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。

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。