高速心臓イメージングのためのマルチライン送信ビームフォーミングの音響出力：シミュレーション研究

心臓超音波でより高いフレームレートを達成することで、短命の心筋イベントを発表し、心機能に関する新しい洞察につながる可能性があります。マルチライン送信（MLT）ビームフォーミング（つまり、複数の集中ビームを同時に送信）は、これを達成するための潜在的なアプローチです。ただし、2つの課題があります。1つ目は、MLTビーム間のクロストークにつながり、イメージングアーティファクトとして表示され、2つ目は、複数のMLTビームが重複する近距離フィールドに音響合計を示します。いくつかの研究は前者に焦点を当てていますが、後者の音響安全性に対する意味を調査した研究はありません。この論文では、4-MLTの音響場をシミュレートし、シングルライン送信（SLT）と比較しました。調査結果は、標準MLTが潜在的な懸念を提示していることを示唆しています。SLTと比較して、機械指数（MI）（1.0から2.3）の2倍の増加、空間ピークパルス平均強度（I（SPPA））の6倍の増加を示します。MW∙CM（-2））。その後、MLTの送信パルスおよび遅延ラインの変更が研究されました。これらの修正により、音響出力の時空間分布の変化が可能になり、それにより安全指数が大幅に減少します（MI = 1.2、I（SPPA）= 92w∙cm（-2）およびI（SPTA）= 366 mW∙cm（-2））。したがって、彼らはMLT周辺の懸念を軽減するのに役立ち、音響安全性と画質の間の潜在的なトレードオフを減らします。

Achieving higher frame rates in cardiac ultrasound could unveil short-lived myocardial events and lead to new insights on cardiac function. Multi-line transmit (MLT) beamforming (i.e., simultaneously transmitting multiple focused beams) is a potential approach to achieve this. However, two challenges come with it: first, it leads to cross-talk between the MLT beams, appearing as imaging artifacts, and second, it presents acoustic summation in the near field, where multiple MLT beams overlap. Although several studies have focused on the former, no studies have looked into the implications of the latter on acoustic safety. In this paper, the acoustic field of 4-MLT was simulated and compared with single-line transmit (SLT). The findings suggest that standard MLT does present potential concerns. Compared with SLT, it shows a 2-fold increase in mechanical index (MI) (from 1.0 to 2.3), a 6-fold increase in spatial-peak pulse-average intensity (I(sppa)) (from 99 to 576 W∙cm(-2)) and a 12-fold increase in spatial-peak temporalaverage intensity (I(spta)) (from 119 to 1407 mW∙cm(-2)). Subsequently, modifications of the transmit pulse and delay line of MLT were studied. These modifications allowed for a change in the spatio-temporal distribution of the acoustic output, thereby significantly decreasing the safety indices (MI = 1.2, I(sppa) = 92 W∙cm(-2) and I(spta) = 366 mW∙cm(-2)). Accordingly, they help mitigate the concerns around MLT, reducing potential tradeoffs between acoustic safety and image quality.