/日本工業出版(株)/

■特集:AIで進化する医用超音波技術 in 2022
○超音波画像データベース構築と肝腫瘤・乳腺腫瘤鑑別AI開発
/芝浦工業大学/山川 誠
日本超音波医学会では、AI開発のための超音波画像データベース構築を行っており、肝腫瘤・乳腺腫瘤および心疾患の超音波データを収集している。また、このデータベースを用いた肝腫瘤・乳腺腫瘤鑑別AI開発を行いヒト専門医と比較しても高い精度が得られている。

○人工知能による超音波画像構築
/富山大学/長谷川 英之・高 尚策
超音波ビームフォーミングでは、複素信号を扱う場合も多い。本稿では、複素信号も処理可能な人工ニューラルネットワーク、およびそれによる超音波画像構築の例を紹介する。

○機械学習技術を活用した電気ノイズ除去による超音波画像の深部視認性の向上
/富士フイルムヘルスケア(株)/石原 千鶴枝・広島 美咲・池田 貞一郎・網野 和宏・藤井 信彦・田中 諭・下野 剛拓・佐東 佑子
機械学習を利用した高度な高画質化が医用画像で実現されている中、本研究では、超音波画像の電気ノイズ低減に着目し、CNNモデルを用いた機械学習によるデノイズ性能を実験的に評価した。学習に用いる入力データ形式の違いがデノイズ性能に大きく影響することを明らかにし、ファントムデータ学習で生成した機械学習モデルが生体画像のデノイズにも有効であることを確認した。機械学習による超音波画像のデノイズ技術によって、正確な超音波検査の実現が期待される。

○リングエコーにおける深層学習による腫瘤の自動検出
/(株)Lily MedTech/陣内 佑
超音波CT(USCT)は乳がんスクリーニングのための新しい超音波画像診断装置である。技師のスキルに依存せず、再現性が高い三次元画像が得られることなどのメリットがある。一方、三次元ボリュームのすべてを確認し、小さな病変部位を検出するのは労力がかかる。この問題の解決のための手段として、自動診断支援(CAD)ソフトウェアによる読影支援が考えられる。本研究の目的は深層学習による腫瘤の自動検出プログラムを開発し、その有用性を評価することである。

○超音波画像を用いた頸動脈プラークの自動抽出
/藤田医科大学/平野 岳・高井 洋次・寺本 篤司・渡邉 定克・杉本 恵子・松本 省二・齋藤 邦明/岐阜大学/藤田 広志
プラークは脳卒中や心疾患のリスク因子となるため適切な状態評価を行うことが重要である。一方で、プラークの評価は医師や技師の主観の基づき判断されている現状がある。そこで我々は、Deep learningを用いた頸動脈プラークの自動解析を目的とし、本稿では、頸動脈プラークの自動抽出について紹介する。

○高品位・定量的な超音波エコーイメージングのための深層学習
/上智大学/炭 親良
高品質・高定量な医用超音波(US)エコーイメージングのために、深層学習に基づき、(1)多重反射信号、および(2)グレーディングローブの低減・除去、(3)多重交差波の分離、(4)減衰補正イメージング、(5)減衰係数の画像化、(6)反射・後方散乱係数の画像化をシミュレーションを通じて行った。さらに、(7)乳房組織における良性腫瘍と悪性腫瘍(がん)のセグメンテーションも行い、自動診断の可能性が示唆された。医用超音波診断イメージングにおけるそれらの新しい可能性が確認された。

○乳房AI総論
/岐阜大学/藤田 広志
従来型の医用画像支援検出/診断CAD(computer aided detection/diagnosis)は、商用化され一定の成功を収めてはいるが、性能面など普及を阻む問題点も少なからず存在した。これを乗り越える新たな技術としてAI・ディープラーニングが出現し、CADはいまAI-CADとしてさらなる進化/多様化を遂げつつあり、総論的に乳房画像AIについて紹介する。

○マンモグラフィと乳腺超音波画像を用いたサブタイプ分類
/滋賀大学/村松 千左子
乳がんはサブタイプにより最も効果的な治療が選択される。本稿では、診断や治療を速やかに進めるための超音波検査画像やマンモグラフィを用いたサブタイプの予測に関する研究について紹介する。

