音波の生成と伝播:
* 超音波トランスデューサー: 超音波は、電気エネルギーを機械的振動に変換し、音波を生成する圧電結晶に依存しています。物理学は、圧電性の原則と、これらの結晶の仕組みを説明しています。
* 音波伝播: 異なる組織を介した音波伝播の物理学を理解することは、超音波検査の基本です。これには、次のような要因が含まれます。
* 音の速度: 音の速度は異なる組織によって異なり、音波がトランスデューサーに戻るのに時間がかかる時間に影響します。
* 減衰: 音波は、物理学で研究されている効果である組織を通過する際に強度を失います。
* 反射と散乱: 音波は組織の境界と相互作用し、組織の音響特性に依存する方法で反射し、散乱します。
画像形成:
* エコー: トランスデューサーによって受信された反射音波(エコー)は、画像を作成するために使用されます。エコーが返すのにかかる時間は、反射物の深さを決定します。
* 信号処理: 物理学は、意味のある画像を作成するためにエコーがどのように処理されるかを理解するのに役立ちます。これには次のことが含まれます。
* フィルタリングと増幅: 信号をフィルター処理してノイズを除去し、拡大して明確さを改善します。
* ビームフォーム: トランスデューサーは、イメージ解像度に重要なフォーカスビームで発光して音波を受け取ります。
* a-mode、b-mode、modeイメージング: Sonographyは、組織との音波相互作用の物理学に基づいたさまざまな画像表示モードを使用しています。
安全上の考慮事項:
* Bioeffects: 物理学は、ヒト組織の超音波エネルギーの安全なレベルを決定するのに役立ちます。 音波の熱的および機械的効果の可能性を理解することは、患者の安全に不可欠です。
* ドップラー効果: ドップラー効果は、血管の血流を測定するために使用されます。この現象は、反射物の動きによる音波の頻度の変化に基づいています。
要約すると、超音波検査は、音波の生成から画像の作成や安全性の考慮事項まで、物理学に深く根ざしています。関係する物理的原則を理解することで、ソノグラファーは画像の品質を最適化し、患者の安全を確保することができます。