111年:放射診斷(1)

下列那一項無法提高超音波影像之解析度?

A減少空間脈衝長度( spatial pulse length )
B增加頻寬( bandwidth )
C提高品質因子( quality factor )
D縮窄波寬( beam width )

詳細解析

本題觀念:

本題主要探討超音波物理學中「空間解析度(Spatial Resolution)」的決定因素。超音波的空間解析度主要分為「軸向解析度(Axial resolution)」與「側向解析度(Lateral resolution)」。掌握空間脈衝長度(SPL)、頻寬(Bandwidth)、品質因子(Q factor)與波束寬度(Beam width)等物理參數如何相互影響,是解答本題的關鍵。

選項分析

  • (A) 減少空間脈衝長度(spatial pulse length): 軸向解析度是指在超音波音束行進方向上,分辨兩個相鄰結構的能力。其公式為:軸向解析度 = 空間脈衝長度 (SPL) / 2。數值越小代表解析度越好。因此,減少空間脈衝長度能直接提升軸向解析度。此方法可提高解析度,故不選。

  • (B) 增加頻寬(bandwidth): 頻寬是指超音波脈衝中所包含的頻率範圍。在超音波探頭設計中,透過在壓電晶體後方加入阻尼(damping material),可以縮短脈衝的持續時間(產生較短的 SPL)。根據聲學物理,脈衝越短,其對應的頻率分佈就會越廣(即頻寬越寬)。因此,增加頻寬意味著脈衝變短,進而能提升軸向解析度。此方法可提高解析度,故不選。

  • (C) 提高品質因子(quality factor): 品質因子(Q

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