型、色、體、徵(永康堂‧張老師)

　超音成像：

超音是超過正常人耳能聽到的聲波，頻率在20000赫茲﹝Hertz，Hz﹞以上。超音檢查是利用超音的物理特性和人體器官組織聲學性質上的差異，以波形、曲線或圖像的形式顯示和記錄，藉以進行疾病診斷的檢查方法。40年代初就已探索利用超音檢查人體，50年代已研究、使用超音使器官構成超音層面圖像，70年代初又發展了即時超音技術，可觀察心臟及胎兒﹝foetus﹞活動。超音診斷由於設備不似CT或MRI設備那樣昂貴，可獲得器官的任意斷面圖像，還可觀察運動器官的活動情況，成像快，診斷及時，無痛苦與危險，屬於非損傷性檢查，因之，在臨床上應用已普及，是醫學影像學中的重要組成部分。不足之處在於圖像的對比分辨力和空間分辨力不如CT和MRI高。這裡只介紹灰階超音成像﹝grey_scale_ultrasonic_tomography﹞。

　USG的成像基本原理與設備：

一、超音的物理特性：

超音是機械波，由物體機械振動產生。具有波長、頻率和傳播速度等物理量。用於醫學上的超音頻率為2.5～10MHz，常用的是2.5～5MHz。超音需在介質中傳播，其速度因介質不同而異，在固體中最快，液體中次之，氣體中最慢。在人體軟組織﹝soft_tissues﹞中約為150m／s。介質有一定的聲阻抗，聲阻抗等於該介質密度與超音速度的乘積。

超音在介質中以直線傳播，有良好的指向性.這是可以用超音對人體器官進行探測的基礎。當超音傳經兩種聲阻抗不同相鄰介質的介面時其聲阻抗差大於0.1%，而介面又明顯大於波長，即大介面時，則發生反射，一部分聲能在介面後方的相鄰介質中產生折射，超音繼續傳播，遇到另一個介面再產生反射，直至聲能耗竭。反射回來的超音為回聲。聲阻抗差越大，則反射越強，如果介面比波長小，即小介面時，則發生散射。超音在介質中傳播還發生衰減，即振幅與強度減小。衰減與介質的衰減係數成正比，與距離平方成反比，還與介質的吸收及散射有關。超音還有多普勒效應﹝Doppler_effect﹞，活動的介面對聲源作相對運動可改變反射回聲的回率。這種效應使超音能探查心臟活動和胎兒﹝foetus﹞活動以及血流狀態。

二、超音的成像基本原理：

人體結構對超音而言是一個複雜的介質，各種器官與組織，包括病理組織有它特定的聲阻抗和衰減特性。因而構成聲阻抗上的差別和衰減上的差異。超音射入體內，由表面到深部，將經過不同聲阻抗和不同衰減特性的器官與組織，從而產生不同的反射與衰減。這種不同的反射與衰減是構成超音圖像的基礎。將接收到的回聲，根據回聲強弱，用明暗不同的光點依次顯示在螢幕上，則可顯出人體的斷面超音圖像，稱這為聲像圖﹝sonogram或echogram﹞。

表1-4-1　人體不同介質的聲速與聲阻抗

人體器官表面有被膜包繞，被膜同其下方組織的聲阻抗差大，形成良好介面反射，聲象圖上出現完整而清晰的周邊回聲，從而顯出器官的輪廓﹝contour﹞。根據周邊回聲能判斷器官的形狀與大小。

超音經過不同正常器官或病變的內部，其內部回聲可以是無回聲、低回聲或不同程度的強回聲。

無回聲：是超音經過的區域沒有反射，成為無回聲的暗區﹝黑影﹞，可能由下述情況造成：

　①、液性暗區：均質的液體，聲阻抗無差別或差很小，不構成反射介面，形成液性暗區，如血液、膽汁、尿和羊水等。這樣，血管、膽囊﹝GB﹞、膀胱和羊膜腔﹝amniotic_cavity﹞等即呈液性暗區。病理情、況下，如胸腔積液﹝pleural_effusion﹞、心包積液﹝pericardial_effusion﹞、腹水﹝ascites﹞、膿液、腎盂﹝renal_pelvis﹞積水以及含液體的囊性腫物及包蟲囊腫等也呈液性暗區，成為良好透聲區。在暗區下方常見回聲增強，出現亮的光帶﹝白影﹞。

