超音波イメージングシステム電子アセンブリ

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医療用超音波（診断超音波検査または超音波検査としても知られている）は、超音波の適用に基づく診断撮像技術である。腱、筋肉、関節、血管、内臓などの体内構造を見るために使用されます。その目的は、しばしば病気の原因を見つけること、または病理を排除することです。超音波を用いて妊婦を検査することは、産科超音波と呼ばれ、広く使用されている。

超音波は、人間に聞こえるもの（> 20,000 Hz）よりも高い周波数の音波です。ソノグラムとしても知られている超音波画像は、超音波のパルスをプローブを用いて組織に送ることによって作られる。その音は組織をエコーし​​ます。様々な程度の音を反映する異なる組織がある。これらのエコーは記録され、画像としてオペレータに表示される。

超音波計測器を使用して、多くの異なるタイプの画像を形成することができる。最もよく知られているタイプは、組織の2次元断面の音響インピーダンスを表示するBモード画像である。他のタイプの画像は、血流、時間の経過に伴う組織の動き、血液の位置、特定の分子の存在、組織の剛性、または3次元領域の解剖学的構造を表示することができる。

他の著名な医用イメージング方法と比較して、超音波にはいくつかの利点があります。それはリアルタイムで画像を提供し、ポータブルでベッドサイドに持ち込むことができ、実質的にコストが低く、有害電離放射線を使用しない。超音波検査の欠点には、患者の協調および体格、骨および空気の背後のイメージング構造の困難さ、および熟練したオペレータへの依存性を含む、その視界の様々な限界が含まれる。

ドップラー超音波検査

総頸動脈のスペクトルドプラスキャン

総頸動脈のカラードップラースキャン

ドップラー効果を利用して構造物（通常は血液）[16]がプローブに向かってまたはプローブから遠ざかる方向に動くかどうか、およびその相対速度を評価するドップラー測定を用いて、音波検査を強化することができる。特定の試料容積の周波数シフト、例えば、心臓弁を通る動脈または血流の流れの速度を計算することによって、その速度および方向を決定し可視化することができる。これは心臓血管研究（血管系および心臓の超音波検査）において特に有用であり、門脈圧亢進症における肝臓血管系における逆流血流を決定するなどの多くの分野で必須である。ドプラ情報は、スペクトルドプラを使用してグラフィカルに、またはカラードプラ（指向性ドプラ）またはパワードプラ（非指向性ドプラ）を使用する画像として表示される。このドップラーシフトは、可聴範囲内に収まり、ステレオスピーカーを使用して聴覚的に提示されることが多い。これは非常に特徴的であるが、合成脈動音を生成する。

現代の超音波スキャナはすべて、速度を測定するためにパルスドップラーを使用しています。パルス波機械は一連のパルスを送受信する。各パルスの周波数シフトは無視されるが、パルスの相対位相変化が周波数シフトを得るために使用される（周波数は位相の変化率であるため）。連続波に対するパルスドプラの主な利点は、距離情報が得られ（送信されたパルスと受信されたパルスとの間の時間が音速を知ることによって距離に変換され得る）、ゲイン補正が適用されることである。パルスドップラーの欠点は、測定値にエイリアシングが生じることです。 「ドップラー超音波」または「ドップラー超音波検査」という用語は、速度が測定される異なる機構にもかかわらず、パルスドップラーシステムおよび連続ドップラーシステムの両方に適用することが認められています。

ここでは、カラードプラの表示の基準がないことに留意すべきである。一部の血管は、トランスデューサに向かって流れる部分とトランスデューサから流れ出る部分とを有していても、医療用イラストレーターが通常それらを示すので、動脈を赤色および静脈として青色として示す。これは、血管の一部が静脈であり、部分的に動脈であるという非論理的な外観をもたらす。他の検査所では、赤色を使用してトランスデューサに向かって流れ、トランスデューサから遠くに青色を示します。さらに他の研究室は、トランスデューサから流れ出る血液からの長いエコー波（散乱）を表す赤色シフトを伴う以前の公開された物理学に従って、超音波ドップラーカラーマップをより多く表示することを好む。青色は、トランスデューサに向かって流れる血液から反射するエコーの短い波を表す。超音波診断装置は、この混乱と様々な実験室での標準の欠如のために、カラードップラーの基礎的な音響物理学と、人体における正常および異常な血流の生理学を理解しなければならない（赤色シフト

X線および造影剤の両方を使用する血管造影および造影法はドップラー・ソノグラフィーよりも正確であるが、ドップラー・ソノグラフィーはより速く、より安価で非侵襲的であるために選択される。