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High-sensitivity super resolution imaging in contrast enhanced ultrasound by unipolar-coded pulse compression

单极编码脉冲压缩超声造影中的高灵敏度超分辨率成像

基本信息

批准号：
22K12834
负责人：
平田慎之介
金额：
$ 2.75万
依托单位：
Chiba University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

超音波イメージングの一種である造影超音波では，微小な気泡であるマイクロバブルを含む造影剤を静脈から注入し，生体内を循環するマイクロバブルから発生する非線形なエコーのみを描出することで，血管相を高コントラストで可視化することができる．しかしながら，マイクロバブルが圧壊しないよう非常に弱い超音波を使用するため，特に深部からのエコーで信号対雑音比（SNR）が低いという課題もある．本研究では，そのようなエコーのSNRを向上させるため，2値の擬似ランダム系列を使用した単極符号化パルス圧縮を適用する手法を検討している。2022年度は，パルス圧縮における信号処理として，参照信号をマイクロバブルからのエコーに最適化したものへ変更した相互相関処理を提案し，SNRのさらなる向上と不要な線形成分の除去を実現した．一方，通常は高密度で循環するマイクロバブルが単体で移動する様子を観察できる程度まで造影剤を希釈し，そのエコー中心を定位・追尾することで，超音波画像の空間分解能を大幅に向上させる超解像イメージングを実現することができる．しかしながら，本研究で使用する造影剤（ソナゾイド）を用いた超解像イメージングは，国内外においてほとんど報告されておらず，造影剤やイメージングの条件に関する知見が少ない．2022年度は，超音波画像中を単体で移動するソナゾイドを確認できるような造影剤の濃度，ソナゾイドを破壊しない超音波の音圧，エコー中心の追尾に適した超音波画像のフレームレートなどを決定する基礎的な検討を行った．

Ultrasound is a kind of contrast ultrasound, which is injected intravenously into tiny bubbles containing contrast agents, circulates in vivo, generates non-linear images, and visualizes vascular phases. The signal to noise ratio (SNR) of the deep part of the ultrasonic wave is very low. In this study, the SNR of the system is improved, and the method of using the single-pole symbolization to reduce the SNR of the system is discussed. In 2022, the signal processing and optimization of the reference signal were proposed, and the SNR and the line formation were eliminated. On the one hand, the spatial resolution energy of ultrasonic images is greatly increased due to the high density of circulation, the high degree of detection of moving elements, and the high degree of detection of imaging agents. In 2022, the ultrasound imaging system used in this study was reported to be relatively small in China and abroad, and there was little knowledge about the conditions of the imaging system. In 2022, the ultrasound imaging system was used to determine the concentration of the imaging system, and the ultrasound pressure was measured. The ultrasonic image of the center of the collision is suitable for the determination of the basis of the investigation.