生物物理学

生物物理学 · 17.05

超音波の吸収

Absorption of ultrasound

🧠 伝播中の超音波エネルギーは熱へ変換される。 は一般に周波数とともに増大する。

吸収・散乱・反射による減弱

吸収だけでなくもビームからエネルギーを失わせるため、臨床でいう減弱はそれらのである。軟部組織ではdB/cm/MHzで表す減弱係数が周波数に概ね比例する。12

超音波の吸収を表す式

I(x)=I0e−μxI(x)=I_0e^{-\mu x}

μ\muは強度減弱係数(m⁻¹)である。臨床では線形なdB表示と周波数依存の係数もよく用いる。

伝播距離に伴う強度低下

は分解能が高いがが浅い。

flowchart TD
  A["吸収・散乱・反射による減弱"] --> B
  B["伝播距離に伴う強度低下"] --> C
  C["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='high frequency'>高周波</span>は分解能が高いが<span class='jp-term jp-term-diagram' title='depth of invasion'>深達度</span>が浅い"] --> D
  D["周波数と<span class='jp-term jp-term-diagram' title='depth of invasion'>深達度</span>の交換条件"]

周波数と深達度の交換条件

超音波の減弱は一般に周波数とともに増えるため、ほどは高いがは浅い。では、目的臓器の深さに応じてこの分解能―のを選ぶ。

深部観察では低めの周波数、浅部精査では高めの周波数を選ぶ。周波数選択は分解能との交換条件であり、受信を上げても失われた情報までは回復しない。

まとめ

  • 伝播中の超音波エネルギーは熱へ変換される。減弱は一般に周波数とともに増大する。
  • は分解能が高いがが浅い。
  • 深部観察では低めの周波数、浅部精査では高めの周波数を選ぶ。

出典

  1. 1.Review: absorption and dispersion of ultrasound in biological tissue(Ultrasound in Medicine & Biology・1975)生体組織における超音波吸収と分散を概説する閲覧 2026-08-20
  2. 2.Attenuation of ultrasound: magnitude and frequency dependence for tissue characterization(Radiology・1984)組織の超音波減弱と周波数依存性を評価する閲覧 2026-08-20