音響放射圧の力学応答に基づく超音波断層撮影システムの開発

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音波による直流的な力である音響放射圧を用いた超音波画像法として，Vibro-acoustogrpahy (VA)法がある．VA法は変調超音波による動的放射圧加振によって対象を振動させ，そこからの音響放射をハイドロホン(水中用の音響センサ)で取得する方法である．本研究はVA法を応用し，医療分野における人体内部の力学的特性の定量的超音波断層撮影システムの開発目指す．そのプロトタイプ開発にあたり，(1)集束超音波による音響放射圧で，固体内部の特定位置を局所的に加振する方法，(2)放射圧加振による過渡応答から共振周波数と減衰特性を取得，さら振動から弾性率や粘性率といった力学的特徴を推定する方法の実現を目指す．特に2022年度は、過渡応答法(提案法)と定常応答法(従来法)の比較を行い、提案法が対象物の特徴を計測するのに適当かどうかの実験的評価を行った。まず、アルミニウム箔を対象として、その振動の周波数特性を従来法で取得した。その後、提案法で同特性を測定し、比較を行った。その結果、提案法は従来法と同様なモード周波数の測定が短時間で可能であることがわかった。その上、提案法は周波数特性の時間的な変動をモニタリングできるメリットを持つことがわかった。さらに、欠損としてスリットを含むアルミニウム箔を対象として、欠損の可視化を行った。従来法は欠損に適した周波数の選択が必要であったが、提案法はその問題が改善された。ただし、全体的に信号レベルが低くなる問題が示された。