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遠距離音場とは
遠距離音場とは、
近距離音場の終端より深部に広がる音場領域を指します。
英語では
Far Field
または
Fraunhofer zone（フラウンホーファー領域）
と呼ばれます。
この領域では、
超音波ビームは回折の影響を受けながら
徐々に拡散して進みます。
音場の構造
超音波ビームは、
・近距離音場（Near Field）
・遠距離音場（Far Field）
に分かれます。
遠距離音場では、
・ビーム幅が連続的に広がる
・音圧が距離とともに減衰する
という特徴があります。
干渉による強弱の不規則性は、
近距離音場より小さくなります。
遠距離音場の広がり
遠距離音場では、
ビームは一定の拡散角をもって広がります。
拡散の程度は、
・波長
・振動子の直径
に依存します。
理論的には、
拡散角はおおよそ λ / D に比例します。
波長が短い（高周波）ほど、
拡散は小さくなります。
近距離音場との違い
近距離音場では、
・ビーム幅が周期的に変動する
・干渉による音圧分布のムラがある
一方、遠距離音場では、
・ビームが連続的に拡散する
・音圧が滑らかに減衰する
という違いがあります。
電子フォーカスは通常、
近距離音場内またはその境界付近に設定されます。
臨床的な意味
① 深部描出に影響する
遠距離音場では、
ビームが広がるため
横方向分解能が低下します。
その結果、
・深部で境界がぼやける
・小病変の識別が難しくなる
といった現象が起こります。
② 周波数選択の根拠になる
高周波では波長が短いため、
ビームの拡散は小さくなります。
ただし減衰が大きく、
深部到達は制限されます。
深部観察では、
到達深度
と
ビーム拡散
の両方を考慮する必要があります。
③ 装置性能の影響を受ける
電子フォーカスや
ビーム形成技術により、
遠距離音場での描出性能は改善されています。
ただし物理的な回折そのものは
完全には回避できません。
まとめ
遠距離音場は、
近距離音場より深部に広がる回折支配領域です。
・Far Field（Fraunhofer領域）とも呼ばれる
・ビームは連続的に拡散する
・深部で横方向分解能が低下する
・波長と振動子径に依存する
超音波検査では、
音場の構造を理解することが
深部描出の評価と設定最適化につながります。
