113年:放射診斷(2)

使用6-MHz換能器的影像深度為10 cm,為了避免影像範圍模糊,發射的最大脈衝重複頻率為多少 kHz?

A6.0
B7.0
C7.7
D1.0

詳細解析

本題觀念:

本題測驗的核心觀念為超音波物理學中的脈衝重複頻率 (Pulse Repetition Frequency, PRF)距離模糊假影 (Range Ambiguity Artifact) 之間的數學物理關係。 在脈衝式超音波成像中,探頭必須等待發射出去的聲波從最大掃描深度反射回來後,才能發射下一個脈衝。如果下一個脈衝過早發射(即 PRF 設定過高),來自深處組織的晚回波會被系統誤認為是第二個脈衝產生的近處回波,這就產生了「距離模糊假影」。因此,最大成像深度會直接限制系統所能設定的最大脈衝重複頻率。

選項分析

要計算避免距離模糊的最大 PRF,我們需要用到人體軟組織中聲波的平均傳遞速度 c=1540 m/sc = 1540 \text{ m/s}(或 154,000 cm/s154,000 \text{ cm/s})。 計算步驟與邏輯如下:

  1. 脈衝重複週期 (Pulse Repetition Period, PRP) 必須大於或等於聲波往返最大深度所需的時間。 公式為:PRPmin=2×深度 (Depth)cPRP_{min} = \frac{2 \times \text{深度 (Depth)}}{c}
  2. 脈衝重複頻率 (PRF) 是 PRP 的倒數。 公式為:$PRF_{max} = \frac{1}{PRP_{min}} = \frac{c}{2 \times \tex

...(解析預覽)...