114年:放射器材(1)

下列何者最不會造成超音波脈衝式都卜勒影像中的頻譜增寬(spectral broadening)效應?

A血管中不同區域的流速相同一致
B血管中同時存在不同方向的血流
C脈衝式都卜勒影像的分析使用較大範圍閘窗(range gate)
D血管中出現擾流(turbulent flow)

詳細解析

本題觀念:

本題主要測驗超音波物理學中「脈衝式都卜勒(Pulsed-wave Doppler)」的頻譜特性,特別是「頻譜增寬(spectral broadening)」的成因。在都卜勒頻譜圖中,縱軸代表血流速度(或都卜勒頻移),如果取樣範圍(sample volume)內的紅血球移動速度或方向差異很大,會產生多種不同的頻率偏移,使頻譜的頻寬變寬,原本在波峰下方的黑色空白區域(即頻譜窗,spectral window)會被填滿,這個現象就稱為頻譜增寬。相反地,如果所有紅血球皆以相同速度與方向移動,頻譜會呈現細窄的線條,並具有清晰的頻譜窗。

選項分析

  • (A) 血管中不同區域的流速相同一致:此情況稱為平坦流(plug flow,或稱柱狀流),通常發生在大血管的中央或血流剛離開心臟與瓣膜的起始段。由於取樣範圍內的所有紅血球速度和方向皆相同,都卜勒頻移高度集中單一,會形成非常窄的頻譜帶與清晰的頻譜窗,最不會造成頻譜增寬。此選項為本題正確答案。
  • (B) 血管中同時存在不同方向的血流:當血流存在多個方向(例如漩渦、分離流或擾流區域),超音波探頭會同時接收到正向與負向、或是分量大小不一的都卜勒頻移,這會直接反映在頻譜上,造成嚴重的頻譜增寬。
  • (C) 脈衝式都卜勒影像的分析使用較大範圍閘窗(range gate):當取樣閘窗(sa

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