2011 Fiscal Year Annual Research Report
高精細画像化を実現する血管内超音波法のための超細径プローブシステムの開発
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21300191
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| Research Institution | Tokyo Metropolitan University |
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Principal Investigator |
田川 憲男 首都大学東京, システムデザイン研究科, 教授 (00244418)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
大久保 寛 首都大学東京, システムデザイン研究科, 准教授 (90336446)
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| Keywords | 血管内超音波法 / 高調波画像化 / パルス圧縮画像化法 / 周波数依存減衰 / ウイナーフィルタ |
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| Research Abstract |
(1)周波数依存減衰を軽減する画像化手法
高画質な画像化のためには、広帯域化が重要である。しかし、高周波成分を多く利用することになり、周波数依存減衰(FDA)の影響を大きく受ける。特にFDAの影響を受けやすい生体深部に対しては、パルス圧縮法によりS/Nを向上させることが多いものの、FDAによる波形歪は圧縮性能の低下を引き起こすため、パルス圧縮法の有効な適用が困難である。そこで、FDAの効果的な補正法が必要となる。本研究では、FDAの影響を相殺するように送信波を補正することで、FDAの影響を軽減する手法を検討した。減衰が一定の対象に対しては、参照エコーを一回計測して減衰パラメータを求めることで十分なFDAの軽減が見られた。また、減衰特性の異なる複数層からなる対象に対しては、この補正手続きを複数回反復することで十分な性能が得られることを確認した。
(2)高調波画像化のS/N向上手法
基本波エコーは解像度が低いもののS/Nは高く、またFDAの影響を受けにくい。一方、高調波は逆に高解像度画像化が望めるものの、S/Nが低く、雑音の影響を受けやすい。そこで、高調波エコーを観測量と考え、その事前情報としてのパワースペクトルをもう一方の観測量である基本波エコーから推定して利用するウイナーフィルタを検討した。高調波エコー自身からのパワースペクトルの推定は、その低S/N特性から不適切であり、基本波をパワースペクトル推定に利用することで耐雑音性を保証することができる。また、深さに応じて適切なS/Nを実現するために、伝搬距離に対する高調波の強度特性も事前情報として利用することとした。有限要素法によるシミュレーション及び実験を通して、本手法の有効性、特に上記の事前情報の利用の効果を確認した。
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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
研究そのものは順調に進んでいるが、当初の計画と比べて研究の方向性がやや基礎的なものへと発展的に変わってきている。
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| Strategy for Future Research Activity |
画像化に関連する研究として、予定ではエラストグラフィ等の応用的な技術にも踏み込む予定であったが、これまでに得られた研究成果が興味深いものであることから、それらを発展させる立場で、高調波エコーの有効な活用や、そのための周波数依存減衰の抑圧、スペックル除去の新たな方法等、画像の高精細化に関する研究を重点的に進める予定をしている。
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