医学物理学超声波扫描课件

第4章 超聲波掃描每章扉頁4.1 引言4.2 超聲波4.3 超聲波掃描第4章 超聲波掃描每章扉頁1每章扉頁回波定位蝙蝠的視力很差，但仍然可以藉着回波定位來探測四周物體。每章扉頁回波定位蝙蝠的視力很差，但仍然可以藉着回波定位來探測2方法很簡單。蝙蝠從口或鼻發出高頻率的聲音脈衝（介乎

9kHz至200kHz）。聲音脈衝入射到障礙物後發生反射。方法很簡單。蝙蝠從口或鼻發出高頻率的聲音脈衝（介乎

9kH3通過分析反射脈衝，蝙蝠便能判斷四周的物體大小、形狀和質地。通過分析反射脈衝，蝙蝠便能判斷四周的物體大小、形狀和質地。4超聲波：頻率>20kHz （人類聽頻範圍的上限）超聲波的應用 1. 聲納（SONAR） 2. 醫學成像

例如：超聲波掃描4.1 引言利用示波器探測超聲波超聲波：頻率>20kHz 4.1 引言利用示波器探測超54.2 超聲波換能器使用壓電晶體產生和探測超聲波。產生超聲波超聲波換能器的結構圖例題4.1小測試(p.78)O4.2 超聲波換能器使用壓電晶體產生和探測超聲波。產生超聲波6以脈衝反射技術來量度換能器和界面之間的距離。超聲波傳播的距離s可以由以下公式求得超聲波的特性 其中c

是超聲波在介質中的傳播速率，t

是所需的時間。速率和頻率以脈衝反射技術來量度換能器和界面之間的距離。超聲波的特性 其7脈衝反射技術脈衝反射技術8考慮一個初始強度為I0

的超聲波在介質內傳播，傳播距離x後，其強度下跌至

I： 其中μ是介質的線衰減常數。衰減衰減

−

超聲波在介質中傳播時，強度逐漸減少的現象例題4.2例題4.3考慮一個初始強度為I0的超聲波在介質內傳播，傳播距離x9對於頻率為1MHz的超聲波，不同介質的線衰減系數和衰減系數小測試(p.82)O對於頻率為1MHz的超聲波，不同介質的線衰減系數和衰減10

ρ=介質的密度

c=介質中的聲速聲阻抗聲阻抗

Z

−

描述介質對聲波的阻礙的數值 ρ=介質的密度聲阻抗聲阻抗Z−描述介質對聲波的阻11各種人體組織和物料的聲阻抗各種人體組織和物料的聲阻抗12在兩個聲阻抗為Z1和Z2的介質之間的界面，反射聲強系數α是反射波的強度Ir與入射波的強度I0之比。以數式表示，超聲波在界面的反射小測試(p.84)O例題4.4在兩個聲阻抗為Z1和Z2的介質之間的界面，反射聲強系134.3 超聲波掃描兩種掃描：A-掃描和B-掃描兩者皆應用脈衝反射技術。4.3 超聲波掃描兩種掃描：A-掃描和B-掃描14示波器的熒幕顯示： 反射脈衝訊號的意義： 從兩個不同身體組織之間的界面所反射的超聲波脈衝超聲波掃描小測試(p.88)O例題4.5A-掃描（1維）換能器身體表面身體界面屏幕振幅示波器的熒幕顯示：超聲波掃描小測試(p.88)O例題415示波器的熒幕顯示： 有不同亮度光點的線跡訊號的意義： 回波強度愈大，光點愈光亮。B-掃描（1維）換能器身體表面身體界面屏幕振幅示波器的熒幕顯示：B-掃描（1維）換能器身體表面身體界面屏16使用含有可活動壓電晶體的換能器B-掃描（2維）–扇形掃描使用含有可活動壓電晶體的換能器B-掃描（2維）–扇形掃描17使用含有直線排列壓電晶體的換能器超聲波成像小測試(p.92)O例題4.6B-掃描（2維）–直線掃描使用含有直線排列壓電晶體的換能器超聲波成像小測試(p.9218超聲波成像的分辨率： 1. 軸向分辨率

