振幅

振幅とは

振幅とは、波の大きさを表す量のことを指します。
超音波検査では、音波によって生じる
圧力変化の大きさを意味します。

簡単に言えば、
超音波の「強さ」を示す指標です。

振幅が大きいほど、
波のエネルギーは大きくなります。

※音響エネルギー（強度）は、振幅の二乗に比例します。

原理

超音波は、物質中の粒子が
前後に振動することで伝わる縦波です。

このとき、

粒子の変位や圧力変化が大きい
＝ 振幅が大きい

という関係になります。

振幅が大きい超音波は、
より高い音響強度（intensity）を持ちます。

その結果、
組織境界で生じる反射波の振幅も大きくなります。

振幅と画像の明るさ（輝度）の関係

超音波画像（Bモード）では、
受信したエコー信号の振幅が
画面上の明るさとして表示されます。

つまり、

・振幅が大きい → 明るく表示（高エコー）
・振幅が小さい → 暗く表示（低エコー）

となります。

画像の白黒の違いは、
反射波の振幅差を視覚化したものです。

振幅が変化する要因

反射波の振幅は、
主に次の要因によって変化します。

・組織間の音響インピーダンス差
・入射角度
・減衰（attenuation）
・散乱（scattering）

特に、音響インピーダンス差が大きい境界では
反射係数が高くなり、
大きな振幅のエコーが返ってきます。

臨床的な意味

① エコーレベル（輝度）の基礎になる

高エコー・低エコー・無エコーといった表現は、
すべて受信エコーの振幅差に基づいています。

例えば、

・結石や骨 → 強い反射 → 高振幅 → 高エコー
・液体 → 反射がほとんどない → 低振幅 → 無エコー

として描出されます。

② 組織性状評価につながる

振幅分布を観察することで、

・腫瘤内部構造
・均一性
・線維化や石灰化

などを評価できます。

超音波診断における
組織性状判断の基盤となる概念です。

③ ゲイン調整との関係

装置のゲイン（gain）は、
受信した信号の振幅を電気的に増幅する機能です。

ゲインを上げると、

・小さな振幅も強調される
・画像全体が明るくなる

ただし、
体内で生じている反射強度そのものが
変化しているわけではありません。

まとめ

振幅は、超音波の強さを表す
基本的な物理パラメータです。

・振幅は波の大きさ（圧力変化量）を示す
・音響強度は振幅の二乗に比例する
・反射波の振幅が画像の明るさになる
・ゲインは振幅表示を調整する機能である

超音波画像の白黒は、
振幅差を可視化した結果です。

振幅を理解することで、
画像の見た目だけでなく、
物理的背景を説明できるようになります。