112年:放射器材(1)

下列何者與超音波在生物組織中產生的熱能最相關?

A聲阻抗
B吸收作用
C音波速度
D反射與折射

詳細解析

本題觀念:

超音波在生物組織中傳播時,會隨著穿透深度的增加而發生能量衰減(Attenuation)。衰減的組成主要包括吸收(Absorption)、反射(Reflection)與散射(Scattering)。其中,「吸收作用」是超音波能量轉換成其他形式能量(主要是熱能)的過程,這也是超音波熱治療(如復健科的超音波熱療、高強度聚焦超音波 HIFU)產生溫熱效應的物理基礎。

選項分析

  • (A) 聲阻抗 (Acoustic impedance):錯誤。聲阻抗為介質密度與超音波在該介質中音速的乘積。當兩種不同組織的聲阻抗差異越大時,超音波在兩者交介面上的「反射」就越多。聲阻抗主要影響超音波影像中回波(Echo)的強弱,與組織內部產生熱能無直接相關。
  • (B) 吸收作用 (Absorption):正確。當超音波在組織中傳遞時,需要克服介質的黏滯性與內摩擦力,這會導致部分聲波的機械能(動能)被組織吸收,並轉化為熱能(Thermal energy),使局部組織溫度上升。組織蛋白質含量越高(如骨骼、肌腱),吸收係數越大,產生的熱能也越多。
  • (C) 音波速度 (Speed of sound):錯誤。音波速度指的是超音波在介質中傳播的快慢(人體軟組織平均音速約為 1540 m/s),取決於介質的密度與可壓縮性(彈性),其本身並不是造成能量轉換與發熱的原

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