竹内 秀樹¹, 望月 剛¹, 曹 景文¹, 千葉 敏雄²

Hideki TAKEUCHI¹, Takashi MOCHIZUKI¹, Jing-wen TSAO¹, Toshio CHIBA²

¹アロカ株式会社研究所, ²国立成育医療センター臨床研究開発部

¹Reseach Laboratory, Aloka Co., Ltd., ²Director, Clinical Research and Development, National Center for Child Health and Development

キーワード :

【目的】
　超音波診断画像の方位分解能は，送受信の総合ビーム幅と共にビームの密度すなわちビーム間隔にも大きく依存する．通常使われているような，一回の送信で一回のみ受信する仕組みの場合，視野幅と診断深度を保ったままビーム密度を上げるには，送信のビーム数を増やさなければならず，生体内の音速の制約から，必然的にフレームレートを低下させなければ実現出来ない．　本研究は，3D/4D走査において，ボリウムレートは落とさずに3次元の空間分解能を向上させることを目的としている．　前回の本学術集会に於いて，我々は異周波数を用いて3次元ボリウムの高ボリウムレート化（時間分解能の向上）を実現する手法について発表した．本研究は，異周波数の超音波を用いることで3次元の空間分解能を向上させるものである．
【対象と方法】
　曲率半径40Rのコンベックス型トランスデューサを，電子走査方向とは直角（エレベーション方向）にメカニカルに揺動させた3D/4Dプローブを用い，電子走査面で2方向に同時送信し，1送信につき4本の受信ビームを得ることで，結果として一度に8本の受信ビームを得る．送信ビーム間は相互干渉を抑えるため約30度隔て，更に各送信に用いる周波数を1フレーム毎に2.5MHzと4.4MHzに変え，各送信に対応した受信回路には個別にBPF（バンドパスフィルタ）を介することで同時受信時の相互干渉を抑えると共に，2つの周波数によって周波数コンパウンド機能を働かせることにより，画質の均質化を図る．
【結果】
1）一回の送信で8本の超音波ビームの指向特性を同時に形成出来た．2）ボリウムレートを落とさずに2倍の空間分解能を得る3D/4D表示を実現した．
【考察】
　近年，一回の送信で多数回の受信をパラレルに行う方法が実用化されている．特に循環器応用では一回の送信に対して16方向同時受信技術が開発されている．しかしこれは二次元アレイトランスデューサを用いて3次元空間に向けたセクタ走査によって実現したものであり，トランスデューサが体表面と接する開口は通常のセクタトランスデューサと同程度に小さいため，広い視野を必要とする腹部・産婦人科領域にはこの方法は適さない．　一方，同時受信を行うには，得たい受信ビームの本数の増加に対応してそれらの指向性をカバーする程度に送信ビームの幅をブロードにしなければならず，その結果総合感度の低下を招くことになる．また，同時受信している受信ビーム間の感度も不均一になってくるため増やせる受信ビーム数にも制限があった．
【結語】
1）2つの異なる周波数を用いることにより，8方向の同時受信が実現出来た．2）ボリウムレートを落とさずに空間分解能を2倍に向上させることが出来た．3）今後，送信波の周波数純度を上げることと，受信用BPFの最適化により2周波の弁別能を向上させることで更なる高画質が期待出来る．