超音波装置 / 分解能 / 表示モード

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超音波画像診断装置の構成要素

 (60.24.26)
 「送信回路」「圧電素子」「TVモニタ」「ビデオプリンタ」
 プローブ→増幅器位相検出器→デジタルコンバータ→モニタ

プローブの構成

 (68am9、64.23、62.26)
・プローブ内部の配置
:体表→音響レンズ第2整合層第1整合層振動子バッキング材

①音響レンズ
スネルの法則に従いビームを収束させる
 生体と音響インピーダンスはほぼ等しく、音速は遅い物質(シリコンなど)を使用する

②音響整合層(マッチング層)
:振動子と生体の音響インピーダンスの差による体表面での反射を少なくし、
 送受信効率をあげる

③振動子
:電圧と音を相互変換する
 0.1~1mmの微細な短冊状
 材料はPZT(チタン酸ジルコン酸鉛)
    PVDF(ポリフッ化ビニリデン)
・凹面振動子:集束

④バッキング材
振動子後方に放射した音響エネルギーを速やかに消散し、振動を吸収することでパルス幅短くする

電子走査方式のプローブ

 (70pm13、69am14、64.24、62.24、65.36.45、60.46)
・電子リニア走査方式 
表在臓器(乳腺組織など)」「末梢血管」の診断
 利点:近距離領域の視野が広い
    走査線密度の均一な画像が得られる
 欠点:肋骨消化管ガスの影響を受けやすい

・電子コンベックス走査方式
腹部一般」「産婦人科領域」の診断
 利点:深部で視野が広い
    圧迫走査がしやすい
    肋間走査も可能  
 欠点:体表の盛り上がっている部分では観察視野が狭い

・電子セクタ走査方式 (71pm14)
心臓」「腹部一般」「脳(新生児)」の診断
 利点:小さな音響窓(肋間)から深部で広い視野を得られる

・電子ラジアル走査方式
管腔臓器」「前立腺」の診断
 利点:360°視野
    管腔に挿入して使用

超音波の分解能

 (67pm13、65.25、63.25、62.25、61.43)
・空間分解能
:一般的に分解能は①>②である。

①距離分解能
ビーム方向に並んだ2点の反射エコーの識別可能な最小距離
 パルス幅が短い・周波数が高い
  → 高距離分解能  

②方位分解能
ビームと直角方向に並んだ2点の反射エコーの識別可能な最小距離
 焦点域で高分解能となる
 方位分解能=(1.22×λ)/D
 λ:波長
 D:振動子の直径
 振動子の直径が大きい(ビームが細い)・周波数が高い
  → 高方位分解能

③スライス方向分解能
プローブの周波数に依存する

・コントラスト分解能
組織間の輝度差の分解能

・時間分解能
フレームレートによる評価

*ダイナミックフォーカス
方位・距離分解能が上昇する

表示モード

・A(Amplitude)モード
反射エコーの強さをグラフ状に表したもの
 縦軸に時間(=深さ)、横軸に反射強度をとる

・M(Motion)モード
:反射エコーの強さの変化を輝度変調し、画面に表示する
 Bモードと違いプローブの移動を行わずに行う
 動いているもの(心筋など)の変化のパターンを知ることができる

・B(Brightness)モード
反射エコーの強さの変化を明るさ(輝度)の変化にして表示する
 反射エコーが得られた位置(=深さ)にのみ輝点を表示する

Bモード画像の調整 

(69am13、68pm13、63.25)

①ゲイン
画像の明るさを全体的に調整する機構
 選択的に弱すぎる信号、強すぎる信号をカットする

②ダイナミックレンジ
:画像のコントラストを調整する機構
 最近の装置は自動で行う

③STC(Sensitivity time control)
 ≒ TGC(Time gain control)
 深さに応じて減衰相当の補正を行い、同じ明るさで表示されるようにする機構
 最近の装置は自動で行ってくれる

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