用語集
Glossary

アーチファクト(artifact)
虚像。超音波の反射、屈折、減衰などの特性によって、本来ないものが、あるように映ってしまう、あるいはあるものが映らない現象。
RF 信号(radio-frequency signal)
RF 信号は 10kHz程度から100GHz 程度までの高周波信号のこと。この周波数、または周波数帯域を持つ信号を指す。
アコースティックシャドウ(acoustic shadow)
音響陰影。超音波がほとんど反射してしまう組織の後方でエコーが減弱、あるいは消失した領域。骨などの後方に見られる虚像の一種。
圧電効果(piezoelectric effect)
水晶や特定のセラミックに振動などの圧力を加えると、圧力に比例した電圧が発生し、逆に、結晶に電圧を加えると、歪みまたは応力により振動などを生じる現象。超音波の送受信に利用されるほか、電子ライターの着火時の高電圧スパークも同じ原理。
圧電素子(piezoelectric element)
圧電効果により、圧電体に加えられた振動の力を電圧に変換する、あるいは電圧を振動の力に変換する素子。

異方性(anisotropy)
超音波の入射方向と対象物、特に腱などの線維配列方向と入射角度によって、輝度が変化する現象。垂直に当らない部分が低エコーとなる。
インフラサウンド(infrasound)
可聴域より低い音を超低周波音、極低音、インフラサウンド(infrasound)と呼ぶ。

ウルトラサウンド(ultrasound)
→超音波

エコー(echo)
一般的には、音波が壁や山などの物質で反射して返って来る現象を指し、「やまびこ」、「こだま」とも言う。医療分野では、超音波検査(エコー検査)を意味し、超音波を対象物に当てて体内の様子を非侵襲的に可視化する検査法のこと。
STC(sensitivity time control)
TGC(time gain compensation, time gain control)とも呼ばれる。距離に応じてゲインを調整すること。深いところではエコーが減衰して暗く見えにくくなるので、深いところのゲインをあげることで画面を均一に調整することができる。

音響インピーダンス(acoustic impedance)
組織に音が伝播する時の抵抗値。z(音響インピーダンス)=ρ(組織の密度)・c(組織の音速)で表される。組織間で音響インピーダンスの差が大きいほど反射が強くなる。
音響陰影(acoustic shadow)
→アコースティックシャドウ
音響整合層(acoustic matching layer)
振動子と人体では音響インピーダンスの差が大きく、生体に伝播する前に反射を起こし効率よくビームが伝わらない。そのため超音波を生体へ効率よく伝播するように、中間的な材料を間に挟む事で反射を最小限にする。
音響増強(acoustic enhancement)
超音波が通過しやすい組織(水腫や軟骨など)の後方に生じる高輝度領域。減衰が生じにくいため周囲組織に比べて信号が増強し、高エコーに見える現象。
音響レンズ(acoustic lens)
スライス方向(断面画像の前後の厚み)の分解能を高くするため、プローブの先端に付いているシリコンゴム製のレンズで、ビームを絞る役割を持つ。
音速(sound velocity , speed of sound)
物質(媒質)中を伝わる音の速さのこと。生体での軟部組織中の音速の平均値は1,530m/sとされてる。(JIS規格)

回析(diffraction)
生体内を伝播する波動が障害物を回り込み伝わっていく現象。波長が大きいほど回折角度は大きくなる。
拡散減衰(diffusion decay)
超音波ビームの広がりによるエネルギー低下のこと。
カラードプラ法(color Doppler imaging)
カラーフローマッピング color flow mapping(or imaging)のこと。受信ビーム上の多数の点のそれぞれの部分の血流の方向と平均流速を色で表現し、断層画像に重ね含わせて表示する方式。ちなみに、「リアルタイム二次元血流イメージング」として、アロカ研究グループの滑川、小谷野、河西らが1982年の WFUMB(世界超音波医学会 英国)で行った報告が、世界初のカラードプラの報告。

キャビテーション(cavitation)
液体や溶液中に超音波を照射し振動させると、空洞や気泡が発生する現象。この気泡が潰れ衝撃波を起こすことで汚れを除去する超音波洗浄機などに応用されている。
輝度(brightness)
超音波の場合、画面の明るさを調整するモニタ輝度調整と、画像の明るさを変えるゲイン調整がある。

