RADIOLOGY GLOSSARY
超音波ビームフォーミング（Ultrasound Beamforming）
IN ONE LINE
一言でいうと
各素子の送受信信号の遅延や重みを制御し、狙った方向・位置の情報を強調する処理です。画像表示の補間とは異なります。
BEGINNER GUIDE
はじめて学ぶ方へ
各素子からの音やエコーを、目的の場所でそろうように調整します。別々の素子の信号をまとめて一本のビームの情報にします。
身近なイメージ
同じ点から戻ったエコーは素子位置ごとに到達時刻が異なります。その差を補って足すことで、目的の点の寄与をそろえられます。
そもそも超音波ビームフォーミングとは？
送信と受信の両方に処理があります。
遅延和は代表的な方法で、唯一の方法ではありません。
定義・しくみ
素子配列の信号へ幾何に基づく時間遅延、振幅重みなどを適用し、空間的な選択性を持つ波または合成受信信号を作る処理です。遅延和では焦点から各素子までの経路差を補います。受信の遅延は到達時刻に合わせて変えられます。
CORE FORMULA
基本公式
y(t)=Σᵢwᵢsᵢ(t+τᵢ)（遅延の符号を定義した受信模型）
FORMULA NOTES
公式の補足
τの符号は信号時刻の定義によります。
単純和の式は適応型など全算法を表すものではありません。
具体例で確認
教材用に経路差1.54 mm、仮定音速1,540 m/sです。
Δt==1.0 μs
1.0 μsの時間差を補います。音速の仮定が違えば整列は不完全になります。
専門的にもう一歩
重み付けはサイドローブを抑える一方、主ローブ幅へ影響する場合があります。動的受信集束は一回の送信から得るエコーの到達深さに応じて遅延を更新します。組織内の音速変化は位相収差を生むため、理想的な一様音速の計算だけで全画質を説明することはできません。
臨床・測定での確認点
- 仮定音速を確認します。
- 開口と重みを合わせて評価します。
- 表示処理による変化と分けます。
覚えるポイント
- 遅延と加算
- 送信・受信集束
- 重みとローブの関係
間違えやすい点
- 表示画素の補間と同じとしない
- 重みで全ての分解能が改善としない
- 一様音速が常に正確としない