From http://140.135.100.120/database/
診斷性超音波之基本原理與掃描儀
醫用超音波構造與影像原理；採購與保養須知
醫用超音波臨床應用與操作
醫療超音波的發展現況
超音波診斷儀簡介
核子共振醫學影像系統
X-RAY影像系統
CT影像系統
DICOM簡介
醫學影像系統課程
◎醫用超音波：構造與影像原理；採購與保養須知
一、醫用超音波種類
人類耳朵所能感覺出的聲因頻率大約在 10HZ 到 2kHZ 之間，超過這些
頻率範圍的音波，稱之為超音波。大自然界中，蝙蝠就利用超音波的反
射來識別障礙物，但人類直到一百年以前，還無法在實驗室裡製造超音
波，直到近年來才由於物理材料的發明，使超音波廣泛地被應用。
診斷用超音波頻率應用應用範圍大約從 1MHZ~10MHZ 它是利用音波的
反射而使影像呈現來，在治療上，則是利用音波的能量在人體內轉換成
熱能，而 達到治療的效果。手術裝置是利用高週波振動器械，使組織
破碎然後吸引，達到如刀切的效果，其不同於手術刀之處，乃在於它能
完整的保留 0.5mm 以上的血 管，對於腦部開刀及肝等之手術，堪稱方
便之至。其應用頻率為 23kHZ 而洗淨裝置是利用高週波振動使水內產生
氣泡，藉著氣泡消滅時產生之強大壓力，將附著 於被洗物品上之污物
剝離，通常應用頻率大約 20~50kHZ。
二、超音波的基本物理學
超音波由機械性壓力波（Mechanical pressure waves）所構成，先利用超
過人類聽力頻率範圍的粒子振動（Particle Oscillations）使傳導通過介質
（Transducer），產生這些高頻率聲音需要特殊的轉換器 此設計能將此
種形式的能量轉換成另一種形式。
（一）轉送器（Transducer）
診斷用超音波中所應用的轉換器乃以電壓效應 （Piezoelectric effect）的
原理為基礎。此原理係指一些物質被至於電場（electric field）時，它們
就具有改變其體積的能力；反之，當物質遭受機械性變形時，它就會產
生電壓（Electric Voltage）。如圖 2 所示為轉送器探頭的典型構造，此設
計係應用在醫學震動回音技術（Medical pulse echo technique）中產生與
探測短超音波振動（Short ultrasonic pulse）。探頭前端以薄的集焦配對層
（Focused Matching layer）覆蓋，其為壓電性多晶狀陶科（piezo-electric
polycrystalline ceramic）即「晶體」。傳送器陶科的各個鍍銀面皆連接下
一個電極。若陶料受到非常短週期（約 1usec）的電子震動刺激其厚度
就會發生同週期的變 化。當它與適當的介質接觸時，所產生的振動將
傳導到介質中，若電子刺激在與陶料的自然共振頻率（Natural resonant
frequency）相同時，可使陶料產生最大振動幅度。在震動回音技術中，
極短的超音波震動是很重要的。然而，即使應用了非常短週期的電子震
動陶科也會 因其彈性使然，在振動終止後持續振動一段時間為了使此
鈴響後，效果減至最低，乃利用高度吸收性材料附著在陶科背面作為襯
墊已阻滯之。
（二）波的傳導
聲 音能量（Sound energy）經由傳送器（transducer）與介質接觸時，會
使介質中密接顆粒由休止位置移動，形成壓縮帶與稀疏帶。顆粒間的內
在力量，將使發生移 動的顆粒感受到與其位移成比例的回復力
（Restoring force），顆粒因而自其中間位置向後與向前位移而引起短週
期的振動，顆粒本身不會移動通過介質，但是其位移卻會影響到其前方
顆粒。波的傳導於是所產生 的壓縮帶與稀疏帶就此通過介質。超音波
在不同的生物性與非生物性物質中的傳導速率，如圖３所示。由於物質
