【第76回 午前 13】エコー検査の永遠の課題！画質をとるか深さをとるか？

第76回
2025.12.30

超音波の性質で正しいのはどれか。

  1. 生体内を主に横波で伝播する。
  2. 波長が長いほど指向性が向上する。
  3. 伝播速度は媒質の密度に関係しない。
  4. 周波数が高いほど深部に到達しにくくなる。
  5. 検査で用いる周波数はおよそ 100 kHz である。

出典：厚生労働省公開PDF（令和6年版）

4．周波数が高いほど深部に到達しにくくなる。

解説

✔　超音波物理の「4つの鉄則」

超音波検査（エコー）の原理を理解するために、以下の4つのルールをマスターしましょう。

  • ① 生体内は「縦波」で進む
    • 音波には、媒質が進行方向と同じ向きに振動する「縦波（疎密波）」と、垂直に揺れる「横波」があります。 超音波検査の対象となる「軟部組織（液体に近い性質）」の中では、横波はすぐに減衰して伝わりません。 そのため、エコー検査では基本的に「縦波」を利用します。 （※骨のような硬い固体では横波も伝わりますが、メインではありません）
  • ② 「分解能」と「深達度」のトレードオフ（最重要！）
    • 周波数が高い（高周波）
      • メリット：波長が短くなり、細かいものが見える（分解能が良い）。指向性が鋭くなる。
      • デメリット：体の中でエネルギーをすぐに使い果たしてしまい（減衰が大きい）、奥深くまで届かない。
    • 周波数が低い（低周波）
      • メリット：減衰しにくいので、体の奥深くまで届く。
      • デメリット：波長が長くなり、細かい描写は苦手（分解能が低い）。ビームが広がりやすい。
  • ③ 音速は「硬さ」と「密度」で決まる
    • 音の伝わる速さ（音速 c）は、媒質の「硬さ（体積弾性率 K）」と「密度（ρ）」で決まります。
    • c = √ (K ／ ρ)
    • 密度は式の分母に入っているため、当然関係があります。 （一般的に、生体では密度が高い組織ほど硬い傾向があるため、骨などは音速が非常に速くなります）
  • ④ 医療用は「MHz（メガ）」の世界
    • 我々が検査で使う周波数は、1秒間に数百万回振動する「MHz（メガヘルツ）」帯です。 （例：腹部 3.5 MHz、表在 12 MHz）
    • kHz（キロヘルツ）単位の低い周波数は、医療画像用としては使いません。

✔　各選択肢について

1．生体内を主に横波で伝播する。

  • ❌ 誤り
  • 軟部組織や液体中では「縦波（疎密波）」として伝わります。

２．波長が長いほど指向性が向上する。

  • ❌ 誤り
  • 指向性（ビームの鋭さ）を良くするには、波長を短く（周波数を高く）する必要があります。
  • 波長が長いと、回折によりビームが広がってしまいます。

3．伝播速度は媒質の密度に関係しない。

  • ❌ 誤り
  • 音速の公式には「密度」が含まれており、密接に関係します。

4．周波数が高いほど深部に到達しにくくなる。

  • ✅ 正解
  • 高周波は減衰が激しいため、深部まで届きません（深達度が低い）。

5．検査で用いる周波数はおよそ 100 kHz である。

  • ❌ 誤り
  • 医療用は「MHz（メガヘルツ）」です。100 kHzは魚群探知機や洗浄機のレベルです。

出題者の“声”

この問題は、超音波の物理特性を「臨床的な感覚」と結びつけられているかを試しておる。

特に選択肢4と5じゃ。 「高周波＝高画質」という点ばかり覚えておると、「じゃあ高周波が最強じゃん！」と思い込んでしまう。 しかし、物理の世界には必ず「代償（減衰）」がある。 「良いこと（分解能）」を得るには「我慢すること（深達度）」が必要なんじゃ。

そして単位の「k（キロ）」と「M（メガ）」。 この1000倍の違いに気づかないようでは、現場でプローブの設定なんてできんぞ。 数字の大きさだけでなく、単位接頭辞（k, M, G, T）にも常に目を光らせるんじゃ！

臨床の“目”で読む

現場では、この「周波数」の知識を使って、プローブ（探触子）を使い分けています。

  • お腹を見るなら「コンベックス（3.5 MHz）」
    • 肝臓や腎臓は体の深いところにあります。 だから、画質はそこそこでも、深くまで届く「低周波（3〜5 MHz）」のコンベックスプローブを使います。扇型に広がるあれです。
  • 首や血管を見るなら「リニア（12 MHz）」
    • 甲状腺、乳腺、頸動脈などは、皮膚からすぐの浅い場所にあります。 「深さ」はいりません。その代わり、微細な石灰化や血管の壁を詳細に見たい。 だから、遠くへは届かないけれど画質が超きれいな「高周波（10〜15 MHz）」のリニアプローブを使います。
  • 「周波数切り替え」スイッチ
    • 最近の装置は、1本のプローブで周波数を切り替えられます（例：コンベックスで 3.0MHz ⇔ 5.0MHz）。 太った患者さんで肝臓の奥が見えにくい時は、スイッチ一つで周波数を下げて、深達度を稼ぐ。 逆に痩せた人なら周波数を上げて、きれいに撮る。

この問題の知識は、毎日の検査に直結しています。

今日のまとめ

  1. 超音波は生体内を「縦波」で進む。
  2. 高周波（短波長）：分解能・指向性は良いが、減衰しやすく深部に届かない。
  3. 低周波（長波長）：分解能は低いが、減衰しにくく深部まで届く。
  4. 医療用超音波の周波数は「MHz（メガヘルツ）」帯。
  5. 臨床では「深さ」に合わせてプローブ（周波数）を選ぶのが鉄則。

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