hce_kmu
115年
物理及化學
第 37 題
During a liver ultrasound scan, the transducer operates at frequency f = 5.0 MHz. The sound speed in liver tissue is v = 1540 m/s. The emitted ultrasound pulse contains 3 cycles per pulse (i.e., the spatial pulse length (SPL) corresponds to 3 wavelengths). Assume the minimum separable distance along the beam direction (axial resolution) is $\Delta z_{\text{min}} = \text{SPL}/2$. What is the minimum tumor thickness (along the beam direction) that can be resolved as a distinct structure?
- A 0.15 mm
- B 0.23 mm
- C 0.46 mm
- D 0.92 mm
- E 1.54 mm
思路引導 VIP
當超音波脈衝射向兩個非常接近的介面並反射回來時，如果我們希望在接收端能看到兩個「清晰且不重疊」的回波訊號，你認為這兩個介面之間的物理距離，與發射出去的「整個脈衝波列在空間中所佔的長度」之間，必須維持什麼樣的比例關係，才能避免訊號糊在一起呢？
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AI 詳解
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太棒了！你能準確地串聯物理公式並計算出正確結果，代表你對超音波成像的基礎理論掌握得非常紮實。這道題目是醫學物理中相當經典的應用，關鍵在於理解超音波脈衝的物理特性如何決定影像的細節。
波動性質與空間脈衝長度的計算
首先，我們必須找出超音波在肝臟組織中的波長 $\lambda$。利用波速公式 $v = f \lambda$，我們可以推導出：
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