2016 Fiscal Year Annual Research Report
Flexible ultrasound array using polymer MEMS
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15K12556
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
東 隆 東京大学, 大学院医学系研究科(医学部), 教授 (90421932)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 自己形状推定 / 超音波ビームフォーミング / 直交関数展開 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は主に以下の４つの要素から構成される。１．高分子MEMS超音波トランスデューサの検討、２．自己形状推定を組込んだ超音波ビームフォーミング、３．デバイスおよび超音波伝搬のシミュレーション、４．システム評価。
本年度は主に２と４を行った。２に関しては、ジャパンプローブ社製のフレキシブルトランスデューサである「曲探」を用いて、これをプログラマブルな超音波ビームフォーマ―であるVerasonics社の超音波送受信・RFデータ取得システムに接続し、実験検討を行った。この系を用いた実験的な検討を通して、新たに超音波ビーム強度の空間分布をin situに評価する手法を考案し、特許出願を行った。この計測領域におけるビーム形状に関わるパラメータをコスト関数として自己形状をルジャンドル多項式から導いた多項式展開により、素子数の自由度に比べて、未知数を大幅に低減する方法を確立した。検討した形状においては、3次項までで良く近似できることを示すことが出来た。
４に関しては、水中のワイヤファントム、及びグラファイト粉末をアクリルアミドゲルに混合した生体模擬ファントムを構成し、この組み合わせから、自己形状推定を用いた撮像を行う場合と、従来法の比較検討を行った。この結果により、提案手法の有効性を確認した。
また昨年までの高分子MEMSトランスデューサに関する検討である１と３と合わせて、既存のフレキシブルトランスデューサ以外に、次世代のフレキシブルトランスデューサに必要な仕様の検討を行い、性能の改善に関しても検討を行った。また提案手法の限界に関する検討も行い、対象物の散乱体密度に不均質が有る場合、ビーム計測領域を多数設定することが困難となり、under determineの問題となることが分かったため、同一の場所においても口径に位相分布を与える方法を新たに考案し、散乱体密度分布の不均質の影響を低減する手法に関しても検討を行った。
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