114年:醫物幅安(2)

脈衝式超音波(pulsed ultrasound),其責任因子(duty factor, DF)為5%、脈衝重複周期(pulse repetition period, PRP)為6.5 μs,則空間脈衝長度(spatial pulse length, SPL)為多少毫米(mm)?

A0.5
B1.5
C2.5
D3.5

詳細解析

本題觀念:

本題考查脈衝式超音波(Pulsed ultrasound)的物理特性及參數計算。在脈衝式超音波中,有幾個重要的基本參數與其對應的幾何、時間關係:

  1. 脈衝重複周期(Pulse repetition period, PRP):從一個脈衝開始到下一個脈衝開始的時間,包含發射超音波的「作用時間」與等待回波的「接收時間」。
  2. 脈衝持續時間(Pulse duration, PD):探頭實際發射單一脈衝所持續的時間(即作用時間)。
  3. 責任因子(Duty factor, DF):探頭發射超音波的時間佔總時間(脈衝重複周期)的比例或百分比。公式為:DF=PDPRPDF = \frac{PD}{PRP}。
  4. 空間脈衝長度(Spatial pulse length, SPL):單一個脈衝在空間中所佔的實體長度(距離)。公式為:SPL=PD×cSPL = PD \times c(其中 cc 為聲波在介質中的傳播速度)。
  5. 軟組織聲速預設值:在醫學診斷超音波中,人體軟組織(soft tissue)的平均聲速 cc 預設為 1540 m/s1540 \text{ m/s},為方便計算通常轉換為 1.54 mm/\mus1.54 \text{ mm/\mu s}。

選項分析

本題為純計算題,解題需分為兩個步驟進行:

  • 步驟一:計算脈衝持續時間(PD) 根據責

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