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超音波の原理4.2 音響インピーダンス

超音波 基礎講座4

超音波の表示2


超音波診断の表示法「Bモード」は白黒の画像です。


Bモードは反射波(プローブに返ってきた超音波)の強弱を輝度として二次元的に表示しているのです。


それでは、「反射波の強弱」は何が原因で起きるのでしょうか?



【音響インピーダンス】


プローブから送信された超音波が生体内を進む時、組織間に音響インピーダンスの差が大きいほど、超音波は強く反射され、逆に音響インピーダンスの差が小さいと、超音波はあまり反射せずに透過する量が多くなります。


超音波の反射は音響インピーダンスに差があるために起こるのです。


 「音響インピーダンス」?


簡単に言うと「組織固有の抵抗値」と考えてもらうとよいのではないでしょうか。


音響インピーダンスは「組織の密度×組織の音速」で表されます。



  密度はともかくとして、「組織の音速」とは?? 


空気中を音が伝わる速度は約340m/secです。水の中では約1480m/sec(20℃)ですから、空気中の4倍以上のスピードで音が伝わります。


これと同じように、身体の中も組織によって音が伝わる速度が違うのです。


一般的に肝臓であれば1500〜1600m/secくらい、骨は2500〜4500m/secくらいといわれています。

  
音の伝搬速度
媒  質 速度(m/s)
空気(20℃) 344
水 (20℃) 1482
脂  肪 1450
肝  臓 1549
腎  臓 1561
脾  臓 1566
血  液 1570
筋  肉 1585
頭  骨 4080


音響インピーダンスは密度×音速ですから、組織によって持っている音響インピーダンスが違うのです。


超音波の反射は音響インピーダンスに差があるために起こります。


体の中は様々な細胞や組織からなっていますので、組織と組織の間で音響インピーダンスに差があります。


音響インピーダンスに差があれば、そこに反射がおきる。
 

組織間で音響インピーダンスの差が大きいほど反射が強くなります。


反射が強いと、輝度が高く(白っぽく・エコーレベルが高く)、逆に組織間の音響インピーダンスの差が小さいと、輝度が低く(黒っぽく・エコーレベルが低く)なるのです!


この理屈を知っておいてくださいね。 


超音波検査士が教える超音波の原理習得術!



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