超音波におけるヘルツの定義と基本知識

超音波は生体や非生体の内部構造を高精度で描写できる重要な手法です。医療分野での利用が最も広く知られていますが、工業検査や研究など幅広い領域で活用されています。

歴史

ピエールとマリー・キュリーが圧電効果を発見し、超音波技術の基礎が築かれました。実際に診断・治療に超音波が用いられ始めたのは1950年代です。

超音波はイオン化放射線ではなく、人間の聴覚範囲を超える高周波音波を利用して組織や臓器の画像を生成します。MRIに比べてコストが低く、撮影時間も短いという利点があります。

ヘルツ（Hz）は周波数の単位で、1秒間に音が1回振動することを表します。1,000ヘルツはキロヘルツ（kHz）、1,000,000ヘルツはメガヘルツ（MHz）です。

超音波は20 kHz（20,000 Hz）以上の周波数を持ちます。医療用超音波は通常2〜15 MHzの範囲で使用され、目的に応じて適切な周波数が選択されます。

トランスデューサはエネルギーを変換し、パルスやエコーを生成して画像化します。トランスデューサが扱える周波数範囲を帯域幅と呼び、広帯域技術を備えた機器は複数の動作周波数を利用できます。

低周波の超音波に比べ、高周波の超音波は解像度が高くなりますが、浸透深さは浅くなるため、用途に応じた周波数選択が重要です。