《医学物理学》B超音波の動作原理

ほとんどの人が「B 超音波」について考えるとき、おそらく母親の子宮内の胎児の画像、または定期的な身体検査中の画像を思い浮かべるでしょう。

1. B超音波とは何ですか?

B超音波は超音波検査の一種です。

超音波は機械的な振動波です。電磁波とは異なり、伝播するには媒体が必要です。人間の耳は 20 ～ 20KHz の音波しか感知できません。周波数が20KHzを超えると、人間はそれを聞くことができません。この人間が感知できない音波が超音波です。

B 超音波の超音波トランスデューサーは、電気エネルギーを高周波振動機械エネルギーに変換し、人間には聞こえない高周波音波を生成します。ただし、現在使用されているトランスデューサーのほとんどは、より高い周波数（メガヘルツ範囲）で動作します。超音波は電気信号に変換することもできます。超音波検査中、技術者はトランスデューサーと皮膚の間に空気の溜まりができ、超音波が体内に入るのを妨げるのを防ぐために、皮膚にジェルを塗ります。この技術は、コウモリやクジラ、イルカが使用するエコーロケーションや、潜水艦が使用するソナーに似ています。

さまざまな種類の超音波画像

（１）３D超音波画像診断

プローブを体表面上で動かしたり、挿入したプローブを回転させたりして、複数の 2D 画像を取得し、専用のコンピューター ソフトウェアを使用して 2D スキャンを 3D 画像に組み合わせます。

（２）ドップラー超音波

ドップラー超音波はドップラー効果に基づいています。超音波を反射する物体が移動すると、エコーの周波数が変化し、プローブに向かって移動する場合は高い周波数が生成され、プローブから遠ざかる場合は低い周波数が生成されます。周波数がどれだけ変化するかは、物体がどれだけ速く動いているかによって決まります。ドップラー超音波は、心臓や血流の測定など、物体がどれだけ速く動いているかを計算するために、エコーの周波数の変化を測定します。

3. よく話題になるカラー超音波とは何ですか?

簡単に言えば、カラー超音波は高解像度の白黒B超音波にカラードップラーを加えたもので、より豊富な医療情報を提供します。

4. リスクはありますか?

超音波検査は非侵襲的で、患者にとって安全かつ無痛であり、X 線、CT スキャン、磁気共鳴画像 (MRI) 磁場のような電離放射線を発生しません。ただし、特定の状況や条件下では、超音波は体内で何らかの生物学的効果を生み出す可能性があります。

（１）熱効果：組織または水が超音波エネルギーを吸収し、局所的な温度を上昇させます。

（２）気泡の発生：超音波による局所的な熱により溶解ガスが溶液から逃げ出すと気泡が発生することがあります。

しかし、人間や動物を対象とした研究では、超音波の有害な影響は実証されていません。そうは言っても、超音波は必要な場合にのみ使用する必要があります。