的彈性與密度會受溫度的影響，音速亦不例外，在水 中，音速可由 0
℃時的 1400m/sec 變成 75℃時的 1560m/sec 在臨床作診斷用途的情形中，
溫度的影響甚無意義。
（三）超音波能之定量
由於超音波是一種機械能（Mechanical energy），其程度可以每平方公分
的瓦特數來測量。
Category 1（SATA）in W/㎝ 2 Surgical >1
Therapeutic 0.5~3 Diagnostic
Perivascular Doppler 0.05~0.5
Other 0.0001~0.05
然而，由於超音波診斷中需要測量強度或幅度的差異 而這種的差異又
可能很大，乃採用一個更合宜的單位。此單位以對數性刻度（Logarithmic
Scale）決定該差異，稱之為 dB，如圖４。
（四）超音波場
從探觸頭中被放射出來的超音波，在媒介質中做成音壓分佈的情況 稱
為音場。在醫學診斷中，幾乎都想使用最少寬度的音束，因為由此可以
得到最佳的解析力。於一特殊頻寬時，減少轉送器的直徑將能減少進場
音束的寬度，但也同 時減少進場的長度，反而增加遠場的發散。欲改
進音束形式，可在轉送器晶體前方加用平透鏡（planoconcave lens）來集
焦轉送或採用晶體（Voncave crystal）改進之。
（五）衰減作用
超音波在通過介質傳導時會喪失其強度，首先是音能（Sound energy）在
增加面積時散開，這會導致強度的減低，而且是上述音束的發散
（Divergence），或音能在介質中自音束成小量而不連續性的散射
（scattering）所造成。其次，有部分的音能被介質吸收。當顆粒被音波
移位時，期間的內部磨擦會將一些機械能轉換成熱（heat）。此種能量
的吸 收依物質的特性（彈性度與密度）及所使用聲音的頻率而定，頻
率越高，被吸收的能量越多，此吸收約束了超音波的深度穿透力。並造
成了實際應用超音波作診斷時 的困擾之一；高頻率與其所產生短波常
改進了解像力（Resonlution）能提供更詳細的訊息，但是卻也同時減低
了深度穿透力，因此選擇轉送器的頻率 時，常需特別考慮，作腹部診
斷時，2－5MHZ 是最被常選用的頻率。為了獲得真實的影像，身體內
相等的良好反射者應以相同的幅度記錄，而與其深度無關。因 此，顯
然可見任何超音波遺棄都應具有一些能改變來自不同深度的回音音感
（GAIN）的方法，這些特殊的功能稱為 TGC（Time gain compensation）
或 STC（Sensitivity time control）。
（六）交界反應
當 超音波束打擊交界面，此及兩種不同音特性（Acoustic properies）的
介質間之界線，部分的音能將由該交界面反射（reflected）。如果交界
面是比音束直徑要大的平面邊界，則反射後已校準的音束 仍繼續校
準。以下將探討這類型的反射，它屬於直接者（如鏡面 Specular），相
反的，若係由一個單位波長或更短的長度的長度不連續地構成不規格交
界 面，則產生瀰散性或非直接性（散射的 Scattered）反射。超音波束的
鏡面反射（specular reflection）類似於具有相等入射角與反射角的光束反
射。因此以直角撞擊交界面的超音波束將反射到音原處，這種基本原理
構成了用於探測敵方潛水挺 金屬裂縫及醫學診斷中的振動回音技術
（Pulse echo technique）的基礎。由特殊交接面反射的能量之多寡依兩種
介質的音阻（Acoustic impedance）的差異而定。介質的音阻（Z）與其密
度（Q）即音速（C）依下列方程式成正比。
Z＝Q· C
在正常情況下，交界面的強度反射係數（intensity reflection coefficient）
