影山 奨¹, 長谷川 英之^{1, 2}, 金井 浩^{1, 2}

Sho KAGEYAMA¹, Hideyuki HASEGAWA^{1, 2}, Hiroshi KANAI^{1, 2}

¹東北大学大学院医工学研究科医工学専攻, ²東北大学大学院工学研究科電子工学専攻

¹Department of Biomedical Engineering, Graduate School of Biomedical Engineering, Tohoku University, ²Department of Electronic Engineering, Graduate School of Engineering, Tohoku University

キーワード :

【はじめに】
医療診断の分野では,パルスエコー法を用いた超音波診断装置が広く利用されている．従来の超音波診断装置は,反射波の振幅を用いて画像化しているが,スペックル雑音により画像が劣化する．そのため,スペックル雑音の除去はより正確な診断のための重要な課題となっている．
【原理】
本報告では,スペックル雑音の原因として点拡がり関数を取り上げる．超音波の波長と比べて十分に径が小さいワイヤからの計測波形を点拡がり関数と仮定することで,生体内点散乱体からの反射散乱波を模擬した波形 （シリコーン板からの反射波） から狭帯域特性をもつ点拡がり特性成分を除去し,受信信号を広帯域化してパルス幅を短くすることを試みる．スペックル雑音除去の手法として,信号のSN比を考慮して周波数成分に重み付けを行なうウィナーフィルタ［1,2,3,4］ を用いる．ウィナーフィルタは,計測信号とモデルの二乗誤差を最小にするように選択され,対象物からの信号と点拡がり関数を用いて設計することが可能である．また,その際に重要となるのがウィナーフィルタに含まれるSN比を用いた重み関数であり,その選択方法についても検討を行なった．
【結果】
超音波診断装置 （ALOKA社製: SSD-6500）の10 MHzリニアプローブを用い,RF信号のサンプリング周波数40 MHz,ビーム間隔100 μm,ビーム数46本とした．この条件下で計測をおこない,得られた対象物からの計測波形,点拡がり関数とみなせるワイヤ （直径13 μm,送信超音波の波長: 150 μm）の計測波形を用いて,ウィナーフィルタを設計した．ウィナーフィルタの重み関数に用いるSN比としては,対象物からの計測信号を加算平均したものを信号成分のパワー （S）,そのときの分散を雑音成分 （N）とした．また,ワイヤの散乱強度による影響を除去するため点拡がり関数を正規化した．その結果,周波数帯域が広がり対象物からの計測波形の尾引きが低減し,パルス幅が短くなり空間分解能が改善されることが確認できた．
【まとめ】
本報告の結果より,ウィナーフィルタによるスペックル雑音低減の可能性を示すことができた．
【参考文献】
［1］W. K. Pratt, Digital Image Processing, John Wiley and Sons, Inc., New York, 1978.
［2］H. C. Andrews and B. R. Hunt, Digital Image Restoration, Prentice-Hall, Inc., New Jersey, 1997.
［3］A. Rosenfeld, A. C. Kak, ディジタル画像処理,近代科学社,東京,1978.
［4］斎藤正男 著 :ディジタル画像処理,東海大学出版会,1986.