大橋 剛介¹, 大矢 晃久², 飛世 和信³, 秋山 いわき⁴

Gosuke OHASHI¹, Akihisa OHYA², Kazunobu TOBISE³, Iwaki AKIYAMA⁴

¹静岡大学工学部, ²筑波大学電子情報工学系, ³湘菱電子株式会社検査計測, ⁴湘南工科大学工学部

¹Faculty of Engineering Shizuoka University, ²Institute of Information Sciences and Electronics University of Tsukuba, ³Shoryo Electronic Corporation, ⁴Faculty of Engineering Shonan Institute of Technology

キーワード : interference, received waveform, signal processing, stent, ultrasonic echography

本研究は, 冠動脈狭窄治療用ステントを低周波超音波エコー信号の干渉を利用して, ステントの網目を映像化することでなく, ステントを他の組織と混同することなく容易に確認できるようにすることを目的としている. ステントは網目構造をしているので, 規則性があり, そのため超音波の波長とステントの網目間隔の長さとの間には干渉によってエコーを強め合う関係がある. まず計算機シミュレーションで送信波形の中心周波数を変化させ, ステントの網目間隔と波長の関係を検討する. 実際の超音波診断装置において送信波を制御することは難しいので, 次に受信波にフィルタをかけることを検討する. 最後に, 生体を模擬した寒天ゲルファントムにステントを入れ, ファントム実験を行い, 本手法の有効性を検証する. ステントの網目間隔の2倍の整数倍を波長とする超音波を用いると, ステントが強調されることをシミュレーションによって確認した. また, このときの周波数帯域である0.8〜1.5 MHzを通過帯域とするバンドパスフィルタを用いて生体を模擬したステント入り寒天ゲルファントムに対して実際の超音波診断装置によって得られた受信エコーを適用したところ, ステントは他の組織と混同されることなくはっきりと強調されて表示され, 本手法の有効性を確認出来た.

Purpose: We set out to enhance the imaging of stents used for coronary coarctation surgery without imaging the reticulation of the stent. Because the stent is a reticulated structure, there is a relation between ultrasound wavelength and the interstice reticulation that produces the echo. Methods: First we performed computer simulation by ultrasound frequency of transmitted signals to analyze this relation. Then, instead of controlling the transmitted wave, we processed the returned signals through a band-pass filter because of the difficulty of controlling the transmitted waves of diagnostic ultrasound equipment. Following this, we conducted experiments on an agar gel phantom containing a stent to verify the effectiveness of this method. Results: The simulation confirmed that the stent was apparent when the ultrasonic wavelength equaled the product of an integer and twice the interval of the reticulation of the stent. Application of a band-pass filter of 0.8 to 1.5 MHz to the waveform returned from the agar gel phantom containing the stent. Conclusions: The effectiveness of this method in depicting the stent was confirmed.