（R）決定於兩種音阻間的不協調，如以下公式所示。B 圖是自交界面
返回音原處之鏡面般反射。被反射之入射音能（Incident sound energy）
之分式以 R 表示 R 決定兩種介質間的音阻差（Acoustic impedance
difference）。C 圖式音束斜向入射通過交界面後之折射。如果兩種介質
具有相同音阻，則上式中的音阻為零，乃無反射，因為所有聲音都通過
交界面。 若音阻間的差異極大，則比例趨向 1，聲音振動會全被反射。
基本上這就是組織空氣交界面（Tissve－air interface）的情形，它反射了
99.9％的音能。在這些極端之間，有些聲音會被反射，其餘則向前通過
交界面。除了骨骼與氣體，大部分人類組織的音 阻在 1.4 與 1.7 之間。
這種少量的差異表示非常少數的音能會由人類身體的不同界線反射。若
音束並非垂直於竟面反射者，被傳遞者較少，則有較多的能量會被 反
射，但是反射部分卻由非直接朝向轉送器而消失。至於傳遞的部分，因
折射（Refrection）之故會繼續稍微改變方向。入射角與折射角和兩種介
質音速 之間的比例有關，可以下列公式表示之：
其 中 V 為入射角，U 傳遞角，而 C1 與 C2 是兩種音速。在實際應用中，
折射對超音波影像僅產生少量扭曲。瀰散性散射（Diffuse scattering）－
音速在撞擊很小的反射者時，而音束中的不同射線向所有方向相等地反
射因此朝方向散射的音束，其接收部分的回音幅度若與由直角撞擊 的
大型鏡面反射者的回音幅度相比將顯的很小。除了大器官與血管的界線
外，人類身體內的大部分組織會向各個方向散射聲音。散射性目標
（Scattering objects）的顯影比主要為鏡面反射者的顯影能提供更多訊息
的影像。現代超音波系統具有極高的靈敏度，而能探測及顯現鏡面反射
與較弱的散射性訊號。
三、超音波對生體的安全性
超音波對生體的作用，自古既被研究，也獲得多項成。 那麼超音波裝
置也被廣泛地使用，是否對生體有安全顧慮呢？如前所述超音波是一種
彈性正振動波，當照射到身體，這些能量最終會變成熱，使身體組織的
溫度上升。以下的例子是根據日本方面的研究報告，在做超音波照射實
驗上：
（1）對身體細胞是否有直接性的障礙及影響呢？
（2）對身體細胞、組織器官上產生機能上的變化，是否會造成最終的
影響呢？
（3）妊娠中，照射腹中動物胎兒，是否會造成胎兒的畸形、死亡即生
病呢？
（4）對動物及性腺和動物胎兒的照射，是否會造成遺傳的影響呢？
以上所述的內容，亦可綜合為：
（1）對培養細胞的影響。
（2）對染色體的作用。
（3）對受精卵的作用。
（4）對動物胎兒的作用。
（5）其它。
結果發現在診斷超音波的範圍內，對上述的這些作用均無明顯的差異。
美國超音波學會（AIUM）在 1977 年，於低 MHZ 領域方面，以小於 100mW/
㎝×㎝（SPTA）的強度的超音波照射哺乳組織，並無任何具有意義的身
體作用報告。超音波的強度及時間乘積滿?時照射時間在 1~500 秒間， 即
使超音波的強度更大，也不會起任何作用。
四、顯像原理與形式
（一）A 模（Amplitude mode）
超音波系統通常依其所採用顯影型態分類。最簡單的方式是以幅度 調
節的振動檢視器圖形（Amplitude modulated oscilloscope trace）或稱為 A
模（A mode）。圖形之左側代表轉送器，亦即零延緩時間（A 右邊（D）
點代表所能顯影的最深處目標，為了顯示此類波形，必須在刺激振動
（Ecitation pulse）加諸轉送器的同時間啟動掃描。大部分波行進通過介
質，返回轉送器的反射振動能（Reflected pulse）部分由壓電效應而轉換
