任意座標系における高速開口面合成ビームフォーミング(アコースティックイメージング,一般)

概要

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現行のエコー法に基づく医用超音波画像診断装置は,アレイ型探触子を用いた送受信ビームフォーミングおよび電気電子的にスキャンを行うものが主流であり,リニア型やコンベックス型など,開口形状には様々なものがある.また,セクタスキャンやアークスキャン,ラディアルスキャンにおいてはメカニカルスキャンが行われることもある.我々は、交差ステアリングビームを使用した横方向変調法(LM: Lateral modulation method)や、単一角度のビームステアリングASTA (A Steering Angle)を使用したスキャン後の信号処理により実現するLMとを報告している。いずれも、エコーイメージングにおいてはビーム方向と直交する横方向に搬送周波数を持たせることができ、また、我々の開発した多次元自己相関法(MAM)や多次元ドプラ法(MDM)を使用することにより、組織変位ベクトルの計測が可能である。また、高速スキャンのために、平面波を送波することも報告している(いわゆる軸方向歪のみの計測にも応用でき、特に2次元アレイ型探触子を使用する場合に有効である)。いずれのエコーイメージの生成および変位計測も,それらの開口形状,実質的には,ビームフォーミングとスキャンの方式により決まる任意直交座標系にて行われる.いずれの任意曲線直交座標系においても、等間隔のサンプリング点においてエコーデータおよび変位計測値が得られるが、画像表示を行う場合においては、画素位置(Cartesian座標)の値を補間処理により得る必要がある。また、Cartesian座標系に変換した後に、変位計測を行うこともある。本稿では、任意スキャン方法に対して、任意位置においてフーリエ変換を交えた処理により高速にエコー信号を生成できることを確認し、最初から、Cartesian座標系を生成してイメージングと組織変位計測を行うことを報告する。シミュレーションでは、平面波の送波において、座標回転を行った結果を報告する。当エコー生成法は、我々が先に報告しているアレイ開口形状に依存しない任意方向ビームフォーミングや視野領域(FOV)を得る場合にも応用できる。本稿で報告した我々のアプローチは、エコー生成時に補間処理等の近似計算を必要とせず、これらの高精度なイメージングと計測を高速に実現するものである。
2012-02-16

任意座標系における高速開口面合成ビームフォーミング(アコースティックイメージング,一般)

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