生体組織の超音波位相歪み効果による画質劣化の解析

1994 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 06680848
• 研究機関: 東京工業大学
• 研究代表者: 上田 光宏 東京工業大学, 理工学国際交流センター, 教授 (50016789)
• 研究分担者: 田部井 誠 東京工業大学, 精密工学研究所, 助手 (00155235)
• キーワード: 生体組織 / 超音波 / 位相歪み / 画質劣化

研究概要

医用超音波Bモード像の画質劣化の原因として、脂肪や筋肉などの組織間の音速差に基づく、生体非均質層を伝搬中に生じる超音波パルスの伝搬時間のばらつき(位相歪み)が注目されており、近年この補正に関する研究が盛んであったが、実際の生体組織に適用し有効であると認められる方法は得られておらず、生体組織の位相歪みに関する基礎データもほとんど報告されていなかった。そこで、本年度の研究では、我々が提案してきた生体組織の位相歪み分布の高精度測定法を用いて、測定した位相歪みと、超音波の指向性及び超音波像の画質の劣化との関係について
検討した。具体的には、
(1)位相歪みの統計的性質の抽出-振動子の周波数や試料の厚みなどの測定条件を変化させて、異なる生体組織の位相歪み分布を測定し、統計的性質を整理した。
(2)3次元エコーシミュレータの構成-測定した位相歪みを開口上に導入して、リニアアレイの指向性を計算し、エコー信号を計算機上で合成してBモード像を構成し、位相歪みによる画質の劣化を計算機上で再現できるようにした。
(3)比較実験-生体近似ファントム中に球状のテスト物体を埋込み、計算機上で再現された画質劣化が実際のパルスエコー法においても見られることを確認した。
(4)画質評価-Bモード像の画質劣化を定量的に評価するために、我々が提案しているコントラスト減少率という画質評価法をさらに発展させて、球中心の相対エコーレベルを用いて画質の評価を行い、画質劣化の感覚量とよく対応した指数を得ることができた。
今後は、超音波診断装置から取り出したRF信号を用いて、超音波像の鮮明化を目指して、Bモード像構成のアルゴリズムや位相歪みの補正方法について検討していく予定である。

研究成果

• [文献書誌] M.Ueda: "Evaluation and improvement of imege quality by means of contrast reduction rate for spherical test object in tissue-mimicking phantom and 3D echo simulation" Ultrasound in medicine and biology. vol.20-1. S25- (1994)
• [文献書誌] M.Tabei,K.Nagata and M.Ueda: "Image quality evaluation of spherical phantom using contrast reduction rate" Ultrasound in medicine and biology. vol.20-1. S76- (1994)
• [文献書誌] K.Sugimoto,M.Tabei and M.Ueda: "Estimation of image quality degradation due to propagation through inhomogeneous medium" Ultrasound in medicine and biology. vol.20-1. S77- (1994)
• [文献書誌] 杉本,田部井,上田: "生体非均質層に起因する超音波の位相歪み分布のハイドロホンを用いた測定法" 超音波医学. vol.21-9. 573-582 (1994)
• [文献書誌] 杉本,田部井,上田: "生体非均質層による超音波位相歪みと指向性の関係" 超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム予稿集. 23-24 (1994)
• [文献書誌] 永田,後藤,田部井,上田: "深触子音場のコントラスト分解能に及ぼす影響の球状ファントムによる評価" 日本超音波医学会基礎技術研究部会資料. vol.94-2. 37-42 (1994)
• [文献書誌] 杉本,田部井,上田: "生体非均質層による超音波位相歪みと画質の劣化" 日本超音波医学会基礎技術研究部会資料. vol.95-3(3月予定). (1995)
• [文献書誌] 田部井,上田: "音響ホログラフィー法による非線形効果検出の試み" 日本音響学会春季研究発表会講演論文集. (3月予定). (1995)
• [文献書誌] 杉本,田部井,上田: "生体層の厚みや周波数に着目した超音波位相歪み測定と指向性への影響" 日本音響学会春季研究発表会講演論文集. (3月予定). (1995)
• [文献書誌] 道下,後藤,田部井,上田: "超音波エコー信号の相関処理" 日本音響学会春季研究発表会講演論文集. (3月予定). (1995)