111年:放射器材(2)
在超音波都卜勒影像中,可以採用下列何種濾波器去除血管壁及不動的組織訊號,以留下血流訊號?
A高通濾波器(high-pass filter)
B低通濾波器(low-pass filter)
C帶通濾波器(bandpass filter)
D高斯濾波器(Gaussian filter)
詳細解析
本題觀念:
本題測驗的是超音波都卜勒影像(Doppler ultrasound)中「壁濾波器(Wall filter)」的核心物理原理與應用。 在都卜勒超音波檢查中,探頭接收到的回波訊號包含了兩種主要成分:
- 血管壁及周圍組織:這些構造的移動速度非常緩慢,但因為組織的反射係數高,會產生高振幅、低頻率的都卜勒頻移訊號(又稱為 Clutter 雜訊)。
- 血液中的紅血球:血流的速度較快,但因為紅血球的反射係數低,會產生低振幅、高頻率的都卜勒頻移訊號。
為了在頻譜或彩色都卜勒影像上清楚呈現血流訊號,儀器必須將來自血管壁及周邊不動/緩慢移動組織的高強度低頻雜訊濾除,這個機制即稱為「壁濾波器(Wall filter)」。
選項分析
- (A) 高通濾波器(high-pass filter):正確。高通濾波器的特性是「允許高頻率訊號通過,並阻擋低頻率訊號」。在都卜勒超音波中,它能有效地濾除由血管壁造成的低頻雜訊(阻擋),同時保留由快速流動血液產生的高頻訊號(通過),因此壁濾波器在電子電路與訊號處理上的本質就是高通濾波器。
- (B) 低通濾波器(low-pass filter):錯誤。低通濾波器允許低頻訊號通過而阻擋高頻訊號。如果使用低通濾波器,反而會保留血管壁的雜訊,並把我們真正想觀察的血流訊號濾除。
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