專技高考-醫事放射師醫學物理學與輻射安全114 年第 32 題單選題
使用超音波探查皮下50 mm深處之解剖構造時,其脈衝重複頻率(pulse repetition frequency, PRF)不可設定高於多少 kHz,以避免回音錯置?
C正確答案
來回距離100mm÷音速1540m/s≈65μs,PRF上限≈1/65μs≈15.4 kHz。
為什麼答案是 C
PRF_max = c/(2d) = 1540/(2×0.05 m)=15,400 Hz=15.4 kHz。超過此值迴音尚未返回即發下一脈衝,造成 range ambiguity 迴音錯置。
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完整詳解
Pro · 無限重點 來回距離100mm÷音速1540m/s≈65μs,PRF上限≈1/65μs≈15.4 kHz。
公式:PRF_max = c/(2d) = 1540/(2×0.05) = 15,400 Hz = 15.4 kHz。
逐選項分析
A✕
1.54 是軟組織音速 1540 m/s 的數字陷阱,單位刻意誤導,非 PRF 計算結果。
B✕ 陷阱
3.08 kHz 常來自把 50 mm 誤看成 500 mm(0.5 m)後,以單程距離估算:1540 m/s ÷ 0.5 m = 3080 Hz = 3.08 kHz;屬深度或單位換算錯誤,非正確來回時間公式。
C✓ 正確
PRF_max = c/(2d) = 1540/(2×0.05 m)=15,400 Hz=15.4 kHz。超過此值迴音尚未返回即發下一脈衝,造成 range ambiguity 迴音錯置。
D✕ 陷阱
30.8 kHz 是忘了乘 2(未考慮來迴路徑)的常見錯誤,會讓迴音尚未返回就發下一脈衝。
超音波 PRF 與深度關係
| 參數 | 公式/數值 | 本題代入 | 結果 |
|---|
| 軟組織音速 c | 約 1540 m/s | — | 1540 m/s |
| 來回距離 | 2d | 2×50 mm | 0.1 m |
| 來回時間 T | 2d/c | 0.1/1540 | ≈65 μs |
| PRF 上限 | c/(2d) | 1540/0.1 | 15.4 kHz |
最常見錯誤是忘記乘 2(超音波必須來回),直接用 c/d 算得 30.8 kHz。記得公式是 PRF_max = c/(2d),因為脈衝要往返一次才算一個完整測量週期。