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title: 2.3 超音波診断法の原理

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# 2.3 超音波診断法の原理

## 2.3.1 パルスエコー法

パルスエコー法(pulse-echo method)はパルス反射法とも呼ばれ、送波器から測定対象に時間幅の短い超音波パルスを送波し，音響的に異なる性質の物体境界や散乱点からの反射波を同じ場所で受信し、対象までの距離と反射波の強さを把握する方法である。
[電子情報通信学会_超音波診断の原理](https://www.ieice-hbkb.org/files/ad_base/view_pdf.html?p=/files/01/01gun_10hen_05.pdf#page=2)<!-- [9,27] -->
[サイエンスダイレクト_非破壊検査における概論]()

測定対象の裏面にアクセスできない場合でも検査を実行できるため超音波探傷検査では最も頻繁に利用され、超音波診断などで利用される。←超音波探傷の資料を集める

パルスエコー法の基本原理について述べる。



媒質での音速がｃであれば、伝搬時間tから対象までの距離dはd=ct/2で求められる。このことを利用して、伝搬時間が短ければ反射位置が近く、長ければ反射位置が遠いことを把握することができる。逆に、媒質の反射面までの距離がdであれば、同様の考え方で伝搬時間から媒質を伝搬する超音波の音速が求められる。

<!-- パルスエコー法では音の反射を利用するため，音の反射の原理について述べる． -->

音波は，異なる媒質の境界面で反射や屈折を起こす．反射の大きさは各媒質の抵抗値，つまり音響インピーダンスの差によって決まる．音響インピーダンスは媒質に固有の値で，隣り合う媒質の音響インピーダンスの差が大きいほど反射率は高くなる．

<!-- 次に，パルサーレシーバーを用いたパルスエコー法の原理について説明する．パルスエコー法では，被測定対象からの反射波を測定することにより，被測定対象内の異なる媒質の境界面を調べることができる．Figure 2.5にパルスエコー法の概略図を示す．測定方法は，まずパルサーレシーバーと接続された超音波トランスデューサーに電気パルスを流し，被測定対象に向けて超音波パルスを送波する．被測定対象内部を進んだ超音波パルスは，媒質が変化したところで反射を起こす．反射した超音波（以下，エコーと呼ぶ）は，再び超音波トランスデューサーに届き，電気信号に変換される．これにより，超音波を照射してからエコーが超音波トランスデューサーに到達するまでの時間と到達したエコーの強さ(振幅)が分かる．このエコーの強さから被測定対象内による超音波減衰を求めることができる．また，媒質の厚みがわかっている場合，到達時間の差と厚みから，媒質内を通過する超音波の音速が算出可能となる． -->




### 2.3.2. 表示形式

#### Aモード

A(Amplitude)モードは、プローブからある方向に向けて対象に走波され、物体などから反射しプローブで再び受波された超音波パルスを検波し、時間軸上に振幅情報を表示する表示方式である。
- [電子情報通信学会_超音波診断の原理](https://www.ieice-hbkb.org/files/ad_base/view_pdf.html?p=/files/01/01gun_10hen_05.pdf#page=2)<!-- [9,27] -->

AモードのAはAmplitude、つまり振幅を表し、送信した超音波パルスの反射波について、受信するまでにかかる時間とその振幅を考慮した計測方法である。
<!-- 横軸は時間軸を示し、縦軸はエコー信号の振幅 -->
<!-- 縦軸がエコー信号の振幅(エコー源泉)、横軸が時間を表している(図)。 -->
電気信号→超音波パルス
超音波パルスは、トランスデューサと呼ばれる検体に接触するプローブ(図)から放射され、音波エネルギーが組織へ入ると、組織内の構造物において反射する。トランスデューサはこの反射波を受信し、再度電気信号へと変換し、図のように横軸に時間軸、縦軸に超音波パルスの振幅を示す。この反射波はエコー信号と呼ばれ、近くの構造物からはより早く、遠くの構造物からは遅く信号を受信する。

- エコーとは何か

このエコーは遠くの構造物からは遠く、微妙に異なる遅延でトランスデューサに戻る。図は、

### 走査方法


## Bモード

## Mモード

## 2.3.3 アーチファクト

### 鏡面反射


- 残響アーチファクト


- ゲインによって異なる。←参考文献があったはず

反射波を送受信単一のトランスデューサで受信するためには、パルス反射面に対してトランスデューサを垂直に設置することが重要である。反射波は減衰の大きい複合構造を通過する必要があるため、受信するエコーは同じ構造物を通過した単一パルスの2倍減衰を経験することになる。[サイエンスダイレクト_非破壊検査における概論](https://www.sciencedirect.com/topics/engineering/echo-pulse#:~:text=In%20all%20pulse,the%20same%20structure.)←このため超音波技師は訓練が必要。←参考文献があったはず。