成電子訊號，經過放大與處理後，顯示在陰極射線管的銀幕上，一如同
式波器所見到的一樣。假如每秒鐘有 1000 次的重複掃 瞄，就可見非常
穩定的 A 模波形顯示於銀幕上。避需了解的是，轉送器只在檢查時間的
很小的部分（0.1％）發出超音波，其餘時間都在接收。我們已知所檢查
目 標內的音速在人體組織中為 1540m/sec。若電子束的速度也跟著調
整，則反射交界面的距離可由振動檢視器上直接讀出。
理想中來自交界面的回音記錄因為同等程度，與它和轉送器的距離無
關。那麼，來自深部構造的回音反射比來自較近構造者要弱，這即是所
謂的衰減作用（Attenuation），所以必須利用 TGC（STC）來增加音感。
（二）B 模（Brightness mode）
利用 A 模時，有關檢查目標的訊息每次只能沿一條線顯示。若把這 一
條線所顯示出來的 A 模圖形以亮度調節（Brightness modulated），則由
一線回音所提供的訊息就如同 A 模一樣螢幕上沿著一線出現的亮點各
位置皆相當於身體中沿相稱直線產生回音的各目標位置，此即是 B 模。
（三）M 模（TM 模）
這個 mode 圖 9 是利用 B mode 的垂直軸顯示，水平軸則以時間來顯示，
這種 mode 主要是測定裡內移動性構造的位移影像，這類的影像必須配
合有記憶體的銀光幕或者是具有 B 快門的相機，才能將影像保留下來電
於觀察測量。一般這類模式，只用於心臟科。
五、機器的結構
目前所有的超音波診斷機器都包括如圖 10 所示的幾個部分：
（1）探觸頭和 TX/RX 所組成的發射與接受部分。
（2）DSC
（3）打字鍵盤
（4）面版控制
（5）觀察之電視幕
（6）拍立得照相部分
（7）電源供給部分，現在讓我逐一敘述各個主要功能。
探觸頭（probe）和 TX/RX 部分
所有機器由於功能及適用科別的不同，發展出各式各樣的機器，主要是
這一部份的改變。下面我們就當今醫學界所應用的幾種形式分別敘述如
下：
1.B Scan（Compound Scan）：
這類的影像是由類似一根針往身體刺進去如圖 11，所被刺的所有 影像
只有一條線的影像，然後配合機械手臂把希望得到的影像通通刺完了之
後顯示在電視銀光幕上，即所見到的是一個橫切面影像（tomography），
它是 屬於靜態影像，由於這類影像為了得到一張影像，必須浪費很長
的時間，及熟練的操做技巧，現已很少使用。但其掃描的範圍較廣，所
以對於某些特殊的病人，仍有 其方便之處。
2.線性掃描（Linear Scan）：
由於 B scan 在成影方面較麻煩，為了改進這方面的缺點，逐將很多個
Transducer 排成一直線、構成一個二度空間的掃描器，稱為線性掃描或
實時間掃描如圖 12 我們可以想像成很多針排列在一起如同刀片一般，
刀片多少寬度、掃描的寬度就多少，這刀片就像 Linear probe 一樣所切
到的畫面也是橫切面的影像。這類的 probe 通常配合電子焦距，始能得
到更完美的影像，這種方法稱為 Dynamic focus 如圖 13 所示，由於音波
在傳遞過程一定會有遠距離發散現象，所以當要製造一條掃描線時，由
8 個 crystal 同時發射，利用延遲線（Delay Line）來同時抵達焦距點，在
接收時也用同樣道理，這樣就可以得到較好的影像。這類的距離，可以
在同一條掃描現有兩個或三個，如圖 14 所示。這樣的電子 技術以普遍
地用於各超音波診斷器中，假如產生一條掃描線用三點 Focus，這些
crystal 要發射三次才能產生，所以必須浪費時間來完成整個畫面。通常
假如一點焦距被使用時 Frame rate 是 30F/sec，那麼三個焦距被用時就變
成 10F/sec，我們人類眼睛的視覺暫留是 16F/sec，所以當 Frame rate 低於
