多周波ホログラム・マトリクス法による3次元超音波撮像の研究

1990 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 01460163
• Research Institution: Sizuoka University
• Principal Investigator: 宮下 豊勝 静岡大学, 電子工学研究所, 教授 (00026238)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 中山 純一 京都工芸繊維大学, 工芸学部, 助教授 (40093356)
• Keywords: ホログラフィク撮像法 / 多周波ホログラフィク撮像法 / 3次元撮像法 / 超音波撮像法 / 高分解能 / 生体組織の撮像

Research Abstract

前年度に製作した前置増幅回路およびAD変換回路などの多周波ホログラム・マトリクス測定回路の改善を行った。最も工夫を要した点は、十分な利得(〜60dB)を持つ低雑音でかつ安定な(寄生発振の起こらない)前置増幅回路を実現する事である。そのためにヘテロダイン受信方式を初段に採用して、回路基板の作り直しをした。その際に、パ-ソナル・コンピュ-タで、CADで作図した回路パタ-ンをレ-ザ・ビ-ム・プリンタ-に出力するプログラムをも製作した。
測定系全体の伝達関数として、各トランスデュ-サ素子および周波数素子の間の感度と位相特性のばらつきを測定し補正する過程を組み込んだ。1個の微小タ-ゲットを撮像し、その再構成像の最強点の位置を正確に定め、その点がタ-ゲットの真の位置として、この再構成アルゴリズムにとって測定されるべきホログラムの正確な値を逆に計算し、測定値との相対的差をとって、各素子の感度と位相の補正係数とした。この方法はトランスデュ-サ素子のエレメント・ファクタ-の一様な範囲内(開口の前方±60ﾟ内)においては非常に効果的であった。
これまでミニコンピュ-タのアセンブラ-言語を駆使した高速の画像再構成を2次元断層撮像実験以来、シミュレ-ションを含めて採用してきた。最近のCPUの高速化に伴い、パ-ソナル・コンピュ-タの方がずっと高速になっているが、やはりアセンブラ-言語でプログラムしなければ超大な計算時間を要する。これは、残念ながら未完成である。本質的困難さがあるのではなくて、ただ煩雑であるためプログラム開発に予想以上に時間が掛かっているだけである。
パ-ソナル・コンピュ-タによるデ-タの収集は、DMA方式による入出力をアセンブラ-言語で制御する事により可能にした。

Research Products

• [Publications] 宮下 豊勝,橋口 浩之: "Superresolued Image Restoration of Multifreguency Holographic Images" Japanese Journal of Applied Physics. 29. 221-224 (1990)
• [Publications] 宮下 豊勝: "Superresolued Image Restoration of Holographic Images by L1ーNorm Minimization with Clutter Rejection" Acoustical Imaging (Plenum Press,New York). 19. (1991)
• [Publications] 中山 純一: "Estimating a Target Cross Section from Forward Scattering Amplitude" Acoustical Imaging (Plenum Press,New York). 19. (1991)