114年:放射器材(2)

關於超音波影像的機械指標(mechanical index),下列敘述何者錯誤?

A機械指標與超音波入射波聲壓成正比
B機械指標與超音波頻率的 0.5 次方成正比
C機械指標越大,表示非熱效應風險越高
D機械指標與聲輻射力(acoustic radiation force)有關

詳細解析

本題觀念:

本題探討超音波物理學中的機械指標 (Mechanical Index, MI) 與其生物效應。 超音波在人體組織中傳遞時,會產生兩種主要的生物效應:熱效應 (Thermal effect) 與非熱效應 (Non-thermal effect,又稱機械效應,主要包含空穴效應 Cavitation)。 機械指標 (MI) 是一個無單位的數值,專門用來評估非熱效應 (空穴效應) 發生風險的安全指標。其定義公式為超音波的最大負聲壓 (Peak negative pressure, PnegP_{neg}) 除以超音波中心頻率 (ff) 的平方根。 公式可表示為:MI=PnegfMI = \frac{P_{neg}}{\sqrt{f}} (其中 PnegP_{neg} 單位為 MPa,f 單位為 MHz)。

選項分析

  • (A) 機械指標與超音波入射波聲壓成正比:正確。根據公式 MI=PnegfMI = \frac{P_{neg}}{\sqrt{f}},MI 的分子為最大負聲壓 (PnegP_{neg}),因此機械指標與超音波的聲壓振幅成正比。聲壓越大,引發空穴效應的風險就越高。
  • (B) 機械指標與超音波頻率的 0.5 次方成正比:錯誤。公式中的頻率 (ff) 位於分母,且帶有根號(即 0.5 次方)。這表示機械指標應與超音波頻率的 0.5 次方成「

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