專技高考-醫事放射師醫學物理學與輻射安全111 年第 15 題單選題
【承上題前情】
使用脈衝重複頻率(pulse repetition frequency, PRF)為10 kHz、單聚焦點(single focus)之超音波進行掃描,若每畫面掃描線數(lines per frame)為50,則儀器可輸出最高畫面更新率(frame rate)為多少Hz?
承上題,若欲探查皮下15.4 cm深處之結構,在不產生範圍模糊假影(range ambiguity artifacts)的前提下,儀器可輸出之最高畫面更新率(frame rate)降低為多少Hz?
D正確答案
超音波探查深度決定最大脈衝重複頻率(PRF),15.4cm來回距離與聲速1540m/s換算後上限約5000Hz,再除以線數即得frame rate上限。
為什麼答案是 D
PRF max = 1540/(2×0.154)=5000 Hz為避免range ambiguity的脈衝上限。除以每幀掃描線數(此題對應50條)得frame rate=5000/50=100 Hz,符合不產生範圍模糊假影的最高更新率。
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完整詳解
Pro · 無限重點 超音波探查深度決定最大脈衝重複頻率(PRF),15.4cm來回距離與聲速1540m/s換算後上限約5000Hz,再除以線數即得frame rate上限。
PRF max = 聲速 ÷ (2×深度) = 1540 ÷ (2×0.154) = 5000 Hz,再除以掃描線數即得frame rate。
逐選項分析
A✕
15 Hz過低,若以PRF 5000Hz除以線數計算,不會落到此值。此選項可能對應更深的探查或更多掃描線,與本題15.4cm條件不符。
B✕ 陷阱
30 Hz為一般即時超音波常見畫面更新率,是直覺陷阱。但題目要求依深度推算理論上限,不能直接套用臨床常見值。
C✕
60 Hz介於計算結果之間,但與15.4cm深度及對應線數換算不吻合,非本題在避免範圍模糊假影前提下的正確上限值。
D✓ 正確
PRF max = 1540/(2×0.154)=5000 Hz為避免range ambiguity的脈衝上限。除以每幀掃描線數(此題對應50條)得frame rate=5000/50=100 Hz,符合不產生範圍模糊假影的最高更新率。
超音波深度、PRF與frame rate關係
| 參數 | 公式/關係 | 本題數值 | 意義 |
|---|
| 最大PRF | c ÷ (2×深度) | 1540/(2×0.154)=5000Hz | 避免range ambiguity上限 |
| frame rate | PRF ÷ 掃描線數 | 5000/50=100Hz | 畫面更新速度上限 |
| 深度↑ | PRF↓ | 深度越深更新率越低 | 需等回波折返時間越長 |
易把『臨床常見30Hz更新率』直接當答案,但本題要求依深度與聲速計算理論上限,須先算PRF再除以掃描線數。混淆PRF與frame rate兩個層級的概念是最常見錯誤。