パルスエコー原理

🧠 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） は短い超音波パルスを送り、エコーの往復時間を測る。 反射体までの深さは音速 sound speed 音速（sound speed） sound speed（音速） と時間差から求める。

往復時間から深さを求める

距離式の2はパルスが反射体まで往復するためである。送信後に受信を待つ時間は最大表示深度 maximum display depth 最大表示深度（maximum display depth） maximum display depth（最大表示深度） を決め、パルス反復周波数pulse repetition frequency パルス反復周波数（pulse repetition frequency）pulse repetition frequency（パルス反復周波数） を高くしすぎると前のパルスの深部エコー deep echoes 深部エコー（deep echoes） deep echoes（深部エコー） を次のパルス由来と誤認する。

パルスエコー原理を表す式

$d$は深さ、$c$は組織内音速 sound speed音速（sound speed） sound speed（音速）、$\Delta t$は送信から受信までの時間である。

送信パルスとエコー受信

往復距離であるため2で割る。

flowchart TD
  A["往復時間から深さを求める"] --> B
  B["送信パルスとエコー受信"] --> C
  C["往復距離であるため2で割る"] --> D
  D["最大深度と距離誤差"]

最大深度と距離誤差

圧電探触子 transducer探触子（transducer） transducer（探触子）が短い送信パルスを作り、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）の異なる境界がエコーを返す。装置は到達時間を深さへ変換し、受信エコーへ減衰補正・圧縮compaction圧縮（compaction）compaction（圧縮）・ビーム形成beamforming ビーム形成（beamforming）beamforming（ビーム形成） などを施した値を輝度 luminance 輝度（luminance） luminance（輝度） へ割り当てる¹ため、位置情報positional information 位置情報（positional information）positional information（位置情報） と輝度 luminance 輝度（luminance） luminance（輝度） 情報を分けて理解する必要がある。

各反射体の位置と処理後のエコー強度を組み合わせて画像を作る。深さ計算は媒質内の平均音速 sound speed 音速（sound speed） sound speed（音速） を一定と仮定するため、音速sound speed 音速（sound speed）sound speed（音速） 差は距離の系統誤差 systematic error 系統誤差（systematic error） systematic error（系統誤差） になる²。

まとめ

• 短い超音波パルスを送り、エコーの往復時間を測る。反射体までの深さは音速 sound speed 音速（sound speed） sound speed（音速） と時間差から求める。
• 往復距離であるため2で割る。
• 各反射体の位置とエコー強度を組み合わせて画像を作る。