下列何者不是超音波（ ultrasound ）的非熱效應（ non-thermal effect ）？

本題觀念：

本題考查的是醫用超音波的生物效應 (Biological Effects of Ultrasound) 分類。 醫用超音波與人體組織的交互作用主要分為兩大類：

1. 熱效應 (Thermal Effect)：組織吸收超音波能量轉化為熱能，導致局部溫度升高。
2. 非熱效應 (Non-thermal Effect) / 機械效應 (Mechanical Effect)：與溫度升高無關的物理機制，主要包括空穴效應 (Cavitation) 和 聲射流 (Acoustic Streaming) 等機械力作用。

選項分析

• A. 空穴效應 (Cavitation)：是非熱效應。指超音波在液體中傳播時，壓力變化導致微小氣泡的形成、震盪或破裂。分為穩定型 (stable) 和慣性/瞬態型 (inertial/transient)。這是超音波最重要的非熱生物效應之一。
• B. 聲射流 (Acoustic streaming)：是非熱效應。指超音波束在流體中傳播時，因動量轉移而推動流體產生單向流動的現象。這會改變細胞膜的通透性或剪力，屬於機械效應。
• C. 駐波 (Standing wave)：是（或歸類於）非熱效應相關現象。當入射波與反射波重疊時形成駐波，會在特定的波腹或波節處產生高強度的聲壓。在生物效應中，駐波場可導致紅血球在血管中停滯 (stasis) 或聚集 (aggregation)，這被歸類為一種非熱的機械效應（儘管駐波也可能導致局部熱點，但在考題分類中，它常與空穴、聲流並列為機械/非熱機制）。
• D. 都卜勒效應 (Doppler effect)：不是超音波的生物效應。都卜勒效應是物理學原理，指聲源與接收者之間有相對運動時，接收到的頻率會發生改變。在醫學上，這是用來偵測血流速度與方向的原理 (Doppler Ultrasound)，而非超音波對組織產生的「效應」或「影響」。它描述的是組織運動如何影響聲波，而不是聲波如何影響組織。

答案解析

題目詢問何者不是超音波的非熱效應。 選項 A、B、C 均為超音波作用於組織時產生的物理或機械機制，屬於非熱生物效應的範疇。 選項 D (都卜勒效應) 是一種物理測量原理，用於診斷成像，並非超音波對生物體造成的效應（Bio-effect）。

因此，正確答案為 D。

核心知識點

1. 超音波生物效應分類：
   • 熱效應 (Thermal)：組織升溫 (Absorption -> Heat)。
   • 非熱/機械效應 (Non-thermal/Mechanical)：
     • 空穴效應 (Cavitation)：氣泡生成與破裂 (Stable vs. Inertial)。
     • 聲射流 (Acoustic Streaming)：流體運動 (Microstreaming)。
     • 機械力 (Mechanical forces)：包括輻射力 (Radiation force)、剪力。
     • 駐波 (Standing Wave)：可導致血球凝集 (Stasis)，屬於機械作用。
2. 都卜勒效應 (Doppler Effect)：$f_d = f_r - f_t$，頻率偏移與紅血球移動速度成正比，是診斷工具的物理基礎，而非生物效應。

參考資料

1. Non-thermal cellular effects of ultrasound - PMC - NIH (明確指出駐波、聲射流、空穴效應為非熱效應)
2. Therapeutic Modalities: Ultrasound - OccupationalTherapy.com
3. Doppler effect - Global Ultrasound Institute