Ultrasonic signed echo imaging to distinguish bwtween vulnerable and stable plaques

超声签名回波成像可区分易损斑块和稳定斑块

基本信息

批准号：
21K12699
负责人：
梅村晋一郎
金额：
$ 2.16万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究の目的は，周囲の媒質（血液）よりも音響インピーダンスの小さな反射体（不安定プラーク）と媒質よりも音響インピーダンスの大きな反射体（安定プラーク）とを音響インピーダンスの大小により識別して検出可能とすることにある．その原理は，基本波エコー信号を自乗して得られる第2高調波エコーを参照信号として，実際に受信された第2高調波エコーの位相を検出し，位相が反転しているか否かを判定するものである．頸動脈に生じたプラークを識別する場合を具体的に想定して，それに必要な超音波プローブの仕様を，理論的に検討し，数値計算シミュレーションにより確認した．以下それを説明する．基本波と第2高調波それぞれの点拡がり関数の拡がりをほぼ同等とするためには，第2高調波におけるF値を基本波におけるF値の2倍程度に設定する必要がある．体表からの深さ15mmにおいて，基本波7.5MHzにてF値1，第2高調波15MHzにてF値2の撮像をするには，幅15mm以上の開口を素子ピッチ0.１5mm以下にて刻む必要がある．すなわち，開口直径を100素子程度に刻む必要がある．これを素直に3次元フォーカスにて実現するには，8000素子程度の2次元アレイ受信器が必要となる．これは現実的でないので，2次元フォーカスを実現する1.5次元アレイ受信器を考える．長軸方向は100素子程度に刻むとして，短軸方向は，１：２のF値を実現するため，4素子程度に刻む必要がある．短軸方向は，撮像のための走査が必要ないために，対称接続が可能であるので，4素子を2チャネルに縮約してよい．従って，撮像に必要な受信チャネル数は200程度の現実的な値となる．

这项研究的目的是根据声阻抗来区分和检测声阻抗小于周围介质（血液）的反射体（不稳定斑块）和声阻抗大于介质（稳定斑块）的反射体。可能的。其原理是利用基波回波信号平方得到的二次谐波回波作为参考信号，检测实际接收到的二次谐波回波的相位，并判断相位是否发生反转。具体来说，假设识别颈动脉中形成的斑块的情况，我们从理论上研究了为此目的所需的超声波探头的规格，并通过数值模拟进行了确认。这将在下面解释。为了使基波和二次谐波的点扩散函数的扩展几乎相等，需要将二次谐波的F值设置为基波F值的大约两倍。在距体表深度 15 mm 处拍摄基波 7.5 MHz 的 F 值为 1、15 MHz 二次谐波的 F 值为 2 的图像，孔径为 15 mm 或大于且需要0.15毫米以下的元件间距。换句话说，需要将孔径直径切割成大约100个单元。为了通过简单的 3D 聚焦实现这一点，需要具有大约 8000 个元件的 2D 阵列接收器。由于这是不现实的，我们考虑使用 1.5 维阵列接收器来实现 2 维聚焦。长轴方向雕刻成100个左右的单元，短轴方向需要雕刻成4个左右的单元，才能达到1:2的F值。在短轴方向上，由于不需要扫描成像，所以可以对称连接，因此可以将四个元件减少到两个通道。因此，成像所需的接收通道数是200左右的现实值。