空間分解能(spatial resolution)
超音波の場合、距離分解能、方位分解能、スライス幅分解能を総称して空間分解能という。超音波パルスを短くし周波数を上げる事で距離分解能が良くなり、周波数を上げFocusを観察したい深さに適切に調整することで方位分解能が良くなる。これに対してスライス幅分解能は、プローブ先端の音響レンズによって絞られている。

ゲイン(gain)
利得。画像の明るさの差はそのままに全体を底上げ(増幅)する調整で、受信信号の増幅。これに対して明るさ(brightness)の調整は、モニタの出力の増幅。
減衰(attenuation)
超音波の伝搬に伴う音波の振幅低下を減衰といい、超音波の減衰には吸収、反射、散乱、屈折、回析などがある。

コントラスト(contrast)
画像の表示における明暗の差のこと。明暗の差が大きいほどコントラストが強く、シャープでくっきりとした表現になる。モニタ調整以外に、超音波のダイナミックレンジ調整がある。
コンベックス型プローブ(convex probe)
扇形のスキャン面で、ある程度の接触面から扇形に超音波ビームを発振することにより広角の観察が可能である。腹部超音波検査で一般的に使われている。

サーマルインデックス(thermal index)
超音波による熱的作用の安全性を評価する指標。組織の温度を1度あげるのに必要な超音波出力の値で、妊娠の走査、眼の走査、潅流のない組織(血液が十分に行き渡っていない)、検査時間の長い照射などの場合に重要な指標となる。
サイド ローブ(side lobe)
虚像の一種。プローブからはメインローブ以外にサイドローブと呼ばれる弱い波が発射されており、それで起こった反射を拾う場合と、内部が無エコーの胆嚢・膀胱などで屈折してサイドローブとなった反射を拾う場合とがある。

シアウェーブ エラストグラフィ(shear wave elastography)
超音波を照射し生体組織に圧迫を加えると、その反動で横方向にせん断波 (shear wave) が伝わる。その伝播速度は生体の弾性 (硬さ) によって変わることにより、その速度分布を組織の硬さの空間的分布としてカラーで表示する機能。同じ目的で、ストレイン エラストグラフィもある。
指向性(directivity)
指向性とは、ある1方向に向かう性質のことで、超音波は可聴音に比べ指向性が高い。指向性は音源の大きさと波長により決まり、周波数が高いほど指向性も高くなる。
周波数(frequency)
超音波も波動の一種であり、周波数は1秒間に何回この波の周期があるかを表している。単位はHz(ヘルツ)と呼び、超音波画像診断装置にはM(メガ)Hzを用いる。100万Hz= 1MHz
焦点(focus)
→フォーカス
ジルコン酸チタン酸鉛(lead zirconate titanate , PZT)
チタン酸鉛とジルコン酸鉛を基本組成とした圧電セラミックス。その中でも大きな圧電性を示す事により、超音波振動子の材料として使われている。
振動子(transducer , ultrasound transducer)
圧力や振動のような機械量と電圧のような電気量の相互変換を行う装置。超音波の場合、送受信を行う重要な部品としてプローブの性能を決める。

ストレイン エラストグラフィ(strain elastography)
プローブを使って手で生体組織に圧迫を加え、歪みの分布を測定しカラーで表示する機能。超音波で組織の硬さをリアルタイムに可視化する方法で、他にはシアウェーブ エラストグラフィがある。
スネルの法則(Snell's law)
波動一般の屈折現象における二つの媒質中の進行波の伝播速度と入射角・屈折角の関係を表した法則。「入射角、反射角及び屈折角の正弦とそれぞれの音速の比は一定」というもの。

セクタ型プローブ(sector probe)
扇形の広角スキャン面により身体との接触面がきわめて小さいことで、主に心臓超音波検査で用いられるプローブ。肋間走査など狭いスリットから深部の広い範囲を観察する目的で使われる。

ソナー(sonar)
Sound navigation and ranging の略。音波により水深、距離、位置の測定、物体の検知、通信や航海術などに使われる方式とそのための装置。潜水艦探知のハルソナーやバウソナー、魚群探知機、非破壊検査、医療診断など幅広い分野で使われている。
疎密波(compressional wave)
密度が疎なところと密なところが交互に伝わる波。縦波の一種。

