無聲透視

脈衝回波看穿人體結構

現代醫學診斷已高度仰賴醫學成像技術。曾經只能透過解剖或聽診判斷身體內部問題,都因X光、電腦斷層(Computed Tomography, CT)、磁振造影(Magnetic Resonance Imaging, MRI)以及超音波(Ultrasound)的出現,達到非侵入性的方式了解體內組織結構,藉此進行診斷。

超音波意指人耳無法接收到的聲波,即最高閥值超過2萬赫茲的聲波。18世紀的義大利博物學家拉扎羅·斯帕蘭扎尼(Lazzaro Spallanzani)觀察蝙蝠在黑夜飛行的生物行為,推斷蝙蝠具有視力之外的感知環境能力,從而發展出動物回聲定位研究,被認為是超音波發現的起源。經過兩百多年的發展,超音波從原先應用於軍工業,如今已廣泛使用在醫療領域,超音波穿過人體,透過輸入的脈衝及回波成像的訊號,讓孕婦胎兒健康、癌症腫瘤前兆診斷,一目瞭然。

超音波成像(A-scan)簡易模型
Simple model of ultrasonic imaging (A-scan)

超音波成像(A-scan)簡易模型

由於是聲波成像,超音波面對人體內部空氣、脂肪、骨骼的影響,讓成像品質受限,而超音波顯影劑可讓回音增強,是增加診斷效果的重要幫手。

超音波從訊號產生到影像生成的完整流程。透過脈衝器驅動探頭發送聲波,並經由T/R開關切換收發模式以保護電路。單點探測的訊號(A-scan)經數位化與訊號處理後,結合陣列式探頭的多線掃描(B-mode),最終在螢幕上呈現具備深度與寬度的即時二維解剖影像。

超音波成像(B mode)
Ultrasonic imaging

超音波成像