110年:放射器材(1)

超音波換能器內部的阻尼材料( damping material )主要功能為何?

A增強系統激發電壓
B改善系統軸向解析度
C強化換能器聚焦效果
D改善探頭與組織間聲阻抗不匹配

詳細解析

本題觀念:

本題考查超音波換能器(Ultrasound transducer)的基本構造,特別是「阻尼材料」(Damping material,或稱背襯材料 Backing material)在超音波物理學中的主要功能及其對影像品質的影響。

選項分析

  • A. 增強系統激發電壓:錯誤。系統的激發電壓是由超音波儀器主機內的脈衝產生器(Pulser)所控制。阻尼材料屬於被動的物理結構,無法提供或增強電壓。
  • B. 改善系統軸向解析度:正確。阻尼材料貼附於壓電晶體(PZT)的背面,其主要作用是吸收向後傳遞的聲波,並抑制壓電晶體在發出脈衝後的「振鈴效應」(Ringing)。這能有效減少每個脈衝的週期數,進而縮短「空間脈衝長度」(Spatial pulse length, SPL)。由於軸向解析度等於 SPL 的一半(Axial resolution = SPL / 2),因此縮短 SPL 能直接且顯著地改善系統的軸向解析度。
  • C. 強化換能器聚焦效果:錯誤。強化聚焦效果、使超音波波束變窄以改善「側向解析度」(Lateral resolution)或「切面厚度解析度」(Elevational resolution),主要是透過聲透鏡(Acoustic lens)、曲面壓電晶體設計,或是陣列探頭的電子聚焦(Electronic focusing)

...(解析預覽)...