Contents
音響インピーダンスとは
音響インピーダンスとは、
超音波が物質中を伝わるときの
伝わりにくさを示す物理量です。
超音波画像における
反射の強さを決める
最も重要な要素の一つです。
音響インピーダンスは、
Zという記号で表されます。
密度と音速の積で定義されます。
なぜ音響インピーダンスが重要なのか
超音波は、
異なる音響インピーダンスを持つ
物質の境界で反射します。
インピーダンス差が大きい場合、
反射は強くなり、
高エコーとして描出されます。
インピーダンス差が小さい場合、
反射は弱くなり、
低エコーから無エコーとして描出されます。
つまり、
超音波画像の白黒コントラストは、
音響インピーダンスの差によって決まっています。
代表的な組織のインピーダンスの違い
空気は、
非常に大きなインピーダンス差を持ち、
強く反射されるため描出が困難です。
骨は、
インピーダンス差が大きく、
高エコーと音響陰影を伴います。
軟部組織では、中程度の差となり、
グレー階調として描出されます。
液体では、
インピーダンス差が小さく、
無エコーとして描出されます。
特に、
空気と軟部組織の差は極端に大きいため、
超音波はほとんど体内に入ることができません。
音響インピーダンスとアーチファクト
音響インピーダンス差が大きいと、
さまざまなアーチファクトが
生じやすくなります。
- 音響陰影
- 後方エコー増強
- ミラーイメージ
これらの現象は、
音響インピーダンス差を
理解することで
説明することができます。
境界で起こる現象
超音波が
異なる物質の境界に到達すると、
一部は反射され、一部は透過します。
反射と透過の割合は、
境界を挟んだ
音響インピーダンス差によって
決まります。
差が大きいほど、反射が増え、
透過は少なくなります。
臨床での具体例
胆石
胆石と胆汁の間には、
大きな音響インピーダンス差があります。
そのため、強い反射と
明瞭な音響陰影が生じます。
囊胞
囊胞内部は液体で満たされており、
内部でのインピーダンス差が
ほとんどありません。
その結果、
無エコーとして描出され、
後方エコー増強を伴います。
肺
肺は空気を多く含むため、
音響インピーダンス差が極端に大きく、
超音波による描出は
困難になります。
音響カップリングとの関係
プローブと皮膚の間に
空気が存在すると、
音響インピーダンス差が
極端に大きくなります。
その結果、超音波は体内に
ほとんど伝わりません。
そのため、
ゼリーを使用して空気を排除し、
音響カップリングを確保します。
初学者が押さえるべきポイント
画像の白黒は、
密度そのものではなく、
音響インピーダンス差で決まります。
反射が強いからといって、
必ずしも病変が硬いとは限りません。
境界で起こる現象を理解することが、
診断力の向上につながります。
まとめ
音響インピーダンス（Acoustic Impedance）とは、
超音波の反射と透過を決定する
物理的な指標です。
密度と音速によって定義され、
差が大きいほど反射は強くなります。
超音波画像の
コントラストを生み出す
根本的な原理です。
音響インピーダンスを理解することは、
超音波画像の成り立ちを
理解するための第一歩となります。