沿着超聲波束傳播方向 辨認細小結構的能力 2. 橫向分辨率

在和超聲波束傳播方向 垂直的平面上辨認細小 結構的能力超聲波成像的分辨率超聲波成像的分辨率：超聲波成像的分辨率19分辨率高，質素良好探測器較細小安全、容易操作成本低優點不適合掃描骨或氣體遮蓋的結構操作超聲波需要非常好的技巧限制分辨率高，質素良好優點不適合掃描骨或氣體遮蓋的結構限制20第4章完第4章完21第4章 超聲波掃描每章扉頁4.1 引言4.2 超聲波4.3 超聲波掃描第4章 超聲波掃描每章扉頁22每章扉頁回波定位蝙蝠的視力很差，但仍然可以藉着回波定位來探測四周物體。每章扉頁回波定位蝙蝠的視力很差，但仍然可以藉着回波定位來探測23方法很簡單。蝙蝠從口或鼻發出高頻率的聲音脈衝（介乎

9kHz至200kHz）。聲音脈衝入射到障礙物後發生反射。方法很簡單。蝙蝠從口或鼻發出高頻率的聲音脈衝（介乎

9kH24通過分析反射脈衝，蝙蝠便能判斷四周的物體大小、形狀和質地。通過分析反射脈衝，蝙蝠便能判斷四周的物體大小、形狀和質地。25超聲波：頻率>20kHz （人類聽頻範圍的上限）超聲波的應用 1. 聲納（SONAR） 2. 醫學成像

例如：超聲波掃描4.1 引言利用示波器探測超聲波超聲波：頻率>20kHz 4.1 引言利用示波器探測超264.2 超聲波換能器使用壓電晶體產生和探測超聲波。產生超聲波超聲波換能器的結構圖例題4.1小測試(p.78)O4.2 超聲波換能器使用壓電晶體產生和探測超聲波。產生超聲波27以脈衝反射技術來量度換能器和界面之間的距離。超聲波傳播的距離s可以由以下公式求得超聲波的特性 其中c

是超聲波在介質中的傳播速率，t

是所需的時間。速率和頻率以脈衝反射技術來量度換能器和界面之間的距離。超聲波的特性 其28脈衝反射技術脈衝反射技術29考慮一個初始強度為I0

的超聲波在介質內傳播，傳播距離x後，其強度下跌至

I： 其中μ是介質的線衰減常數。衰減衰減

−

超聲波在介質中傳播時，強度逐漸減少的現象例題4.2例題4.3考慮一個初始強度為I0的超聲波在介質內傳播，傳播距離x30對於頻率為1MHz的超聲波，不同介質的線衰減系數和衰減系數小測試(p.82)O對於頻率為1MHz的超聲波，不同介質的線衰減系數和衰減31

ρ=介質的密度

c=介質中的聲速聲阻抗聲阻抗

Z

−

描述介質對聲波的阻礙的數值 ρ=介質的密度聲阻抗聲阻抗Z−描述介質對聲波的阻32各種人體組織和物料的聲阻抗各種人體組織和物料的聲阻抗33在兩個聲阻抗為Z1和Z2的介質之間的界面，反射聲強系數α是反射波的強度Ir與入射波的強度I0之比。以數式表示，超聲波在界面的反射小測試(p.84)O例題4.4在兩個聲阻抗為Z1和Z2的介質之間的界面，反射聲強系344.3 超聲波掃描兩種掃描：A-掃描和B-掃描兩者皆應用脈衝反射技術。4.3 超聲波掃描兩種掃描：A-掃描和B-掃描35示波器的熒幕顯示： 反射脈衝訊號的意義： 從兩個不同身體組織之間的界面所反射的超聲波脈衝超聲波掃描小測試(p.88)O例題4.5A-掃描（1維）換能器身體表面身體界面屏幕振幅示波器的熒幕顯示：超聲波掃描小測試(p.88)O例題436示波器的熒幕顯示： 有不同亮度光點的線跡訊號的意義： 回波強度愈大，光點愈光亮。B-掃描（1維）換能器身體表面身體界面屏幕振幅示波器的熒幕顯示：B-掃描（1維）換能器身體表面身體界面屏37使用含有可活動壓電晶體的換能器B-掃描（2維）–扇形掃描使用含有可活動壓電晶體的換能器B-掃描（2維）–扇形掃描38使用含有直線排列壓電晶體的換能器超聲波成像小測試(p.92)O例題4.6B-掃描（2維）–直線掃描使用含有直線排列壓電晶體的換能器超聲波成像小測試(p.9239超聲波成像的分辨率： 1. 軸向分辨率

沿着超聲波束傳播方向 辨認細小結構的能力