ダイナミックレンジ(dynamic range)
超音波の場合、コントラスト(明暗の差)の調整。エコーの強弱の範囲を狭くすると高コントラストになり、広くすると低コントラストになる。運動器の場合、ダイナミックレンジをやや下げるとメリハリがあり解剖学的に解りやすくなるが、低エコー領域が欠落するため、十分に注意を要する。
多重反射(multiple reflection)
虚像の一種。超音波ビームに垂直な強い反射体がある場合、反射波がプローブ面でも反射され、再び反射体で反射する事が繰り返される現象。強い反射体の深部に、プローブと反射体の距離と等間隔に何重にもあるような虚像が出る。
縦波(longitudinal wave)
波の進行方向に変位(振動)する波。超音波のような疎密波も縦波の一種。
探触子(probe)
超音波送受波器。試験体の情報を得るために超音波を送受信して、非破壊検査や医療診断に用いる。医療用のプローブ(探触子)は、バッキング材・圧電素子(振動子)・音響整合層・音響レンズなどの部品で構成されている。
弾性率(elastic modulus)
物に外力を加えると変形する、その歪みと力の割合のことで、変形のしづらさを表す。弾性率は、「変形に要した力」(単位面積当たりの応力)を「ひずみ」(変化量を変形前のサイズで割る)で割ったもの。

超音波(ultrasound , ultrasonic)
可聴域(20~20,000Hz)を超える高い振動数をもつ弾性振動波(音波)のこと。これに対して可聴域より低い音を超低周波音、極低音、インフラサウンド(infrasound)と呼ぶ。光の場合、可視光より高い周波数(波長の短い)の光を紫外線(ultraviolet)、低い周波数の光を赤外線(infrared)と呼ぶのに似ている。
超音波画像診断装置(ultrasound diagnostic equipment)
超音波画像診断装置は、本体とプローブ(探触子)に大別され、このプローブから音を発生させて、体の中のさまざまな組織で反射(音響的に性質の異なる物質に当たると反射)してきた音をまたプローブで受け取り、その情報を基にして身体情報を画像化する装置。主に断層画像による形態情報と、ドプラ機能による血流情報があるが、最近はエラストグラフィ機能による組織弾性(組織の硬さ)を情報化することが着目されている。
超音波断層法(ultrasonography)
超音波ビームを電子的に走査し、その走査に同期して超音波断層像を映像化する手法。走査方向と反射体の距離と反射強度をもとに、二次平面に反射体を輝度の強弱に置き換えて配置したものをBモード画像と呼ぶ。(B はbrightness の意味)

つくば市(city of tsukuba)
茨城県つくば市。東京から北東に約50キロメートル。ガマの油で知れた関東の名峰筑波山を擁し、東には我が国第2位の面積を有する霞ヶ浦とあわせて水郷筑波国定公園に指定されている。筑波研究学園都市として、筑波大学やJAXAなど国等の研究・教育機関をはじめ、約300の研究機関・企業が立地しており、ノーベル賞受賞者も生まれるなど、我が国最大のサイエンスシティ。エス・エス・ビーの本社がある。

電子走査(electronic scanning)
超音波画像診断装置において、超音波ビームの走査を電子的に行う方式のこと。それまではアナログの遅延線で送受信を制御していたが、デジタル化され高速に処理されるようになった。
TGC(time gain compensation, time gain control)
→STC(sensitivity time control)

ドプラ効果(Doppler effect)
音波や電磁波などの発生源(音源・光源など)と観測者との相対的な速度の存在によって、波の周波数が異なって観測される現象。発生源が近づく場合には、波の振動が詰められて周波数が高くなり、逆に遠ざかる場合は振動が伸ばされて低くなる。救急車が近づく時にはサイレンの音が高く聞こえ、通った瞬間が本来の音程で、遠ざかる時には低く聞こえる。
ドプラ法(Doppler method)
血流で移動する赤血球に当たって反射してくる超音波は「ドプラ効果」を受けて、その周波数が赤血球の速度、血流速度に応じて偏移する。その血流速度波形を表示する方式。

