超聲物理基礎:頻率與波長

2021-02-15 重症之聲

今天繼續介紹超聲基本物理知識:頻率與波長。

超聲定義為頻率超過人聽力範圍的聲波(>20 kHz)。在超聲診斷中使用的頻率為2- 18MHz。頻率(f)與波長(λ)成反比。根據公式λ = c/f,且聲波在特定組織中傳播速度恆定,頻率隨波長變化而變化。

在超聲診斷學中,有兩個重要的考量:穿透深度和圖像解析度(銳度)。後者一般是由使用的超聲波波長決定的。比如,當使用1mm的波長時,圖像要比使用小於1mm波長的顯得模糊。波長越短的超聲波,頻率越高,圖像解析度越高,穿透距離越淺。相反,超聲波長越長,頻率越低,圖像解析度越低,但是穿透距離越深。


超聲波的頻率、穿透性和波長(圖像解析度)的關係。高頻探頭產生更高解析度的圖像,但穿透深度淺。低頻探頭產生更低解析度的圖像,但穿透深度更深。

插圖揭示了在某種特定生物組織中頻率、解析度和穿透性的關係。在保持足夠的穿透力情況下,使軸向解析度最大化是選擇一個合適的探頭頻率的最重要的考慮。更高的頻率被用在線陣探頭上來探測淺表結構,比如脈管系統和周圍神經。較低的頻率被用在曲陣和相控陣探頭上探查胸腔、腹部及盆腔的深部組織。

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