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組員: 4A227042邱猷舜 4A227047莊宸祐 4A227033楊承翰 4A227032王正元 4A227052董承堯
醫用超音波 組員: 4A227042邱猷舜 4A227047莊宸祐 4A227033楊承翰 4A227032王正元 4A227052董承堯
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簡介 超音波是指高於人類耳朵所能接受的音波(20kHz)， 人耳可以聽見的波動，其頻率約在16Hz到20KHz間， 而有些動物的耳朵能接受的範圍比人類還高，也又 利用超音波做其他用途的動物，例如蝙蝠運用超音 波辨識障礙物及獵物，海豚運用超音波進行回聲定 位。
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醫用超音波前史 雖然早在1842年都卜勒(C.A.Doppler)提出都普勒 效應(Doppler effect)之物理現象，但是應用都卜勒 於醫療用途卻在100年後才開始，都普勒效應是指 『光、音源或光、音波與接收者之間若有相對運動， 則接收到的頻率會有所改變』。
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發展歷史 超音波的研究歷史，可追溯自1880年皮埃爾· 居禮和 雅客· 居禮兄弟發現電氣石(ex:石英)具有壓電效應。
啟於1940年代的二次世界大戰，當時以此科技製造 成「聲納」，用來進行水下探測。二次大戰後，這 類科技被運用至醫學，1922年，德國出現了首例超 音波治療的發明專利；1939年發表了有關超音波治 療取得臨床效果的文獻報道。
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40年代末期超音治療在歐美興起，直到1949年召開 的第一次國際醫學超音波學術會議上，才有了超音 治療方面的論文交流，爲超音治療學的發展奠定了 基礎。1956年第二屆國際超音醫學學術會議上已有 許多論文發表，超聲治療進入了實用成熟階段。
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常見超音波應用 醫用超音波則用來透視肌肉及軟組織，使得這項技 術常用來掃描很多器官，以協助醫療上的診斷和治 療。
產科超音波也常用在懷孕時期的檢查，醫生可以利 用超音波成像法透視身體，但由於超音波不能穿透 骨頭，所以雖然超音波對人體傷害比較低，但仍不 能完全取代Ｘ光。典型超音波大約2MHz到10MHz 的頻率，較高頻率通常用在泌尿道碎石振波。檢測 超音波設備有發射及接收。
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肌肉鬆弛: 超音波的機械振動會刺激組織，導致肌肉鬆弛。但 超音波也很可能直接刺激神經纖維，導致正交感神 經活動的壓抑而產生肌肉鬆弛的結果。 機械作用: 超音波在組織產生的第一種作用是它的「機械特 性」。除了在真空狀態下，超音波在不同的介質中， 會產生不同的變形，因此，在相同頻率的振動下， 超音波在組織中會產生伸縮變化，就好像按摩一樣， 所以其機械作用又可稱為「微量按摩」。
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增加細胞膜的通透性: 超音波可增加細胞膜的通透性。經由實驗發現，連 續、脈衝式的超音波，會使組織分泌液被迫進入細 胞膜，改變游離濃縮的結果，導致細胞刺激性的改 變，提升生理交換反應的過程。 孕婦產檢: 原理是利用超音波穿透不同密度的介質時會有反射 的特性，隨組織密度之別出現不同強度的反射波， 返回接收探頭而轉換成影像來觀察 有2D、3D、4D的檢測儀器了。
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超音波熱治療之 現階段發展與應用 何謂『超音波熱治療』:
超音波熱治療之 現階段發展與應用 何謂『超音波熱治療』: 超音波在人體組織中具有相當良好之穿透性，因此 可以將能量傳至深層部位。傳統診斷式超音波由於 所激發出來之能量相當小，不會對人體造成傷，將 超音波聚焦，在焦點處所產生之能量可以高至數千 倍，使細胞產生凝固性壞死，超音波將大部分能量 集中至焦點處，因此中介組織所吸收到之能量極低 不會產生溫升，因此超音波可以在完全非侵入的條 件下破壞深層組織。因此，此種治療方法可以作為 輔助性外科切除患部之一相當有潛力之新工具。
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腫瘤作單獨之熱手術治療: 主要是使用聚焦式超音波所產稱之高強能量來加熱 腫 瘤部位，並透過熱效應來殺死癌細胞。 超音波止血: 超音波聚焦所產生之瞬間高熱，除可治療腫瘤外， 亦可用來做內出血之處理。
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醫用超音波 一個標準的醫用超音波系統大致分為發射與接收聲 波訊號的「探頭」（依探測部位與發射頻率不同， 一般有三種）、類比前端電路、將音訊「轉譯」為 影像的後端成像運算技術。
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超音波探頭 利用所謂的壓電效應。 電壓機械波(雙向換能)。 具有發送超音波跟接受超音波的功能。
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超音波探頭
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何謂壓電效應 當對壓電材料施以物理壓力時，材料體內之電偶極 距會因壓縮而變短，此時壓電材料為抵抗這變化會 在材料相對的表面上產生等量正負電荷，以保持原 狀。這種由於形變而產生電極化的現象稱為「正壓 電效應」。 當在壓電材料表面施加電場（電壓），因電場作用 時電偶極距會被拉長，壓電材料為抵抗變化，會沿 電場方向伸長。這種通過電場作用而產生機械形變 的過程稱為「逆壓電效應」。
