113年:放射器材(2)

下列有關超音波的敘述,何者錯誤?

A聚焦數(the number of foci)增加,脈衝重複頻率(pulse repetition frequency, PRF)增加
B脈衝重複頻率(pulse repetition frequency, PRF)增加,影片率(frame rate)增加
C影片率(frame rate)增加,穿透深度(penetration)增加
D穿透深度(penetration)增加,脈衝重複頻率(pulse repetition frequency, PRF)減少

詳細解析

本題觀念:

本題測試超音波物理學中,關於脈衝波(Pulsed-wave ultrasound)的基礎物理特性,特別是探討脈衝重複頻率(Pulse Repetition Frequency, PRF)影片率(Frame Rate, FR)、**穿透深度(Penetration depth)以及聚焦數(Number of foci)**之間的數學與物理關聯。

超音波造影依賴脈衝-回音原理(Pulse-echo principle),其核心公式包含以下兩個:

  1. 穿透深度與最大 PRF 的關係: 超音波脈衝發射後,必須等待回音返回才能發射下一個脈衝。來回時間 T=2×DepthcT = \frac{2 \times \text{Depth}}{c}cc 為音速)。因此,最大脈衝重複頻率為 PRFmax=c2×DepthPRF_{max} = \frac{c}{2 \times \text{Depth}}。這說明了 PRF 與穿透深度呈反比
  2. 影片率與 PRF 的關係: 構成一個完整畫面的脈衝總數,取決於掃描線數(Lines per frame)以及每個方向的聚焦數(Number of foci)。 公式為:PRF=Frame Rate×Nlines×NfociPRF = \text{Frame Rate} \times N_{lines} \times N_{foci} 或者寫成:$FR = \frac{

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