0.65thickness
2.8 考察
2.8.1 PI 法で多重反射を抑制できるメカニズム
図2.40: 血管弾性解析結果の表示画面.
図2.41: 多重反射がチューブファントムの内腔に入るよう配置したBモード画像
(a)基本波 (b)PI法基本波成分 (c)PI法高調波成分.
5 mm
anterior wall
posterior wall lumen
anterior wall
posterior wall lumen
anterior wall
posterior wall lumen
5 mm 5 mm
(a) (b) (c)
図2.42: 多重反射がチューブファントムの内腔に入るよう配置した状態でのRF信号, 検波信号,
パワー信号, (a)基本波 (b)PI法基本波成分 (c)PI法高調波成分.
次に, 基本波, PI法基本波成分, PI法高調波信号の比較を, 図2.43に示す. A11はトラン スデューサ表面と前壁境界A1との多重反射, A12は1回目の反射で前壁境界A1と, 2回目 の反射で前壁境界A2との多重反射, もしくは1回目の反射で前壁境界A2と, 2回目の反 射で前壁境界A1との多重反射, A22はトランスデューサ表面と前壁境界A2との多重反射 である. 同様に, 各条件の最大値で規格化した, 多重反射A11, A12, A22のパワーを表2.7 に示す. 多重反射の位置により強度の差異があるものの, 基本波より提案手法の方が多 重反射ノイズを抑えられることがわかった. 例えば, A11多重反射を比べた場合, PI法の 高調波成分で基本波より8.7 dB多重反射ノイズが抑制することができた.
-120 -90 -60 -30 0
-1 -0.5 0 0.5
1 -120
-90 -60 -30 0
-1 -0.5 0 0.5
1 -120
-90 -60 -30 0
-1 -0.5 0 0.5 1
0 25
distance [mm]
normalized amplitude
0.5
-0.5 -1.0 1.0
0
normalized amplitude
0.5
-0.5 -1.0 1.0
0
normalized amplitude
0.5
-0.5 -1.0 1.0
0
Transducer surface S0
Anterior wall A1
Anterior wall A2
Posterior wall P1
Posterior wall P2
Multi reflection noise A11
Multi reflection noise A22
Multi reflection noise A12
-30
-90 -120 0
-60
power [dB]
-30
-90 -120 0
-60
power [dB]
-30
-90 -120 0
-60
power [dB]
power
RF echo detected envelop
12.5
図2.43: 多重反射がチューブファントムの内腔に入るよう配置した状態でのパワーの比較.
表2.7: 多重反射ノイズの強度.
基本波 [dB]
PI法 基本波成分
[dB]
PI法 高調波成分
[dB]
A11の多重反射 -36.0 -41.6 -44.7 A12の多重反射 -32.8 -31.8 -44.9 A22の多重反射 -39.3 -31.0 -45.5
続いて, 高調波成分の音圧が送信音圧の 2乗に比例する効果の影響を調査した. ゴム チューブなしの水槽で, 音圧の深さ依存性を, ハイドロフォンを用いて測定した結果を 図2.44に示す. 血管前壁深さでの音圧は1.72 MPa, 後壁深さでの音圧は3.71 MPaであ り, 前壁でフォーカスが絞られていないことがわかる. これにより, 前壁での多重反射 は, 後壁での反射と比べ, 高調波の発生が抑えられる可能性が示唆される.
-120 -90 -60 -30 0
0 25
distance [mm]
-30
-90 -120 0
-60
power [dB]
Transducer surface S0
Anterior wall A1
Anterior wall A2
Posterior wall P1
Posterior wall P2
Multi reflection noise A11
Multi reflection noise A22 Multi
reflection noise A12
Fundamental method PI method
fundamental
PI method harmonic
12.5
図2.44: 音圧の深さ依存性(水槽ハイドロフォン実験).
後壁信号と多重反射ノイズのSN比を, 図 2.44の音圧で, 高調波は反射前の往路のみ で発生し, 減衰を考慮しない図 2.45 に示す簡易的なモデルで見積もった. チューブ、
音響レンズの音響インピーダンスZはシリコンゴムであることよりZ = 1.17 × 106 Ns/m3, 水の音響インピーダンスは Z=1.48 × 106 Ns/m3とした. 基本波のSN比を下記の式(2.15) で計算すると,
(2.15)
より, -43.8 dBが得られた.
一方, 高調波のSN比を下記の式(2.16)で計算すると,
(2.16)
より, -56.4 dBが得られた.
これらの計算結果より, 前壁でフォーカスが絞られていないことは, 多重反射ノイズに 対し高調波成分が良化する要因の1つと考えられる.
5
1
depth [cm]
0 1 2 3
2 3 4
p re ss ure [M P a]
anterior wall
posterior wall
ant ant transducer ant
post ant post ant
× × ×
× × ×
P R R R
P T R T
①' ②' ③'
① ② ③
2
ant ant transducer ant
2
post ant post ant
× × ×
× 2 × ×
P R R R
P T × R T
①' ②' ③'
（ ①) ② ③
図2.45: 後壁信号と多重反射ノイズの簡易モデル.