超音波ビームフォーミングにおける2値化信号から算出する低演算量の一般化コヒーレンスファクタ

DOI Web Site 参考文献28件
  • 久津 将則
    富士フイルムヘルスケア株式会社 東北大学大学院医工学研究科
  • 森 翔平
    東北大学工学研究科
  • 荒川 元孝
    東北大学大学院医工学研究科 東北大学工学研究科
  • 金井 浩
    東北大学大学院医工学研究科 東北大学工学研究科

書誌事項

タイトル別名
  • Low-complexity generalized coherence factor estimated from binarized signals in ultrasound beamforming

抄録

<p>目的：一般化コヒーレンスファクタ （generalized coherence factor: GCF） を指標としたコヒーレンスに基づいたビームフォーミング （coherence-based beamforming: CBB） では，サイドローブによる不要信号を低減でき，優れたコントラスト対雑音比 （contrast-to-noise ratio: CNR） が得られる．しかし，超音波診断装置の標準的なビームフォーミングである整相加算 （delay and sum: DAS） に比べると，演算量が大きくなるという課題がある．本研究では，GCFの演算量を大きく低減する手法を提案した．方法：我々が以前に提案したGCFrealでは，従来のGCFにおける，プローブの各素子の受信信号に対する解析信号の生成を省略し，演算量を低減できる．本研究の提案法 （GCF estimated from binarized signals: GCFB） では，さらに各素子の受信信号を2値化し，2値化信号からGCF値を算出することで，必要な乗算と加算の回数を大幅に低減する．結果：シミュレーションによって生成した各素子の受信信号と，超音波診断装置でファントムから取得した受信信号を用いて，GCFBとGCFrealの値を比較した．また，これらの値を用いたCBBから得られるBモード像の画質を評価した．GCFrealに比べ，GCFBでは不要信号の低減効果が優れていたが，一方で一様散乱媒質の輝度を低減させる傾向が見られた．CNR向上効果は，両手法でほぼ同等となった．結論：GCFBでは，DASに対して優れたCNR向上効果が得られた．GCFrealとGCFBのCNR向上効果の優劣については，観測対象に依存する可能性があるが，本研究の条件下では，GCFrealとGCFBで同程度の性能が得られた．GCFBは信号の2値化により演算量を大幅に低減できるため，臨床で用いる診断装置への応用が期待できる．</p>

収録刊行物

  • 超音波医学

    超音波医学 49 (6), 503-516, 2022

    公益社団法人 日本超音波医学会

参考文献 (28)*注記

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