108年:放射器材(2)

有關超⾳波與組織 內散射⼦( scatterer )作⽤之敘述,下列何者錯誤?

A當散射⼦⼤於超⾳波入射波⻑時,會產⽣散射
B散射訊號能量較反射訊號微弱
C聲阻抗不匹配是產⽣反射的主要機制
D聲阻抗可以透過組織密度與組織聲速來計算獲得

詳細解析

本題觀念:

超音波與組織散射子(scatterer)之交互作用——散射(scattering)、反射(reflection)與聲阻抗(acoustic impedance)的基本物理(反向題,問「何者錯誤」)

本題考核超音波物理中「散射」與「反射」的區別,以及散射子大小與超音波波長的關係。

選項分析

(A) 當散射子大於超音波入射波長時,會產生散射此為錯誤陳述,即本題答案。

正確的物理:

  • Rayleigh 散射(Rayleigh scattering):當散射子(scatterer)的大小遠小於超音波波長時(通常 << λ),才會產生散射,且散射方向均勻(各向同性)。
  • 當界面或物體大於超音波波長時,不是散射,而是發生鏡面反射(specular reflection)折射(refraction)
  • 選項 A 誤將「大於波長」才散射,這是錯誤的。應該是「小於波長」才產生 Rayleigh 散射。

(B) 散射訊號能量較反射訊號微弱 ✅ 正確。散射(scattering)是能量分散至各方向的現象,回到換能器的散射訊號遠弱於鏡面反射訊號。這也是為什麼血液(主要靠紅血球的 Rayleigh 散射)在超音波影像上顯得低回音(anechoic 或低灰階)。

**(C) 聲阻抗不匹配是產

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