仮想音源を設置した際の横方向分解能を評価するために，自己相関関数の平均を求めた．仮想音源を使用しても深さに寄らずにスキャン方向の分解能は一定であった（略）．Fig.1は深さ12.2mmにて評価された結果であるが，物理開口を使用した場合に比べて，深さ1mmの仮想音源の方が方位分解能が高い．しかし，さらに深くすると，物理開口のそれに近づいていった．深さ3mmまでは，つめものは円形に確認され，ずり弾性率の相対値もほぼ3.3倍と評価されたが，7mmから9mm以上に深くすると，それらの計測結果は歪んで，計測値の精度も低くなった．
［1］ JJAP, 47（5）, 787-799, 2008.