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反射波を利用する従来のBモード映像法は頭蓋での減衰が大きく音波が伝わりにくいことが脳内の画像化を難しくしている最大の要因である。さらにまた、頭蓋で音波が強い散乱を受けるため、画像化の前提条件が著しく損なわれてしまうことが障害になる。このために、本研究では音波の逆散乱解析に基づいて脳内対象領域の音速断面像を定量的に再現できる逆散乱CT法を導入した。透過波の音波の送受信を前提としたCT法を用いることにより、頭蓋での音波減衰の影響が基本的に回避できる。加えて、頭蓋での減衰や散乱の影響を少しでも緩和するために、数100kHz程度の解像度の許容範囲内で極力低い周波数の音波を使用することとした。その際、実用的な意味でよく使われる線形化逆散乱CT法は、対象物体の弱散乱性を前提にしているため、強散乱体である頭蓋を含む脳内CTにそのまま適用できない問題がある。このため、頭蓋の影響を回避できる逆散乱CT法を新たに工夫することが大きな検討課題であり、この問題に対して本研究では、頭骨の形状がある程度既知でありしかも頭骨厚が比較的薄いとする準弱散乱条件を仮定して、頭蓋表面上で観測される透過散乱波を頭骨透過前のデータへ一旦変換した後、頭骨からの背景成分を差し引く補償計算を施した。本手法の有効性を検証するためのシミユレーション評価試験を行った結果、成人男子の実際の頭骨厚8.0mm程度までをカバーする形で、脳内の組織音速分布を定量精度よく再現できるCT法が提示された。これにより、脳内の血腫領域の鑑別などに使用するための、脳内診断用超音波CT装置を実現できる見通しを得ることができた。
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