Noninvasive visualization of change in temperature in living body using ultrasound

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昨年度の基礎的検討から，温度上昇により生体組織に発生しうる程度の体積変化により超音波散乱体の密度が変化し，超音波散乱波の統計的性質が変化すること，およびその統計的性質の変化を，受信超音波信号振幅の頻度分布を表現する仲上分布の形状パラメータの変化により検出しうることを明らかにした．一方，統計量の推定は超音波音場の影響を受けると考えられた．超音波画像を得るためにはビームフォーミング処理が必要であり，その際の空間分解能はビームフォーミング処理における音場に依存する．推定結果を安定させるためには，空間的に均一な音場を生成する必要がある．送信においては，1送信につき1点の焦点しか形成できないため，開口幅や焦点位置などの最適条件を決定した．また，送信で空間分解能を優先しようとするとフレームレートが低下して体動の影響を受けやすくなることから，送信回数を増やさずに行える受信多段フォーカスおよびFナンバ固定により音場の均一化を図り，統計量推定の安定化に寄与することを検証した．上述の検討により，可能な限り均質な音場および高いフレームレートの実現を図ったが，その場合でも体動の影響は受けると考えられる．したがって，動き補正方法の検討も行った．動き追跡方法としては，画像処理分野で一般的なブロックマッチング法を用いた動き補正方法を検討し，数値シミュレーションおよび基礎実験により動き補正による統計量推定の精度向上を検証した．また，現状では仲上形状パラメータの時間微分値を用いて温度変化にともなう変化量を評価しているが，微分操作は体動などの雑音に弱いと考えられるため，仲上形状パラメータそのものを内部温度状態を示す指標として用いる可能性について検討を行った．