波動(wave)
何らかの物理量の空間分布パターンが伝播する現象。周期性のある波動とそうでないものがある。音波、電磁波(光波・電波)、重力波、地震波、津波なども波動の一種。
波動方程式(wave equation)
振動、音、光、電磁波など振動・波動現象をあらわす基本となる方程式で、空間座標と時間とを独立変数とする偏微分方程式。ただし電磁波には物質として媒質が存在しない。
パルス(Pulse)
急激な変化を示す信号の総称。生体においては拍動(脈動)を指す。
パワードプラ法(power Doppler imaging)
超音波ビームの角度や血管の走行角度によらない血流ドプラ信号のエネルギー積分値(反射強度)を求め、画素上に表示する方式。低速血流や超音波ビームの入射角が大きい血流でも、反射強度は角度に依存しないため高感度に表示できる。現在はそれまで不可であった血流方向の表示も可能となっている。

フォーカス(focus)
焦点。超音波画像診断装置では、深度方向のどの位置に焦点を絞るか調整する。多段フォーカスは、焦点距離を変えた複数の超音波を発振して画像をつくるためフレームレートが遅くなる。これに対してダイナミックフォーカスは受信側で焦点を変えて複数回受けるため、1回の送波で多くの情報を得られる。通常はこの2つを組み合わせてプリセットされている。
フレームレート(frame rate, frames per second)
動画像の表示の滑らかさを表す指標の一つで、動画が1秒あたり何枚の(静止)画像によって構成されるかを表す数。人間の目に自然な動きとして映るのは30fps以上とされている。超音波においては、多段フォーカスや各種フィルター処理などでフレームレートが落ちることがあり、注意を要する。

ホイヘンスの原理(Huygens' principle)
反射、屈折、回折現象を説明するための原理。媒質中を波動が伝わるとき、同一位相となる点を結んでできる面を波面と言うが、ある時刻に与えられた波面が一定の時間を経過した後どのような波面を構成するかを説明する方法。波面上の各点を波源として素元波と呼ばれる球面波が出るものとし、それらが重なって新たな波面となるとした原理。

メカニカルインデックス(mechanical index)
超音波による非熱的作用の安全性を評価する指標。いろいろな周波数の負音圧を1MHzの負音圧に換算した指標で、おもにキャビテーションによる小さな気泡(二酸化炭素或いは窒素)が発生して弾ける事で組織の損傷や活性酸素の発生するリスクを防ぐ目的。肺を照射する可能性のある心臓検査や、腸管内のガス、造影剤を使用する場合などの気泡が存在する場所で重要となる指標。

モード(mode)
超音波のモードはAモード(amplitude mode)、Bモード(brightness mode)、Cモード (coronal mode)、ドプラモード、M(motion)モードの5種類がある。Aモードはモニタの縦軸に反射波であるエコーの強さ、横軸にそのエコーが生じる境界面までの距離を波形表示する方法で、主として眼科領域で眼軸長測定などに用いられている。B モード(brightness mode)は得られたエコーの強さを輝度に変換し、超音波が進む方向と平行な断面でエコーの分布と輝度の 2 次元像を得る方法で、もっとも代表的な超音波検査。Cモードは4Dプローブを使い、体表面に水平な断面像を得る方法で乳腺検査に使われる。ドプラモードはドップラー効果を利用して血流の速度や方向を測定する方法。Mモードは、断層画像上のある一直線上に注目し、そこでのエコー強度を縦に、経時変化を横軸に画像化する方法。経時的な検査で、心エコーで有用。

ヤング率(Young's modulus, elastic modulus)
縦弾性係数とも言う。細い棒を引き伸ばしたときの引っ張り応力と、単位長さ当たりの物質の伸びとの比で、ヤング率が大きいほど、材料の剛性は高くなる。

横波(transverse wave)
波は媒質の振動が伝播する現象で、媒質の振動が波の進行方向に対して垂直であるものを横波という。超音波は液体や気体では縦波だけで、固体でのみ発生する。そのため主に探傷検査で使われる。

リニア型プローブ(linear probe)
直線的に探触子を並べたプローブ。接地表面付近の視野幅を大きくとることが可能なため、運動器分野で主に使用するほか体表血管や神経、甲状腺、乳腺などの観察に使われる。

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