2016 Fiscal Year Research-status Report
高周波・低周波超音波を用いたデュアルスケール超音波イメージングシステムの開発
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16K06380
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| Research Institution | The University of Electro-Communications |
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Principal Investigator |
野村 英之 電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 准教授 (90334763)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | パラメトリック音源 / パルス圧縮 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
低周波超音波画像システムの実現は，深達度の制限のない，広範囲な超音波画像の取得が期待される．しかしながら現状において低周波(長波長)であるがための距離分解能の問題がある．この問題を改善するために，低周波パラメトリック超音波音源とパルス圧縮技術を組み合わせた超音波画像システムの開発を進めている．
平成28年度においては，提案している低周波パラメトリック超音波画像の距離分解能について計算機シミュレーションで評価を行った．5本の直径2 mmの剛体棒をターゲットとし，その距離を3, 4, 5, 6 mmとを変えながら直線状に配置し，その画像を取得した．2.8 MHzの搬送波を100-500 kHzのアップチャープ低周波パラメトリック超音波が発生するように変調し，超音波を放射した．エコー信号として低周波パラメトリック超音波信号を受波，さらにパルス圧縮処理を行い，超音波画像を取得した．その結果，5本のターゲットいずれも画像も取得された．このことから最も近接した表面距離が1 mmであり，この2本が取得画像上でも分離できたことから，距離分解能は1 mm程度と推定される．なお距離分解能の理論値は約2 mmである．
また，高周波超音波として2.8 MHzのパルス信号でも同じターゲットの画像取得シミュレーションを行い，その結果を比較した．高周波超音波は最も音源に近いターゲットのみ画像が得られ，その背後の画像は得られなかった．このことから，低周波超音波では高周波超音波で取得が困難な重なり合った物体の背後の画像化が可能となる特徴もあると考えられる．
さらに合成開口技術の適用を行うことで，方位方向分解能の改善も可能であるといった示唆も得られている．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本手法の課題の1つである，距離分解能の評価が行えた点は順調に進んでいるといえる．また，合成開口法の適用も有効であろうという指摘が得られた点は大きな成果である．一方，これらはシミュレーションで得られた結果であるが，実測で確認できなかった．これのことから「概ね順調に進展している」と判断する．
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| Strategy for Future Research Activity |
まず平成28年度のシミュレーション結果を実験的に確認することが必要である．そのために，実験系を完成させ，実験を行うことが重要な課題である．
さらに画質を向上させるためにプローブの開発を行う．パラメトリック信号は非線形効果を利用するため，発生音圧が低い．そのため，適切なプローブ構造と駆動信号の検討を行う．
得られた成果は国内学会・研究会，また国際会議で発表していく．
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| Causes of Carryover |
シミューレーションに要する計算時間が長時間必要だった．そのため，当初，実験のための測定系構築の進展が思わしくなかった．その結果，使用予算にあまりが生じた．
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
平成28年度の残予算と平成29年度予算と合わせ，実験系を構築するための材料費等として使用する．
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Research Products
(2 results)