○全自動エコーに対するディープラーニングを用いた自動診断の検討と展望
/湘南記念病院/井上 謙一
全自動超音波検査に人工知能による自動診断を加えることで正診率78.6%、感度85.7%、特異度71.4%と検診に応用し得る精度が確認された。自動化された検診システムで地域格差の解消に繋がると思われた。

■特集:超音波洗浄技術のさまざまな活用1
○食材への超音波洗浄の適用
/東京大学/尾田 正二・坂口 正明/三井不動産(株)/奥野 雅也・増田 大樹
ホウレン草を超音波洗浄すると、みずみずしさが長続きする。塩サバを超音波洗浄すると、臭みが消えて美味になる。本稿では、噴流式超音波洗浄機で我々が見出した、食材処理における超音波のさまざまな効果を紹介する。

○超音波を強くする小型インライン脱気装置と一槽式超音波マニュアル洗浄装置シリーズについて
/オタリ(株)/橋本 芳樹
新開発の「インライン脱気装置」について紹介する。本機は、小型軽量、持ち運び可能で、超音波洗浄機の洗浄効果を大幅にアップすることができる。また、「一槽式マニュアル型洗浄装置シリーズ」についても解説する。

○高周波数超音波洗浄機
/新科産業(有)/中原 理暉
精密洗浄に適する500 kHz型、1 MHz型の高周波数超音波洗浄機UMCシリーズの発振器と振動板タイプ振動子を紹介する。

○産業用超音波バリ取り洗浄装置
/(株)ブルー・スターR&D/柴野 佳英
超音波バリ取り用のキャビティーの特徴、超音波バリ取り洗浄の事例・特徴などについて述べることで、産業用超音波バリ取り洗浄装置の概要を紹介する。

○低VOC一液洗浄剤
/化研テック(株)/佐藤 李奈
近年、フラックス残渣とともに微小異物を除去するニーズが増えている一方で、環境負荷低減の要求は厳しさを増し、洗浄剤設計は制限されている。本稿では、こうした要求に対応した洗浄剤マイクロクリンECO3012/WDを紹介する。

■特集:海洋音響に寄与する超音波技術2
○中深層性魚類マイクロネクトンの音響生物量推定
/北海道大学/安間 洋樹・髙山 のあ/水産技術研究所/松倉 隆一・今泉 智人・鈴木 勇人
中深層性魚類マイクロネクトンは、外洋の中深層に膨大な生物量を有する。本稿では、優占的グループであるハダカイワシ科魚類を例に、鰾観察とターゲットストレングスの推定、音響生物量調査について紹介する。

○北海道釧路沖に生息するツノナシオキアミの物理パラメータの年変化とターゲットストレングス推定
/水産技術研究所/福田 美亮
音響調査を行う場合、生物一個体あたりの超音波反射量であるターゲットストレングス(TS)が必要である。本稿では、ツノナシオキアミを対象とし、音響散乱モデルによるTS推定に必要な物理パラメータの年変化について調べたので紹介する。

■解説
〔超音波モータ〕
○超音波モータを用いた低音再生用スピーカ
/東京工科大学/永瀬 竜道・大石 邦夫/芝浦工業大学/大賀 寿郎
超音波モータを用いた低音再生用スピーカの駆動回路のディジタル化により、容易かつ正確な設定と微調整を実現し、動作の安定性が向上できることを紹介する。その中でPWMによる超音波モータの回転速度の制御について紹介する。

〔超音波基礎〕
○シンプルな調和振動子系に生じるファノ共鳴の実数および複素数ファノパラメータ
/北海道大学/水野 誠司
ファノ共鳴とは、系の応答の増大と抑制が非常に近い振動数において生じる共鳴で、非対称な共鳴プロファイルに特徴を持っている。その非対称性は、ファノパラメータと呼ばれる一つのパラメータで記述される。本稿では、ファノ共鳴を、簡単な調和振動子系に対して得られたファノパラメータの解析解に基づいて紹介する。この解析解は、より複雑な系におけるファノ共鳴の本質的な理解、およびプロファイルの制御に役立つことが期待できる。