第35回 臨床工学技士国家試験 午前 第29問
生体物理・化学現象の計測第35回午前
第35回 臨床工学技士国家試験 午前 第29問(生体物理・化学現象の計測)の正答は 2 です。パルスドプラはパルスを一定間隔で送って受けるので、ドプラ偏移をパルス繰り返し周波数(PRF)で標本化していることになる。
問題
超音波パルスドプラ血流計で正しいのはどれか。
- 1. 血流方向と同じ向きに超音波ビームを当てたときは測定できない。
- 2. 計測可能な最大血流速度はパルス繰り返し周波数に依存する。 ✓
- 3. 超音波の送信と受信を別々の素子で行う必要がある。
- 4. 超音波周波数が高いほど最大計測深度が深くなる。
- 5. 距離分解能を持たない血流計測法である。
正答:2番
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この問題の正答率(MEカコモン利用者の実データ)
初回正答率 50%参考値
14人の初回解答から算出(2026年10月21日時点)。母数が少ないため参考値です
同じ利用者の2回目以降の解答は除外しています(再挑戦を含めると正答率は実力より高く出るため)。国家試験の公式発表値ではなく、MEカコモンで実際に解かれた記録にもとづく数値です。
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解説
■ 正答:2番 — 計測可能な最大血流速度はパルス繰り返し周波数に依存する。
パルスドプラはパルスを一定間隔で送って受けるので、ドプラ偏移をパルス繰り返し周波数(PRF)で標本化していることになる。標本化定理により測れる偏移はPRF/2までで、それを超えると折り返し(エイリアシング)が起きる。だから最大計測速度はPRFで決まる。
【各選択肢の解説】
1. 血流方向と同じ向きに超音波ビームを当てたときは測定できない。
❌ 誤り。ドプラ偏移はビームと血流のなす角θのcosθに比例する。正しくは、ビームと血流が平行(θ=0°)のとき偏移が最大で、測定できないのは直交(θ=90°)のときである。
❌ 誤り。ドプラ偏移はビームと血流のなす角θのcosθに比例する。正しくは、ビームと血流が平行(θ=0°)のとき偏移が最大で、測定できないのは直交(θ=90°)のときである。
2. 計測可能な最大血流速度はパルス繰り返し周波数に依存する。
✅ 正しい(=正答)。測れる最大ドプラ偏移はPRF/2で、最大速度 v=c・PRF/(4・f₀・cosθ)(c:音速、f₀:送信周波数)となりPRFに比例する。深い部位ほどPRFを上げられないので測れる速度は小さくなる。
✅ 正しい(=正答)。測れる最大ドプラ偏移はPRF/2で、最大速度 v=c・PRF/(4・f₀・cosθ)(c:音速、f₀:送信周波数)となりPRFに比例する。深い部位ほどPRFを上げられないので測れる速度は小さくなる。
3. 超音波の送信と受信を別々の素子で行う必要がある。
❌ 誤り。正しくは、パルスドプラは1つの素子で送信した後に受信に切り換える。送信と受信を別の素子で同時に行うのは連続波ドプラである。
❌ 誤り。正しくは、パルスドプラは1つの素子で送信した後に受信に切り換える。送信と受信を別の素子で同時に行うのは連続波ドプラである。
4. 超音波周波数が高いほど最大計測深度が深くなる。
❌ 誤り。正しくは、周波数が高いほど生体での減衰が大きく、計測できる深さは浅くなる。
❌ 誤り。正しくは、周波数が高いほど生体での減衰が大きく、計測できる深さは浅くなる。
5. 距離分解能を持たない血流計測法である。
❌ 誤り。正しくは、送信から受信までの時間で深さを選ぶ(サンプルボリューム)ため距離分解能をもつ。距離分解能をもたないのは連続波ドプラである。
❌ 誤り。正しくは、送信から受信までの時間で深さを選ぶ(サンプルボリューム)ため距離分解能をもつ。距離分解能をもたないのは連続波ドプラである。
【試験対策ポイント】
| 項目 | パルスドプラ | 連続波ドプラ |
|---|---|---|
| 素子 | 1つで送受信を切り換え | 送信用と受信用の2つ |
| 距離分解能 | あり | なし |
| 最大計測速度 | PRF/2で制限(折り返しあり) | 制限されにくい |
- ドプラ偏移 fd=2・f₀・v・cosθ/c:θ=0°で最大、90°で0
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