假設臨床超音波相位陣列的脈衝是快速連續由左至右發射，則會導致射束：

本題觀念：

本題測驗的是超音波換能器（Ultrasound transducer）中**相位陣列（Phased array）的電子偏轉（Electronic steering）**原理。相位陣列探頭是藉由控制各個壓電晶體（Piezoelectric crystals）激發的時間差（Time delays），利用惠更斯原理（Huygens' principle）使各個小球面波相互干涉，進而改變整體波前（Wavefront）的角度，達到控制超音波射束行進方向（偏轉）或聚焦（Focusing）的目的。

選項分析

• (A) 掃描偏右邊：正確。當相位陣列的脈衝激發順序為「由左至右」快速連續發射時，最左側的壓電元件會最先發出超音波。這表示左側元件所產生的波前有最多的時間在組織中向前傳遞（進入最深）；而最右側的元件最後發射，波前傳遞的距離最短（最淺）。將這些球面波前相切連接，會形成一個「左深右淺」的傾斜平面波前。由於超音波射束的行進方向恆垂直於波前，因此射束會向右方偏轉（Steering to the right）。
• (B) 掃描偏左邊：錯誤。若要使射束向左偏轉，激發時間的順序必須反過來，即「由右至左」連續發射，使得右側波前最深、左側波前最淺，射束才會偏向左邊。
• (C) 同時掃描左邊和右邊：錯誤。相位陣列在單一次的脈衝發射週期中，特定的延遲模式只能產生單向的波前，無法同時將同一道射束分裂向左右兩側掃描。要產生二維的扇形影像（Sector image），系統是在極短的時間內，於不同的發射週期中快速改變延遲時間，依序向不同角度發射射束。
• (D) 聚焦：錯誤。若要達到射束的電子聚焦（Electronic focusing），晶體的激發延遲時間不能是單向線性的。聚焦必須採用「弧形（拋物線形）」的延遲模式，亦即兩側（最外側）的晶體先發射，中央的晶體最後發射。這樣產生的波前會呈現向內凹陷的弧形，使射束在特定深度匯聚成焦點。

答案解析

超音波相位陣列技術的核心為「時間延遲（Phase delays）」。根據波的傳播特性，先發射的波傳遞較遠，後發射的波傳遞較近。本題中，脈衝「由左至右」連續發射，代表左側的晶體最先被激發，其波前在組織中行進的距離最遠；右側晶體最晚激發，行進距離最短。這造成整體的複合波前呈現左邊領先、右邊落後的傾斜狀態。因為射束傳播方向必定垂直於該傾斜波前，所以射束的行進方向會朝向較晚激發的那一側，也就是偏向右邊。故正確答案為 (A)。

核心知識點

醫事放射師國考中，關於超音波射束控制（Beamforming）必須熟悉以下核心原理：

1. 電子偏轉（Electronic Steering）：利用線性遞增/遞減的激發時間差來改變射束方向。
   • 由左至右延遲發射 $\rightarrow$ 射束偏右。
   • 由右至左延遲發射 $\rightarrow$ 射束偏左。
2. 電子聚焦（Electronic Focusing）：利用對稱性弧形（拋物線）的激發時間差讓射束匯聚。
   • 兩側先發射、中央後發射 $\rightarrow$ 產生向內凹的波前，達到聚焦效果。
   • 延遲時間的曲率（Curvature）越大 $\rightarrow$ 聚焦深度越淺（近場）。
3. 動態接收聚焦（Dynamic Receive Focusing）：除了發射時可控制外，接收回音時也能藉由改變電子延遲時間，針對不同深度的回音訊號進行連續性聚焦，以提升整體的軸向與側向解析度。
4. 惠更斯原理（Huygens' Principle）：換能器表面可視為由無數個點波源組成，各點產生的球面小波相互疊加、干涉後，其包絡面（Envelope）即為新的整體波前，此為相位陣列技術的物理基礎。

參考資料

1. TRANSDUCERS, IMAGE FORMATION, AND ARTIFACTS | Anesthesia Key