近藤 健悟¹, 山川 誠², 椎名 毅³

Kengo KONDO¹, Makoto YAMAKAWA², Tsuyoshi SHIINA³

¹京都大学学際融合教育研究推進センター, ²京都大学先端医工学研究ユニット, ³京都大学大学院医学研究科人間健康科学系専攻

¹Center for the Promotion of Interdisciplinary Education and Research, Kyoto University, ²Advanced Biomedical Engineering Research Unit, Kyoto University, ³Department of Human Health Sciences, Graduate School of Medicine, Kyoto University

キーワード :

【はじめに】
音響放射圧を用いた加振による剪断波速度計測による組織弾性の定量化が開発され，これを用いた研究が広がっている．一方，数100μsという非常に長いバースト波を用いて短時間に高いエネルギーを生体内に入射する必要があり安全性に関する懸念が残っている．本研究では，音響的加振パルスを符号化し，時間方向に分散させて繰り返すことにより，従来の音響放射圧加振よりも1回あたりの加振時間を短くするあるいはパルスの振幅を低下させる方法を提案する．ファントム実験により符号化の有効性を検証し，従来の音響的加振方法による結果と比較した．
【方法】
剪断波の伝播によって生じる変形が加振に対して線形時不変であるとみなすと，加振パルスによって組織の変位を符号化できる．これを計測後の復号化によってパルス圧縮を行い短時間の大振幅パルスで加振したものに相当する結果を取得する．本稿では，符号としてGolay符号を用いた．ただし，音響放射圧による加圧では，「押す」のみで「引く」ことができないため，Unipolar Golay Code （UGC）［1］により符号を実装した．符号化された加振パルスと剪断波の観測のための計測パルスを交互に照射し，加振パルスの間隔を十分に離れるようにした．単位時間あたりのエネルギーを減らす方法として，（1）振幅を減らす （2）バースト長を短くする，のそれぞれについて検討を行った．
【結果】
PVAファントムに対して，音響放射圧により加振を行い，フレームレート1kHzで30msの計測を行った．通常の加振として，150μsのバースト長での加振を想定し，（1）出力電圧を半分にした場合 （2）バースト長を4分の1にした場合それぞれについて検討を行った．結果を図1に示す．これらによって得られる変位の計測値はノイズを多く含むが，それぞれ16 bitで符号化送信を行い，超音波計測後の復号化処理を行うことにより，いずれの場合も出力を減らす前と同等の結果が得られた．また，これらは16回のアンサンブル平均と同等であることが確認され，予測された結果と一致した．このとき，符号化法ではアンサンブル平均と比較して40％以下の時間で計測できた．提案手法によって1回あたりの加振パルスは従来の加振に比べて短くおよび弱くできた．またより短いパルスを入射した場合と同等の効果が得られるため，加振パルスの広帯域化が期待できる．
【参考文献】
［1］M. P. Mienkina, et al., IEEE Trans. UFFC, 57, 1583 （2010）.