空気中・生体内での超音波伝播

🧠 空気と軟部組織の音響インピーダンス acoustic impedance 音響インピーダンス（acoustic impedance） acoustic impedance（音響インピーダンス） 差は非常に大きい。 空気–組織境界（air–tissue interface）ではほぼ全反射 total internal reflection (TIR) 全反射（total internal reflection (TIR)） total internal reflection (TIR)（全反射） する。

空気境界が超音波を遮る理由

ゲルは探触子 transducer 探触子（transducer） transducer（探触子） と皮膚の微小な空隙を満たし、空気境界を除くことで超音波を体内へ結合する。軟部組織内では音速 sound speed 音速（sound speed） sound speed（音速） を約1540 m/sと仮定して深さを計算する。¹²

ゲルから体内へ入る音響経路

カップリングcoupling カップリング（coupling）coupling（カップリング） ゲルは探触子 transducer 探触子（transducer） transducer（探触子） と皮膚の間の空気を除く。

flowchart TD
  A["空気境界が超音波を遮る理由"] --> B
  B["ゲルから体内へ入る音響経路"] --> C
  C["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='coupling'>カップリング</span>ゲルは<span class='jp-term jp-term-diagram' title='transducer'>探触子</span>と皮膚の間の空気を除く"] --> D
  D["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='sound speed'>音速</span>差と<span class='jp-term jp-term-diagram' title='acoustic shadowing'>音響陰影</span>"]

音速差と音響陰影

空気と組織の大きな音響インピーダンスacoustic impedance 音響インピーダンス（acoustic impedance）acoustic impedance（音響インピーダンス） 差は境界でほぼ全反射 total internal reflection (TIR) 全反射（total internal reflection (TIR)） total internal reflection (TIR)（全反射） を起こすため、カップリングcoupling カップリング（coupling）coupling（カップリング） ゲルで探触子 transducer 探触子（transducer） transducer（探触子） と皮膚の間の空気を除く。組織内では伝播時間を距離へ換算することで、パルスエコー法pulse-echo methodパルスエコー法（pulse-echo method）pulse-echo method（パルスエコー法）が反射面の深さを求める。

肺や腸管ガスはその背後を描出しにくくする。脂肪・筋・骨などで実際の音速 sound speed 音速（sound speed） sound speed（音速） が異なると位置誤差や屈折アーチファクト artifact アーチファクト（artifact） artifact（アーチファクト） が生じ、骨やガスの後方には音響陰影 acoustic shadowing 音響陰影（acoustic shadowing） acoustic shadowing（音響陰影） ができる。

まとめ

• 空気と軟部組織の音響インピーダンス acoustic impedance 音響インピーダンス（acoustic impedance） acoustic impedance（音響インピーダンス） 差は非常に大きい。空気・組織境界ではほぼ全反射 total internal reflection (TIR) 全反射（total internal reflection (TIR)） total internal reflection (TIR)（全反射） し、体内へエネルギーが入らない。
• カップリングcoupling カップリング（coupling）coupling（カップリング） ゲルは探触子 transducer 探触子（transducer） transducer（探触子） と皮膚の間の空気を除く。
• 肺や腸管ガスはその背後を描出しにくくする。