2014 Fiscal Year Research-status Report
高空間分解能パラメトリック差音超音波イメージングシステムの開発
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25350562
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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, 情報理工学(系)研究科, 准教授 (90334763)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | パラメトリック音源 / パルス圧縮技術 / チャープ信号 / 超音波イメージング |
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| Outline of Annual Research Achievements |
パルス圧縮技術を適用したパラメトリック音源による超音波映像の取得を目指す。本年度は以下の成果が得られた。
(1)ターゲットサイズとパルス圧縮パラメトリックエコーの強度の検討
実験は水中で行った。共振周波数2. 1 MHzの円形開口型セラミック振動子を用いた。受波は送波音源直前に設置したハイドロフォンを用いた。送波音源駆動信号には，中心周波数2.1 MHz，生成される差音が下限100 kHz，上限500 kHzのアップチャープ信号(掃引周波数帯域幅400 kHz，掃引時間33.3 micro-sec)になるように変調した信号を用いた。ターゲットは直径2-8 mmの真鍮棒を用い，送波用音源が形成する超音波ビームの音軸と直交するように配置した。ターゲットを音源から8 cmの位置に設置し，圧縮パラメトリック差音エコーの強度の評価を行った。その結果，4 mm以上であれがほとんどエコー強度に変化はなかった。ターゲットを音源から1-16 cmの位置に設置し，Aモード画像の取得を行った。距離1 cmでは音源からの直達波成分の影響で，反射エコーの確認は難しかったが，それ以遠では画像取得が確認された。
(2) パルス圧縮パラメトリック差音による画像取得
画像取得実験を行った。音源構成及び駆動信号は(1)と同じである。ターゲットには3 cm角のアルミニウム柱などを用いた。なお，実験ではBモード画像を得るために，音源をその音軸と直交する方向(水平)に機械的に走査した。実験結果から，画像取得が可能であることがわかった。ただし，時間サイドローブの影響により，ターゲットの形状は必ずしも正しく得られなかった。また，方位方向分解は送波用音源の特性から，2 cm程度であり，必ずしも十分なものではなかった。
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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
本研究の目的は，低周波数であるにもかかわらず鋭い指向性をもつパラメトリック音源にパルス圧縮技術を適用し，深達度の深い高距離分解能を有する超音波イメージング技術手法の確立である。そのために，平成26年度はパラメトリック音源にパルス圧縮技術を適用することで，画像が得られるかどうか検討することであった. 実施計画をもとに研究を実施し，当初のアイディアどおり，パラメトリック音源に対してパルス圧縮技術を適用することで，画像取得が可能であることはわかった。このことから，本研究は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 |
平成26年度まので研究で，パラメトリック音源に対してパルス圧縮技術を適用して超音波画像を得られることが確認された。今後はパラメトリック音源のエコー取得に特化した専用音源の開発や信号処理手法などを検討し，より画質のよい手法提案が必要である。また，最終的にはイメージングシステムを構築し，従来型超音波イメージングとの比較(深達度の評価，アーチファクト)が必要なってくる。最後にこれらの結果を総合し，本研究のまとめと課題を示していくことになる。
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| Causes of Carryover |
該当年度の研究実施において，当初，複数のトランスデューサを設計し，性能の検討を行う予定であった。しかし，制作時間の問題から，予定どおり進まず，その結果，当初予算が余る結果となった。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
次年度の研究において，複数のトランスデューサの設計と試作を行い，最適な条件を探る。
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