【超音波の原理】
超音波とは20,000Hz以上で不可聴
パルス:波のサイクルの集合。空間パルス長とはパルス1つ分の長さのこと。
空間パルス長:パルス1つ分の長さ。パルス幅とも。
パルス繰り返し周期:1つのパルスと次のパルスまでの時間の合計
PRF:Pulse repetition Frequency パルス繰り返し周波数。パルス繰り返し周期の逆数。パルスの間隔が短くなるとPRFは長くなる。
軟部組織の音波速度は1540m/sと規定されている。(空気は330、骨は4080)
音響インピーダンス:密度*速度(音波を透過させる程度)、空気は低い。
レイリー反射:音波をすべての方向に反射させること。赤血球などはこういった反射をする。
減衰(attenuation):反射、散乱、吸収によっておこる。 1/2 *周波数*移動距離
圧電効果:電気エネルギーと機械エネルギーにの変化。超音波では、まず逆圧電効果で電圧を音波に変換している。受診後に音波を電気信号にかえている。こういった圧電効果をもつ物質は自然・人工物である。例としてはクオーツ、トルマリンなど。
近距離音場:フレスネルゾーンとも。(振動子の直径)^2 / (波長*4)
遠距離音場:フランホファーゾーン。
周波数を高くすると、近距離音場が長くなり、画像がきれいになるが、減衰も大きく
遠くまでは見えなくなる。
焦点距離:振動子の直径と周波数に比例する。
分解能:距離分解能(レンジ分解能)=縦方向。だいたい0.05〜0.5方位分解能(横方向)スライス分解能(奥行き)このなかでエコーが強いのは距離分解能。調整もできる。
Range equation:振動子から反射体までの距離。 1.54 * パルス往復時間 / 2 で求める。
超音波周波数
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連続ドプラ 電気的周波数によって決まる。
パルスドプラ 圧電素子の厚さと速度から決まる
帯域幅:パルスにおける音波の最高周波数と最低周波数の差分。短いパルスでは帯域幅が広く、画質が良い。
振動子の種類:リニアアレイ=圧電素子が直線的に配置されたもの。リニアフェーズドアレイ=パルスのずれを作ってエコーを集束させることができるリニアアレイ。環状アレイ=円状に圧電素子があり。中心部分で近距離、遠心部分で遠距離をみている。距離分解能がよい。
画像の調整:ゲインのup/down=amplificationを調整している(信号の増幅)ダイナミックレンジ=コントラストを決定している。