超音波についての質問です。

質問

超音波エコー装置についての質問なんですが、超音波の可聴領域は20～20kHzまでが大体と目安と言われているのは分かっていて、空気中の伝播速度は周囲温度によって依存してしまい、物質からの距離で音波が戻ってくる時間を求める事は可能ですよね。

ここから本題なんですが、超音波が「生体内」を透過した時には音響インピーダンスの違いで反射される違いがあることは分かっているのですが、根本的に「生体内と空気中に伝播する超音波の違い」ってどうなっているのでしょうか？？
教えて下さい、よろしくお願いします。

回答No.1

k_kota · ベストアンサー

>生体内と空気中に伝播する超音波の違い

まず、細かい話から。
音波は可聴域の空気の振動による波ですが、一般的に考えると空気以外を伝わっている時も音と扱うことが多いので、物質を作る粒子を伝わる波のうち可聴域に近いものとでもするのがいいかと思います。

超音波は可聴域外とするのが古典ですが、今は「聞くことを目的としない音波」と言うのがしっくり来る定義でしょう。
超音波の可聴領域は20～20kHzと言うのは微妙で、人間の可聴域は、の方がいいと思います。

で、本題ですが、生体内と空気中の違いと言うと基本的には「波の媒質」が違います。
ある意味、言われたものをそのまま返している回答ですが、正しいでしょう。

その結果、速度が異なったり曲がったり、境界で反射したりなど色々ありますが、いずれも媒質の違いによるものです。
そして、私は音の媒質としての人体は詳しくありませんので、これ以上答えられません。

追加があればもうちょっと突っ込んで聞けば答えてくれる人がいるかも知れません。

お礼

ありがとうございます。

補足

波の媒質というと、例えば縦波や横波、sin波やcos波、などといった波の違いでしょうか？？

回答No.4

USB99

＞測定距離と反射波の振幅および周波数の関係って、どうなっているんでしょうか？

振幅は減衰します。周波数が高いほど減衰率が高くなります。周波数が高いほど細かいところが見えますが、周波数が高いほど減衰率が高いのでプローベから近距離の部位しか検査できません。

周波数は、測定部位が動いていなければ変わりません。が、血流のように動いていればドップラー効果で周波数は変わります。その周波数の違いを検出して流速を測定します（カラードップラーモード）。

また、最近は倍音を利用したハーモニックエコーなどもあります。

回答No.3

ebisu2002

> 測定距離と反射波の振幅および周波数の関係って、どうなっているんでしょうか？

関係とは？
質問を具体的になさってください

お礼

回答ありがとうございます。
具体例を出すとエコー装置の送受信波を出した時に、送信波で出して跳ね返った波が受信子に感知されて差動増幅器などによって増幅されて画面に出力されますよね。　その送受信の過程で、振幅や周波数を変化させることによって跳ね返ってくる超音波に、どのような影響が出るのでしょうか？

回答No.2

ebisu2002

ご存じのように生体の組成は骨と肺やガスを除けば水が多くを占めています

生体検査のための超音波はこうした骨や気体の存在しない（または影響が軽い）所を経路とした方法ですから、ほとんど水中を伝搬することと近くなります

気中の音の伝搬速度は約340m/s、水では約1530m/sとなります

参考URL：

http://www.tuat.ac.jp/~yamada/onkyo/chap10/chap10.html

お礼

回答ありがとうございます。
貼って頂いたURLを見ていて疑問に思ったんですが、測定距離と反射波の振幅および周波数の関係って、どうなっているんでしょうか？