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血管穿刺用超聲顯像設備的工作原理主要基于超聲波在人體組織中的傳播特性。超聲波是一種頻率高于人耳可聽范圍的聲波，通常在醫學診斷中使用的頻率范圍是２－１４ＭＨｚ。這些聲波在人體組織中傳播時，會在不同聲阻抗的組織界面上發生反射、折射、散射和繞射現象。超聲設備通過發射超聲波并接收其反射回的回波，來構建體內的圖像。
超聲波的產生與接收：超聲探頭（換能器）利用壓電效應將電能轉換為聲能（逆壓電效應），發射超聲波進入人體組織。當這些聲波遇到不同的組織界面時，部分聲波會反射回來，探頭再將這些反射回來的聲波轉換為電信號（正壓電效應）。
反射、折射與散射：超聲波在遇到聲阻抗差異較大的組織界面時會產生反射，形成回波。折射發生在聲波從一個介質進入另一個聲速不同的介質時，導致聲波方向的改變。散射則是超聲波在遇到微小的障礙物或粗糙表面時發生的現象。
成像技術：超聲設備通過接收反射回來的超聲波，利用各種成像技術，如Ａ型（振幅調制）、Ｂ型（輝度調制，即二維切面圖像）、Ｄ型（多普勒效應，用于血流檢測）等，來顯示組織的圖像。在血管穿刺中，通常使用Ｂ型超聲來獲取血管的二維切面圖像，以及使用彩色多普勒超聲來評估血管內的血流情況。
多普勒效應：當超聲波遇到移動的物體，如流動的血液時，會產生多普勒頻移。通過分析這些頻移，可以計算出物體的速度和方向，從而評估血流的動態變化。
超聲引導下的血管穿刺：在血管穿刺過程中，超聲設備可以實時顯示血管和穿刺針的位置，幫助醫生準確定位血管，提高穿刺的成功率。醫生可以選擇不同的穿刺技術，如長軸平面內法、短軸平面外法等，以適應不同的臨床情況。
超聲設備的安全性：超聲診斷使用的超聲波能量相對較低，一般認為對人體是安全的。然而，為了確保安全，超聲強度或劑量需要嚴格控制，以避免可能的組織損傷。
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