111年:放射診斷(1)

穿透力深度為 15 cm ,三個焦點且每幅影像有 100 條掃描線,則最大的影像畫面率( frame rate, f/s )為何?

A5
B8.5
C15
D17.1

詳細解析

本題觀念:

本題測驗的是超音波物理中的**脈衝回波原理(Pulse-echo principle)影像畫面率(Frame rate)**之間的關係。超音波在人體軟組織中的平均傳播速度約為 1540 m/s1540 \text{ m/s}(即 154,000 cm/s154,000 \text{ cm/s})。因為超音波必須從探頭發射脈衝並等待回波返回才能產生影像,這個「來回」的聲波飛行時間限制了系統的最大脈衝重複頻率(Pulse Repetition Frequency, PRF)與影像畫面率,。

選項分析

根據超音波物理的「77,000 法則」,,,最大影像畫面率(FRmaxFR_{max})的公式為: FRmax=77,000D×N×FFR_{max} = \frac{77,000}{D \times N \times F} 其中:

  • DD = 掃描穿透深度(Depth),單位為 cm。超音波來回單趟的有效速度常數為 154,000/2=77,000 cm/s154,000 / 2 = 77,000 \text{ cm/s}
  • NN = 每幅影像的掃描線數(Scan lines per frame),。
  • FF = 焦點數量(Number of focal zones)。每個焦點都需要發射一次獨立的脈衝。

將題目給定的數值代入公式:

  • D=15 cmD = 15 \text{ cm}
  • F=3F = 3(三個焦點)
  • N=100N = 100(1

...(解析預覽)...