布目 宗一郎, 長谷川 英之

Soichiro NUNOME, Hideyuki HASEGAWA

¹富山大学大学院理工学教育部知能情報工学専攻, ²富山大学大学院理工学研究部

¹Graduate School of Intellectual Information Enginnering, University of Toyama, ²Graduate School of Science and Engineering, University of Toyama

キーワード :

【目的】
超音波断層法は非侵襲かつリアルタイムに断層像が得られ，生体の動きの定量的な計測により機能の評価が可能である．近年では数百Hz以上の高いフレームレートでの心機能評価も注目されている．本報告では，高フレームレートでの動態解析のために本研究グループが開発した，位相偏移と空間周波数の同時推定により微小な変位も推定可能な周波数補償付多周波位相追跡法について3次元化を試みた．
【方法】
3次元超音波信号の関心点周辺超音波信号のフレーム間クロススペクトルとそのモデルの位相に対し，最小二乗法により変位を推定する．また，フレーム間位相差を求める際必要な周波数スペクトルの角周波数の推定も行う［1］．角周波数は同一フレーム内で関心点を中心とした領域と各座標軸方向に標本化間隔分シフトした領域のクロススペクトルの位相を標本化間隔で除することにより推定する．
本報告では，超音波シミュレーションプログラム「FieldⅡ」で素子配置16×16，エレメントピッチ0.5 mm，中心周波数3 MHzのマトリックスプローブを想定し，シミュレーションを行う［2］．セクタ走査により，断面のデータを取得し，奥行き方向に9スライス得ることで3次元データとした．データの標本化周波数は100 MHzである．得られたRF信号に9つの関心点を置き，上述の周波数補償付多周波位相追跡法を3次元化し適用した．
【結果】
本実験では高フレームレートでのデータ取得時を想定し，1000 fpsとし，ファントムに各方向-5 mm/sの速度を与えたときの推定を行った．奥行き方向窓幅を±3 pointsに固定し，ビーム偏向方向の窓幅変更時の変位推定精度を示した図が図1である． ラテラル方向は偏り誤差が50％前後，距離方向は偏向角が大きいビームが含まれるほど偏り誤差が大きかった．奥行き方向は各方向の窓幅が多いほどばらつきが低減された．
【結論】
計算機シミュレーションにより3次元速度推定法に関する検討を行った．距離方向は高い推定精度が得られたが，他方向は距離方向と比べばらつきが大きかった．今後は精度向上のため，ビームフォーミング座標系や配列型探触子の仕様などについて検討する．また，並列ビームフォーミングを想定したシミュレーションも行う予定である．
［1］H. Hasegawa, Appl. Sci., 6, 195, 2016.
［2］J. A. Jensen, Med. Biol. Eng. Comput., 34, 351, 1996.