FMC/TFMの原理

一般的なPAUT（フェーズドアレイUT）では、あらかじめ設定した角度や焦点位置に対して超音波ビームを形成します。しかし、この方法ではフォーカス位置が限定されるため、観察領域全体で金一な分解能を得ることは困難でした。
そこで発展してきたのが、開口合成技術です。
これは、複数の送受信データを後処理で合成し、仮想的に大きな開口を形成することで、高い分解能を実現する技術です。医療超音波、レーダー、分野などで発展した技術が、現在では工業用超音波探傷にも広く応用されています。
その代表的な技術が、FMC（Full Matrix Capture）とTFM（Total Focusing Method）です。

FMC（Full Matrix Capture）とは

・1番素子で送信　→　64素子で受信
・2番素子で送信　→　64素子で受信
・…
・64番素子で送信　→　64素子で受信

という動作を繰り返します。

これにより、全ての送受信ペアの情報を取得でき、完全なマトリクスデータ（Full Matrix Data）が生成されます。この完全なデータセットを保持することで、後処理による自由度の高い画像構成が可能になります。

PWI（Plane Wave Imaging）とは

TFMは、FMCやPWIで取得した全送受信データを用いて画像を再構成する手法です。
TFMでは、画像中の各点に対して、送信素子から対象点までの伝搬時間、対象点から受信素子までの伝搬時間を計算します。
そして、その伝搬時間に併せて各信号を遅延補正し、加算処理（Delay and Sum）を行います。
この処理を画像全体のすべての点に対して実施することで、全領域に対してフォーカスされた高分解能画像を生成できます。

従来のPAUTでは特定深さのみが最適フォーカスとなるのに対し、TFMでは画像全体がフォーカスされる点が大きな特徴です。

TFMは、FMCやPWIで取得した全送受信データを用いて画像を再構成する手法です。
TFMでは、画像中の各点に対して、送信素子から対象点までの伝搬時間、対象点から受信素子までの伝搬時間を計算します。
そして、その伝搬時間に併せて各信号を遅延補正し、加算処理（Delay and Sum）を行います。
この処理を画像全体のすべての点に対して実施することで、全領域に対してフォーカスされた高分解能画像を生成できます。

従来のPAUTでは特定深さのみが最適フォーカスとなるのに対し、TFMでは画像全体がフォーカスされる点が大きな特徴です。