這個數值，我們就會發現畫面不是實時間，而是每秒 10Frames 的飄動畫
面。
3.扇型掃描
目的是因為我們人體有許多骨骼保護著重要器官，為了避開這些骨骼而
設計出扇型掃描，主要是用於心臟科及新生兒腦部掃描….等，而依設計
的不同可分為：
（一）機械型扇型掃描（Machanical Sector Scan）（如圖 15）這類機械
型扇型掃描主要構造葛可分為三部分：
（1）馬達部分：這馬達 360 度一直不停運轉。
（2）電位計（potentiometer）：此電位計隨著馬達作 360 度的運轉，而
送出三角波，假設 A＝0 那麼 B＝90，C＝180，D＝270，E＝360，如此
轉 360 度，可產生兩個畫面
（3）轉送器－crystal 部分：被經由槓桿傳動而作 0~90 的來回運轉，而
產生了扇型畫面。
電子扇型掃描（Phrase Array Sector Scan）這種 probe 構造如同線性掃描 只
是 crystal 數目較少，排列在一個較少的空間如圖 18 所示，通常 crystal
數目大的 48 個左右，利用電子延遲效果使之產生扇型畫面。
這兩種方式是最常見的扇型掃描，其中機械式的尚有其他方式，在 此
不多做說明。不過結果都是一樣的，這兩種掃描、probe 部分大小幾乎
一樣，機械式掃描頭只有一個 crystal 所以發射功率較強，可以得到較高
解像力 的影像品質，但是由於機械帶動，因此會有一些消耗品，及振
動的感覺。但其解析度較好，是其存在的價值。
4.凸型掃描（Convex Scan）：
這類 probe 被發展的原因是因為線性掃描在深處所能觀察到的範圍較
小，扇型掃描在近處所能觀察到的範圍較窄，為了補償這兩種缺點，逐
將 crystal 排列成凸型，所產生的掃描圖形就有較寬廣的視野如圖 19 所
示，基本構造和線性一樣，只是把線性排列變成凸型排列而已。
5.輻射型掃描（radial Scan）：
輻射型的 Probe 構造如圖 20 所示和 Sector Probe 一樣，只有一個 Crystal
靠著馬達的帶動，而做 360 度的掃描，依使用目的的不同可分為經直腸
及經尿道，而顯示於銀幕的影像，可以一需要調 整顯示要強調的部位，
這就是為什麼這類影像的原始影像是圓形輻射狀，而所被看的影像都是
半圓形的緣故如圖 21；其中圓形呈白色狀的是軸心，通常這類超音波 都
用於泌尿科。而此類機器通常也可以加裝 Sector Probe 做扇型掃描，近
年來由於科技進步多半集各項功能於一機，所以較進步的尚可裝 Linear
Probe 及 arc Probe 來做掃描！
6.弧形掃描（Arc scan）：
這種 Probe 構造和 Sector 一樣，只有單一個 Crys-tal 如圖 22，靠著機械
的動作使其掃描路徑呈現 ARC 的形式如圖 23 然後藉著水袋和被測物緊
密接合，通常這類機器主要用於甲狀腺，和乳腺….等較淺部位，所以
Probe 的頻率都較高，可以得到較好的解析度。
7.環狀排列探處頭（Annular Array probe）：
一般單一 Crystal 的 Probe 無法得到較好的焦距，或許 你可以利用凹鏡
使其音束呈現單一焦距，但是也只有一個焦距，在焦距範圍之外的，就
無法得到較好的解析度。為了改善此一缺點，所以工程師又設計出這一
種的環 狀的 Probe 其本身共有五層 Crystal 如圖 24，每一層管同深度的
影像，這樣的音束就如同有五個焦距，所得到的影像當然就不同了。但
是由於價格昂 貴，目前尚不很普遍，而且這類的 Probe 大部分是附於機
械上帶動，如 Sector…..等
8.經食道探觸頭（Trans Oesophagial Probe）：
這類的探觸頭是最近才發展出來的，由食道進入胃部作近接器官掃描，