　②、衰減暗區：腫瘤，如巨塊型癌，由於腫瘤對超音的吸收，造成明顯衰減，而沒有回聲，出現衰減暗區。

　③、實質暗區：均質的實質，聲阻抗差別小，可出現無回聲暗區。腎實質、脾等正常組織和腎癌﹝renal_carcinoma﹞及透明性變等病變組織可表現為實質暗區。

低回聲：實質器官如肝，內部回聲為分佈均勻的點狀回聲，在發生急性炎症，出現滲出時，其聲阻抗比正常組織小，透聲增高，而出現低回聲區﹝灰影﹞。

強回聲：可以是較強回聲、強回聲和極強回聲。

　①、較強回聲：實質器官內組織緻密或血管增多的腫瘤，聲阻抗差別大，反射介面增多，使局部回聲增強，呈密集的光點或光團﹝灰白影﹞，如癌、肌瘤及血管瘤﹝hemangioma﹞等。

　②、強回聲：介質內部結構緻密，與鄰近的軟組織﹝soft_tissues﹞或液體有明顯的聲阻抗差，引起強反射。例如骨質、結石、鈣化，可出現帶狀或塊狀強回聲區﹝白影﹞，由於透聲差，下方聲能衰減，而出現無回聲暗區，即聲影﹝acoustic_shadow﹞。

　③、極強回聲：含氣器官如肺、充氣的胃腸，因與鄰近軟組織﹝soft_tissues﹞之聲阻抗差別極大，聲能幾乎全部被反射回來，不能透射，而出現極強的光帶。

三、超音設備：

超音設備類型較多。早期應用幅度調製型﹝amplitude_mode﹞，即A型超音，以波幅變化反映回波情況。灰度調製型﹝brightness_mode﹞，即B型超音，系以明暗不同的光點反映回聲變化，在螢幕上顯示9～64個等級灰度的圖像，強回聲光點明亮，弱回聲光點黑暗。

根據成像方法的不同，分為靜態成像和動態成像或即時成像﹝real_timeimagimg﹞兩種。前者獲得靜態聲像圖，圖像展示範圍較廣，影像較清晰，但檢查時間長，應用少，後者可在短時間內獲得多幀圖像﹝20～40幀／s﹞故可觀察器官的動態變化，但圖像展示範圍小，影像稍欠清晰。

超音設備主要由超音換能器即探頭﹝probe﹞和發射與接收、顯示與記錄以及電源等部分組成。

換能器是電聲換能器，由壓電晶體構成，完成超音的發生和回聲的接收，其性能影響靈敏度、分辨力和偽影干擾等。B型超音設備多用脈衝回聲式。電子線陣式多探頭行方形掃描，電子相控陣式探頭行扇形掃描。為了借助聲像圖指導穿剌，還有穿剌式探頭。

a．電子線陣式：b.電子相控陣式

探頭性能分3.0、3.5、5.8MHz等。兆赫越大，其通透性能越小。根據檢查部位選用合適的探頭。例如眼的掃描用8MHz探頭，而盆腔掃描，則選用3.0MHz探頭。一個超音設備可配備幾個不同性能的探頭備選用。

顯示器用陰極射線管，記錄可用多幀照相機和錄影機等。

【Ｃ】

請問有一厚度為1毫米﹝mm﹞的壓電材料，其聲速﹝sound_speed﹞為每秒4000公尺﹝m／s﹞，則此壓電材料製成的超音波探頭的工作頻率﹝operating_frequency﹞為：

　　Ａ、0.5MHz；　　Ｂ、1.0MHz；　　Ｃ、2.0MHz；　　Ｄ、4.0MHz。﹝93年,醫事放射師﹞