109年:放射器材(1)

超音波在組織中傳遞時,下列那項是決定超音波聲速的主要因素?

A系統脈衝重複頻率
B組織硬度
C超音波頻率
D超音波入射 強度

詳細解析

本題觀念:

超音波在介質中的傳遞速度(speed of sound / propagation speed)由介質的彈性(硬度)密度決定,而與系統設定(如頻率、PRF、入射強度)無關。其中**組織硬度(體積彈性模數,bulk modulus)**是最主要的決定因素。

選項分析

(A) 系統脈衝重複頻率 — 錯誤。脈衝重複頻率(pulse repetition frequency, PRF)是系統每秒發射脈衝的次數,屬於儀器參數,不影響聲波在組織中的傳遞速度。

(B) 組織硬度 — 正確。聲速由介質的體積彈性模數(bulk modulus, BB)與密度(ρ\rho)共同決定: c=Bρc = \sqrt{\frac{B}{\rho}} 硬度(BB)越高,聲速越快;兩者成正比關係,且硬度的影響通常強於密度。

(C) 超音波頻率 — 錯誤。在非色散性介質(如人體軟組織)中,聲速與頻率無關。不同頻率的超音波在同一組織中的傳遞速度相同(軟組織約 1540 m/s)。

(D) 超音波入射強度 — 錯誤。入射強度(聲功率密度)屬於波的能量特性,不影響聲波在介質中的傳遞速度。

答案解析

正確答案為 (B)

超音波在介質中的傳遞速度由以下公式描述:

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