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此為較誇張舉例的圖
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壓電材料 壓電單晶體: 壓電單晶體大多數為鐵電晶體。另外還包括石英、 硫化鎘、氧化鋅、氮化鋁等晶體。
目前應用最廣泛的非鐵電性的石英壓電晶體、鐵電 型壓電晶體鈮酸鋰和鈮酸鉭等。
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壓電多晶體（壓電陶瓷）: 陶瓷的壓電性質最早是在鈦酸鋇上發現的，1950年 左右發明的鋯鈦酸鉛（簡稱：PZT）則是迄今為止使 用最多的壓電陶瓷。 壓電聚合物: 早在1940年，蘇聯就曾發現木材具有壓電性。之後 又相繼在薴麻、絲竹、動物骨骼、皮膚、血管等組 織中發現了壓電性。1960年發現了人工合成的高分 子聚合物的壓電性。1969年發現電極化後的聚偏二 氟乙烯具有較強的壓電性。
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壓電複合材料: 壓電複合材料是有兩種或多種材料複合而成的壓電 材料。常見的壓電複合材料為壓電陶瓷和聚合物 （例如聚偏氟乙烯活環氧樹脂）的兩相複合材料。 壓電複合材料在醫療、傳感、測量等領域有著廣泛 的應用。
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後端影像應用技術 Amplitude (A) mode Brightness (B) mode Motion (M) mode
Color Doppler
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都卜勒效應
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都卜勒效應公式 假如波源發出的頻率為fo 波源週期To 波長λo 波速vo的波 觀察者觀測的頻率為f 觀察者速度v 發聲體速度u
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假如波源靜止 ，觀察者運動 1.觀察員接近 2.觀察員離開
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若發聲體以u之速度向靜止的觀 察者接近 把前面的公式統整起來
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聲波距離公式 此334是為音速
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簡單計算題 甲車每秒32公尺，乙車每秒20公尺，甲領先乙， 乙車發出超音波（聲速每秒320公尺），0.4秒後聽 到回聲，求甲、乙兩車原本距離是多少？
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X + Y =320 * 0.4 = 128……….(1) A = 0.4 *20 = 8 X = A + Y = 8 + Y………………(2) (1)(2) 解聯立方程式 X=68 , Y=60
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從原乙到後甲，超音波共用了 X / 聲速 = 68 / 320 此段時間為原甲跑到後甲的時間 B B = ( 68 / 320 ) * 32 = 6.8 B + Z = X ， Z = 68 ， Z= 61.2
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A-mode 一維的A-MODE可定量測待測物回波大小、待測物 位置及待測物的大小。 已經被B-MODE取代。
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B-mode 把A-MODE所偵測到的振幅改用亮度顯示。 多條線掃瞄形成二維影像(X,Y) 。 最常見到的臨床使用方式。
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M-mode 原理類似B-MODE，最大的不同在於B-MODE顯示為 一個區域的組織影像(空間座標) ，M-MODE則是顯示 一段時間的組織影像(時間座標)。 大部分只用於心臟診斷。
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Color Doppler 比對B-MODE並應用都卜勒效應，所知道的差異並 幫其上色以期了解內部的動作快慢。 常用於測量血管內血液流速。
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超音波動作原理
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超音波檢查
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診斷的附加裝置 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。
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註解 類比電路: 在類比電路和數位電路中，訊號的表達方式不同。對 類比訊號能夠執行的操作，例如放大、濾波、限幅等， 都可以對數位訊號進行操作後端成像運算技術。
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參考資料 http://ultrasound.ee.ntu.edu.tw/classnotes/bme2/ 2007/3_26_07.pdf
rasound2/ultrasound2.html m 3p%E5%BF%83%E8%87%9F%E5%81%A5%E6% AA%A2-in- %E5%8F%B0%E5%8C%97%E5%B0%88%E5%BF %83
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