山岡 禎久, 山本 壮理, 高橋 英嗣

Yoshihisa YAMAOKA, Akisato YAMAMOTO, Eiji TAKAHASHI

佐賀大学工学系研究科先端融合工学専攻

Department of Advanced Technology Fusion, Saga University

キーワード :

近年，光の高（分子）コントラストで観察できる特徴と超音波の生体深部を観察できる特徴の両方を有する光音響イメージングに注目が集まっている．一般的に，光音響イメージングの空間分解能は，光が吸収された領域の大きさと発生した光音響波の検出領域の大きさによって決定される．生体表面においては，光をマイクロメートル以下の大きさに絞り，吸収領域の大きさによって決められる高空間分解能で観察することは可能である．しかしながら，生体における散乱断面積は超音波に比べて2桁ほど大きいため，生体深部を励起光の集光により高空間分解に観察することは困難である．従って，生体深部においては超音波の空間的選択検出を用いて高空間分解能化が行われている．このように，光音響イメージングでは観察したい生体深さに応じて性能が十分発揮されるように，光と超音波を使い分けている．特に，深部観察において，超音波トランスデューサの指向性は，光音響波の検出感度，光音響像の空間分解能，コントラストに影響する．このため，特殊な形状の音響トランスデューサを新規作成し，微小空間の光音響波検出に使用する場合には，正確に指向性を把握することが重要である．指向性は計算機シミュレーションにより求めることもできるが，例えば，実際の圧電素子の面精度や角度などが，得られる光音響像の空間分解能に影響するため，生体深部高空間分解光音響イメージングのためには超音波トランスデューサの指向性を精密に評価することが重要である．しかしながら，そのための評価方法が確立していないのが現状である．
そのような状況下において，今回，光音響法による超音波トランスデューサの指向性の評価に関する検討を行った．この方法は，光音響波を発生する微小ターゲットを仮想的な点音源として動かすことにより，指向性を評価するものである．この方法は光音響法により指向性を測定するため，光音響イメージング装置に組み込み，装置に設置された状態，測定環境下での正確な評価が可能である．今回，特殊な形状である円錐台リング型トランスデューサの作成を行い，その指向性に関する評価を行った．さらに，その円錐台リング型トランスデューサを用いた光音響イメージング装置を試作し，光音響像の測定を行った．このような超音波トランスデューサの指向性は光音響像を再構築する際の重要なパラメータであるため，正確な指向性評価法は光音響イメージングの高性能化に極めて重要であると考えている．