Estimation of sound speed distribution in vivo for improvement of ultrasonic image quality and quantitative diagnosis of fatty liver disease

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超音波画像診断装置はリアルタイム性・低侵襲性・簡便性の観点から様々な疾患の診断が可能な装置である。超音波を用いて生体内の断層像を形成するためには生体内の音速の情報が必要である。本研究では，生体内の音速分布を推定することで断層像の画質を向上させるとともに，肝臓内の音速分布推定による脂肪肝の定量評価法を開発することを目的とする。2022年度は，肝臓内の音速推定に利用できる血管の条件について検討した。これまでに開発した手法により，超音波プローブが血管の長軸方向に対して垂直な短軸面を計測できていれば，血管径の影響を受けずに超音波伝播媒質内の音速を推定できるようになった。しかし，血管の短軸面に対して超音波プローブが回転している場合の影響については検討されていなかった。そこで，血管の短軸面に対する超音波プローブ回転角の音速推定への影響を実験的に検証した。その結果，回転角が大きくなるほど音速推定誤差が大きくなることが明らかになった。さらに，回転角が大きくなると超音波プローブで受信した素子信号の振幅特性が変化すること，この変化は回転角に対して一定の傾向を示すことが明らかになり，血管短軸面に対する超音波プローブの回転角が未知の状況でも，受信素子信号の振幅特性に基づき，回転角に起因して音速が誤推定される条件を判定できる見通しを得た。実際の生体内計測において，2次元断層像のみから回転角を計測することは困難であり，そのような状況でも適用できる本成果は，肝臓内音速の高精度推定の実現に向けた重要な成果である。