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．

这项研究的目的是与周围的培养基（血液）（血液）（血液）和反射剂（稳定的斑块）相比，与培养基（稳定斑块）相比，与周围培养基（稳定的斑块）相比，与介质（稳定的斑块）相比，与介质更大的媒介障碍相比，与周围的培养基（稳定斑块）相比，与周围培养基（稳定的斑块）区分反射器（不稳定的斑块），其大小相比，它们的声音障碍更大。原理是使用通过将基本回声信号平方作为参考信号获得的第二个谐波回声，并检测实际接收到的第二个谐波回声的相位，并确定该相是否倒置。特定考虑了颈动脉中生成的斑块的具体情况，并且通过数值模拟对其所需的超声探针的规格进行了检查。这在下面说明。为了使基本和第二谐波的点传播函数的扩展几乎相等，必须将第二个谐波中的F值设置为基本波中F值的两倍。要在7.5MHz的基本波下捕获F值为1的图像，而在距人体表面15mm的深度为15MHz的第二次谐波时F值为2，则有必要在0.15mm或更低的元素螺距上标记孔的孔径为15mm或更大。换句话说，有必要将开口直径刻成大约100个元素。为了通过直接的三维焦点来实现这一目标，需要一个约8,000个元素的二维阵列接收器。这是不现实的，因此我们考虑一个1.5维阵列接收器，可以达到2D焦点。长轴方向以大约100个元素标记，但是短轴方向需要在大约4个元素中标记，以实现1：2 f值。短轴方向允许对称连接，因为扫描对于成像不是必需的扫描，因此可以将四个元素还原为两个通道。因此，成像所需的接收渠道数量是200左右的现实值。