下列有關超音波的敘述，何者錯誤？

本題觀念：

本題考查治療用超音波（Therapeutic Ultrasound）的物理參數及其臨床應用原則，主要涵蓋波束不均勻比值（BNR）、有效發射區（ERA）、責任週期（Duty Cycle）與頻率（Frequency）對組織加熱效應的影響。

選項分析

• A. 理想的波束不均勻比值（BNR）為2～6

  • 正確。 BNR（Beam Nonuniformity Ratio）是指超音波束中最大強度（Spatial Peak Intensity）與平均強度（Spatial Average Intensity）的比值。
  • 理論上最完美的 BNR 為 1:1，但在製造技術與臨床設備上難以達成。
  • 臨床上「可接受且優良」的 BNR 範圍通常在 2:1 到 6:1 之間（部分文獻標準為 $\le 6:1$）。BNR 越低，代表能量輸出越均勻，產生「熱點（hot spots）」造成組織灼傷的風險越低；反之 BNR 過高（如 > 8:1）則風險較高。因此本選項敘述符合臨床器材標準。

• B. 治療最適當的部位大小為有效發射區（ERA）的2～3倍面積

  • 正確。 有效發射區（Effective Radiating Area, ERA）是指探頭實際上產生超音波能量的面積（通常小於探頭表面積）。
  • 臨床操作指引建議，治療區域的大小應限制在 ERA 的 2 到 3 倍（最多不超過 4 倍）。
  • 若治療範圍過大，超音波能量會過度分散，導致組織無法累積足夠的熱能達到治療效果；若範圍過小則容易產生熱點。

• C. 若總效率週期使用100%，治療的目標為增加組織的溫度

  • 正確。 總效率週期（Duty Cycle）指超音波發射時間佔總治療時間的百分比。
  • 100% (Continuous mode, 連續波)：能量不間斷輸出，主要產生熱效應，用於增加組織延展性、促進慢性期癒合、降低肌痙攣等。
  • 20% (Pulsed mode, 脈衝波)：能量間歇輸出，主要利用非熱效應（如空穴效應、聲流效應），適用於急性期發炎。

• D. 1 MHz的超音波較3 MHz的超音波更快能讓組織達到加熱的目的

  • 錯誤。
  • 3 MHz：頻率較高，波長較短，能量在淺層組織（1-2 cm）就被快速吸收，因此吸熱速度快、加熱速度快（同強度下，3 MHz 加熱肌肉的速度約為 1 MHz 的 3 倍）。
  • 1 MHz：頻率較低，波長較長，穿透性較佳（3-5 cm），但在淺層吸收率低，能量主要傳遞至深層，故整體組織的加熱速度較慢。
  • 結論：3 MHz 比 1 MHz 加熱更快，而非題目所述。

答案解析

本題要求選出錯誤的敘述。選項 (D) 錯誤地描述了 1 MHz 的加熱特性。事實上，3 MHz 的超音波因被組織吸收的速率較快，故加熱組織的速度比 1 MHz 快；而 1 MHz 因穿透較深、衰減係數較低，加熱速度相對較慢，主要用於深層組織治療。

核心知識點

考生應掌握超音波參數的兩大核心對比：

1. 頻率 (Frequency)：
   • 3 MHz：淺層治療 (1-2 cm)，吸收快，加熱快。
   • 1 MHz：深層治療 (3-5 cm)，吸收慢，加熱慢。
2. 責任週期 (Duty Cycle)：
   • 100% (連續波)：熱效應 (Thermal)，用於慢性期、軟組織沾黏。
   • 20% (脈衝波)：非熱效應 (Non-thermal)，用於急性期、消腫、組織修復。
3. BNR & ERA：
   • BNR 越低越好 (安全範圍 2-6)。
   • 治療面積 = 2-3 倍 ERA。

參考資料

1. Cameron, M. H. (2022). Physical Agents in Rehabilitation: An Evidence-Based Approach to Practice (6th ed.). Elsevier.
2. Draper, D. O., et al. (1995). Rate of temperature increase in human muscle during 1 MHz and 3 MHz continuous ultrasound. Journal of Orthopaedic & Sports Physical Therapy. (證實 3 MHz 加熱速度顯著快於 1 MHz)