如同胃鏡的設備一般，最前端的探觸頭部分是可以前後彎曲＋120 度 如
圖 25：
9.經陰道探觸頭（Trans Vaginal Probe）：
這類探觸頭經由陰道，做近接掃描如圖 26 對於婦產科方面以往需 要漲
尿才能觀察卵巢輸卵管、子宮….等之器官，但是由於這方面的 Probe 被
發展出來後，更可輕易做檢查，而減少患者漲尿的痛苦。近年來工商業
的發達，不 孕婦女有相對增加的趨勢，經由此 Probe 對於觀察卵泡的成
熟狀況及人工受精之取卵工作，幫助頗大。
（二）DSC 數位掃描轉換器
經由這些 Probe 及 TX/RX 的線路取得音波反射的最原始訊號，這些訊號
經過排列及轉換成電視訊號、顯示於電視銀光幕上，中間的這般過程稱
為 DSC（Digital Scan Converter）
DSC 主要功能：
（1）依電視原理顯示動態的影像。
（2）可固定任何所需要的畫面。
（3）修飾彩像的品質。
（4）計算測量影像的尺寸。
（5）顯示數字或文字於畫面。
（6）雙畫面顯示功能。
（7）局部畫面放大功能。
（8）計算面積、圓週、長度、體積等功能。
（9）計算妊娠週期、分娩預期等功能。
畫面顯示內容
（1）超音波影像－並可選擇 B 模畫面或 M 模畫面。
（2）灰色層次顯示－畫面顯示的訊息。
（3）刻度表－實際尺寸的刻度線。
（4）M 模記號－顯示時間刻度。
（5）動態焦距顯示－任何距離應用到動態焦距顯示。
（6）影像方向顯示－根據探觸頭的方向顯示於銀幕。
（7）影像加強記號－影像顯示灰白層次的模式。
（8）M 模指標－在記號 B/M 時，M 模的位置在 B 模中以虛線表示。
（9）身體部位記號－影像所得於身體中的任何一個部位顯示。
（10）測量功能－自動顯示測量結果。
（11）字幕－由鍵盤輸入：時間、病歷號碼。自動顯示：頻率、加強模
式、動態焦距範圍、測量數值、面積測量值、周長測量值辦磨速度測量
職等。
（12）打字鍵－所輸入標準打字鍵盤的所有文字符號，在整個畫面的任
何一個位置。超音波畫面顯示模式
A（1）B/M 模。（2）B 模。（3）M 模。
B 局部放大模－由搖桿來控制其放大後影像的上升或下降
C 單畫面/雙畫面選擇。
整個線路方塊圖結構如圖 27 所示最先輸入的訊號是來自 TX/RX 部分的
稱為 ECHO VIDEO 是屬於類比訊號，由於電子電路要儲存這些訊號，所
以必須把這些訊號先轉換成數位訊號，此步驟稱為類比/數位轉換器
（A/D Converter)，這些訊號先儲存於緩衝紀錄器(Line Buffer)，然後根據
電視掃描的時間把這些訊號儲存於主記錄器(Mass Memory)內，中間的
Up Date Logic，是處理輸入信號的更新工作。儲存於主記錄器的影像畫
面可根據觀察及診斷的需要而加以修飾；使病巢部分更加明顯，此步驟
稱為 Post Processing。影像最終目的還是要顯示於電視畫面上，所以必須
在經過數位/類比轉換器(D/A Converter)，這時的訊號我們稱為複合式視
頻訊號(Composite Video)，一可直接接上電視監視器，由於這些工作及時
間的處理都交由微電腦(Microcomputer)來處理，所以須具備時鐘訊號
(Clock) 及讀寫位址(Read Write Address Logic)的編號。
1. 打字鍵盤﹕可於畫面上任何位置輸入所需的註解；包括完整的標
準鍵盤輸入。
2. 面板控制﹕可調整畫面至病巢最明顯的程度，及做各方面的測
量…等。
3. 電視螢幕﹕如同一般電腦用之監視器，家用之電視若有ＡＶ端
子，亦可輸入當作觀察用，但是若電視較大，掃描線較粗，相對
的畫面會有較粗的感覺。
4. 拍立得照相部份﹕此部份包括一小型電視螢幕及一台拍立得相
機，可立即拍下你所需的影像。
