医療用超音波プローブは、医療用超音波機器の重要な部分です。その主な原理は、人間の組織における超音波の伝播と反射の特性を利用し、プローブの送受信機能を通じて画像を取得し、医療の診断と治療を実現することです。
医療用超音波プローブの原理は次の側面に分類できます。
1. 圧電効果: 医療用超音波プローブは通常、水晶、セラミックなどの圧電材料を使用します。電場によって刺激されると、これらの材料は圧電効果、つまり機械的変形を受けます。この効果を利用して、電界励起によって圧電材料を振動させ、超音波を発生させることができます。
2.パルス波放射：医療用超音波プローブはパルス波を通じて超音波を放射します。材料が電場によって励起されると、材料は機械的に振動し、超音波パルスを生成します。パルスの形状と振動の周波数は、プローブの設計と駆動電圧によって異なります。
3. 脈波受信: 医療用超音波プローブは、超音波の送信に加えて、反射された超音波信号の受信にも使用されます。超音波が組織を通過すると、超音波は反射され、散乱されてプローブの受信素子に戻ります。受信素子は機械的な振動を電荷信号に変換し、信号処理回路を経て画像に変換されます。
4. 音波ビームの特性: 医療用超音波プローブの送信素子と受信素子の形状と配置は、音波ビームの特性に直接影響します。音波ビームとは、媒体中を伝播する超音波のエネルギー密度分布を指します。医療用超音波プローブでは、多くの場合、集束技術を使用して音響ビームの集束能力を向上させ、より鮮明な画像を実現します。
5. ドップラー効果: 医療用超音波プローブは、ドップラー効果を利用して流体の速度と方向を測定することもできます。超音波が流体の動きに遭遇すると、流体の速度に比例して周波数シフトが発生します。周波数シフトの大きさと方向を測定することにより、流体の動きに関する情報を取得できます。
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投稿日時: 2024 年 1 月 18 日
