炭 親良

Chikayoshi SUMI

上智大学理工学部情報理工学科

Faculty of Sci and Tech, Dept of Info and Commun Sci, Sophia University

キーワード :

【目的・対象】
超音波エコー法に基づいて，ヒト組織の高分解能エコーイメージングや高精度な組織変位計測イメージング，高分解能HIFU治療等の技法の開発を行っている．その中で，通常は超音波の伝搬過程における物理的作用の結果に基づいて行う非線形イメージング（ハーモニック）に類するイメージングを，受信エコー信号に対して計算機にて冪乗や乗算等の非線形計算を施すことにより実現することを提案した．本法によれば，通常の検波処理に比べ，少ない計算量にてベースバンド帯域の信号や高調波信号の任意方向の検波信号を同時に得ることもできる．
【方法・結果】
超音波伝搬過程における物理的な作用による高調波（ハーモニック）成分は，乗算や冪乗にて表せる．特に，和音や差音は異なる波同士（伝搬する方向または周波数が異なる）の乗算で表され，高調波と称する場合は一般的に同一周波数の波の冪乗で表される．物理的には波の強度が大きいときに生じやすいわけだが，強度がさほど大きくない場合は，波の干渉として，重ね合せ（和や差）が強く観測され，これを応用したものに，我々の開発した横方向変調法がある（この重ね合せも計算機で実現可）．本稿では，寒天ファントムにて取得したエコー信号（公称周波数7.5MHz）にこれらの処理を施した．Figに，正面方向ビーム，約10°方向のステアリングビーム，±10°方向のビームから得た横方向変調の各々に対し，自乗演算により得られたスペクトルや点拡がり関数（PSF）の結果を示す．得られた信号を用いて，エコーイメージングも行った（例として，横方向変調の自乗により得た高調波信号の包絡線と自乗の検波画像を示す．同演算により直接に得た検波像は略）．また，交差ビームの積から得られる各方向の検波信号（交差ビームの自乗からも得られる）に対し，1方向変位計測法（自己相関法）を施して変位ベクトルと弾性の分布を計測できた（略）．また，シミュレーション（凹型HIFUアプリケータによる送受信）にて，同非線形処理を施した（略）．
【考察・結論】
冪乗と積の非線形処理を施し，高周波化と広帯域化，高コントラスト化，サイドローブを抑圧でき，高SN比の非線形イメージングが可能であった．同処理そのものによる検波も有効であり，また，変位ベクトル計測も可能であった．また，HIFU治療時の受信信号を用いて，組織の受熱特性の評価も可能になるものと考えられた．