5. 電源部份﹕由於電子電路所需的電源均是直流電，此部份是將市
用之交流電，轉換成各種高低不同的的直流電壓，以供給各部份
之需要。
六、超音波的關聯機器
1. VTR﹕
高品質的錄影機，能將影像逼真的保存下來，以做研究或診斷追
蹤之用。
2. POLAROID CAMERA﹕
一般均是標準配備，但是若為輕便型機器，這部份必須另外買，
以作為立即拍攝的效果。
3. VIDEO COPY﹕
此設備是具備一型電視及一台單眼相機，可做 Slide 及重複沖洗照
片之用。
4. MUTIFORMAT CAMERA﹕
這類影片的保存方式和Ｘ光一樣。
5. STRIP CHART RECODER﹕
對於 Bmode，和拍立得一樣拍攝保存下來，對於 Bmode 和 Doppler
可任意長度的紀錄，以作為測量之用。
6. SONO PRINTER﹕
如同紀錄紙一樣，把影像保存下來，唯一和 Strip Chart Recorder
不同處是不能紀錄長時間的Ｍ及Ｄ，但是價格便宜有取代拍立得
的趨勢。
7. 其他﹕
如(1)Laser Disk (2)Megnatic Tape(3)Flopty Disk
七、診斷的附加裝置
1. 超音波診斷用 Gelly
由於音波碰到空氣幾乎就無法傳遞，所以探觸頭和人體之間必須
塗上媒介物來傳導。
2. 超音波 Coupler
由於人體器官特個形狀不同，對於所發展出來的 Lrnear Probe 無法
滿足各種需求，所以 Probe 外圍加一個特殊弧度來達到和被測物
的緊密接合，主要是應用在甲狀腺及乳腺方面的診斷。
3. 人工脂肪(Visco-Dynamic Pads)
這種比豆腐還要軟的人工脂肪，可以適應各個不同的表面達到
Probe 和人體之間的僅密接合。
4. 超超音波穿刺設備
做 Puncture 時，所必須具備的 Puncture Probe 或者在現成的
Probe 旁裝一 Adapter，以達到做穿刺的目的，抽取病變組
織，以供培養或化驗之用。
八、杜普勒效應(Doppler Effect)
音波在傳送路途上若遇到移動物質的阻擋，則回音所接收到的頻率與原
來發射的頻率不同，這種差距的頻率稱為杜普勒效應位移頻率，這種頻
率的高低與位移物體的速度成正比。
這是由奧地利的物理學家 Christian Johonn Doppler 所發現，故稱為杜普勒
效應(Doppler Effect)，
由於這個重大的發現，對於日後血管及心臟的疾病，均由血液的速度來
判斷，貢獻極大，然而 Doppler 又分為 PW(Pulse Waweform)和 CW(Continue
Waveform)兩種。顧名思義，PW 就是利用 Pulse 的方式發射與接收，所
以就會用到 PRF(Pulse Repetition Freq.)意即每秒鐘發射 波的次數，在
Pulse Doppler 的領域裡由於根據被測物速度的大小，所以各有不同的
PRF 來配合以利於觀察。
但是由於音波在人體內速度一定，所以其 PRF 的最高如(a)式所示，R 是
所測的距離。PW 是發射與接收不在同一時間內，所以只需利用單一
Crystal 即可。談到 PW，必須了解何謂 HPRF(HIGH Pulse Repetition Freq.)，
這個名詞簡單的說就是因 PW 為了測試各個速度不 同的流速，所以各
有不同的 PRF，當最高的 PRF 還不能滿足要求時，就需要 HPRF 來作測
量了。另外亦須了解 aliasing 的含意，aliasing 試 紙當一定的 PRF 所能
測的速度固定，當所測之流速超過 PRF 所能偵測的範圍時，超過的部份
就會顯示在反方向的流速，與反方向的速度混一起，這十九分不清反 方
向的真正流速了，碰到這種情形唯一的辦法就是增加 PRF，萬一最高的
