嶺 喜隆

Yoshitaka MINE

国際医療福祉大学保健医療学部放射線・情報科学科

Department of Radiological Science, International University of Health and Welfare

キーワード : acoustic properties, beam forming, harmonic imaging, Doppler method, contrast agent

本総説は，超音波専門医および超音波検査士のための超音波工学の基礎を解説する．臨床で映像化された観察対象部位の超音波Bモード画像の輝度分布を理解するためには，超音波診断装置で利用されている音圧や周波数帯域の生体組織での超音波伝搬やその音響特性（音速，反射，屈折，減衰）を知る必要がある．アーチファクト発生機序の理解の助けとなる．方位方向およびスライス方向の超音波ビーム形成や空間分解能の知識は，観察対象に適したプローブや画質条件を選ぶために重要である．組織ハーモニック映像法はBモード画像で標準的に利用されており，発生機序や映像化技術，その効果の理解は必須である．血流を観察するドプラ法の各種検査モードの原理を解説する．折り返し現象を理解することにより最適な速度レンジを設定することができる．周囲組織からのクラッタ信号を除去するためのMTI（moving target indicator）フィルタを説明する．クラッタ信号除去の性能を向上させた微細血流イメージング（microvascular flow imaging：MVFI）が開発されている．超音波造影剤ソナゾイド^®を利用した造影ハーモニック映像法の原理を解説する．位相変調法と振幅変調法の原理を理解することにより，観察目的に合わせて使い分けることができる．

This review covers the fundamentals of ultrasound engineering for ultrasound specialists and sonographers. To understand the brightness distribution in B-mode ultrasound images of clinically visualized target areas, it is essential to grasp how ultrasound propagates through biological tissues and the acoustic properties involved, such as sound velocity, reflection, refraction, and attenuation, at the sound pressure levels and frequency ranges used in diagnostic ultrasound systems. This knowledge also helps in understanding the mechanisms behind artifact generation. A solid comprehension of ultrasonic beam formation in both the azimuth and slice directions, as well as spatial resolution, is crucial for selecting the appropriate probe and image quality settings for the target areas. Tissue harmonic imaging is now standard in B-mode imaging, and understanding its generation mechanisms, imaging techniques, and effects is key to effective practice. Various Doppler modes used to visualize blood flow are also discussed. Understanding the aliasing phenomenon is important for setting the optimal velocity range. Additionally, moving target indicator （MTI） filters designed for removing clutter signals from surrounding tissues are explained. There is also a description of microvascular flow imaging （MVFI）, which enhances the performance of clutter signal removal. Furthermore, the principles of contrast-enhanced harmonic imaging using the ultrasound contrast agent Sonozoid^® are presented. A grasp of phase modulation and amplitude modulation principles enables their appropriate selection based on the specific observation objectives.