PRF 還不行時就利用 HPRF，若 HPRF 也無法滿足時，就必須利用 CW
來測量了。 談到 CW 之前，讓我們再進一步了解 PW。由於 PW 是利用
Pulse 方式，所以在音波的整個行走過程上，我們可以設定某一段的速
度，而且這一段的速度可大、 可小任意調整，這是 PW 的優點，但是
其流速測定受到限制，是其缺點，為了補足這個缺點，所以就在同一支
Probe 內，隱藏了兩個 Crystal，一個管發 射、一個管接收，這樣發射與
接收個別分開就不受 PRF 的限制，而能測到較高的流速。但是因為是連
績地發射與接收，所以所得到的流速就是整個音波行走的路 徑，而不
像 PW 一樣可以定位，這是 CW 的缺點，但是它能測的速度較高是其優
點。所以總結 Doppler 的濃，應該是先具備 PW，當產生 alising 時再 用
HPRF 的 PW，然後才用到 CW，這樣整個測試的範圍就會很廣泛，可做
各種測試了。
九、彩色杜普勒的原理(color doppler)
外界目前所稱的彩色超音波，其實就是利用杜普勒原理，將本來 2D 影
像裡的所有流速各以不同的顏色表現出來，然後重疊在 2D 影像上而
已，這對心臟病的患者，實在是一大福音，早期心臟病患在確定病情，
開刀以前必須先進 入心導管室做心導管。我們知道心導管的測試具有
潛在的危險性，尤其是對小孩或嬰兒，現在有了彩色杜普勒機器，可以
以不侵犯的方式，便可詳細地了解病情，實 在是心臟柯醫師的必備利
器，以下就介紹其原理，
它是把血流的方向分成兩種方向，趨向於 probe 方向的血流以紅色來顯
示，而遠離 probe 的血流就以藍色來表示，各有 8 個明暗不同的層次，
每個層 次各代表不同的流速，然後橫的方面右以綠色來解調以區別其
擾流(Turbulance)程度，像這樣所得到的彩色超音波畫面，我們稱為彩色
杜普勒。
十、採購與保養須知
採購須知
1. 目的
a. 為了例行檢查﹕只要堪用價格便宜即可。
b. 為了研究﹕必須高品質、多功能。
c. 為了方便流動診察﹕輕便型。
1. 功能﹕
各種不同科選擇不同用途的機器，最好是各單獨科有自己獨立的
機器，這樣比較能使該部機器保持較良好的單純使用，增長其壽
命。
2. 價格﹕
視預算而定，不過一分錢一分貨，這是一定的道理。
3. 解析度﹕
比較客觀的方法是用 PHANTOM 來測試，其次是用 gray scale、Focus
臨床使用來比較。
4. 擴展性﹕
2～3 年內擴展的功能，及其周邊設備的追加，儀器的壽命大致在
五年以上，但是電子科技的進步一日千里，更新更具功能的機器
層出不窮，能追加功能的設備是必需的，這樣機器才不會落伍。
5. 售後服務﹕
廠商的信譽及其售後服務的品質，這項是採購時極其重要的考慮
因素，你可以從同業的口碑或醫院使用過者的經驗上調查。
保養須知
1. 注意儀器清潔﹕
儀器注意清潔，用完之後，要將機器擦乾淨並蓋上防塵套。
2. 設置場所的條件﹕
常溫、低溼度、低落塵度，必要時加上空調、除溼機、空氣淨化
機，不失為保護機器的良好途徑。
3. 電源的穩定性﹕
若電力系統不穩定，最好能加上電源穩定器或不停電裝置(UPS)，
來保護機器。
4. 探觸頭的保護﹕
探觸頭的材料是石英(crystal)，很脆弱，不能碰到硬物質，線性探
觸頭會發熱，而機械性善型掃描頭會有機械磨損，不用時請按上
Freeze，以保持靜止狀態，延長其壽命。
5. 定期保養
注重廠商的保養建議，定期校正，使機器永遠處在良好的
狀況。
結論
現在的超音波機器，已如同醫生的聽診器一般，是不可或缺的必須工
具，如何使這項科技的產品為人類貢獻出最大的福祉，是我們大家的責
任，爾後會有更精確、更輕巧、更具功能的機器問世，希望藉此能使大
家對它有所認識。