生体内の平均的な音速Òm/sÓに最も近いのはどれか。
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出典:厚生労働省ホームページ(第65回臨床検査技師国家試験の問題および正答)。公共データ利用規約(第1.0版)に基づき利用。問題文・選択肢は公式の問題冊子のとおり掲載しています(文字の体裁を一部整えています)。解説は medimichi が作成したものです。
正解は2番
解説
超音波診断装置など、医療分野で用いられる音波が生体内を伝わる際の平均速度は、水とほぼ同じ約1,500 m/sとされています。これは軟部組織(筋肉、脂肪、臓器など)の大部分が水分で構成されているためです。空気中では約340 m/s、骨では約3,000~4,000 m/sと、組織によって大きく異なりますが、平均的な値として1,500 m/sが最も適切です。
選択肢ごとの解説
- 1. 500 m/sは空気中の音速(約340 m/s)に近い値であり、水中や生体内組織の音速とは大きく異なります。正しくは:生体内の平均音速は約1,500 m/sである。選びやすい理由:日常的に耳にする空気中の音速と混同しやすいかもしれません。混同注意:空気中の音速と混同する可能性があります。
- 2. 正解。生体軟部組織(水に近い成分)における音波の伝搬速度は、約1,500 m/sが平均的な値とされています。これは水中での音速(約1,480 m/s)に近い値です。
- 3. 2,500 m/sは、骨などの比較的硬い組織における音速に近い値ですが、生体全体として見た場合の平均的な音速としては適切ではありません。骨の音速は3,000〜4,000 m/s程度です。正しくは:生体内の平均音速は約1,500 m/sである。選びやすい理由:硬い組織での音速が高いことを知っている場合、選択肢として選びやすいかもしれません。混同注意:骨などの特殊な組織の音速と混同する可能性があります。
- 4. 3,500 m/sは、骨などの非常に硬い組織における音速に相当し、生体全体の平均値としては過大です。正しくは:生体内の平均音速は約1,500 m/sである。選びやすい理由:音速が非常に速いというイメージから、高い値を選びたくなるかもしれません。混同注意:骨の音速や、金属などさらに硬い物質の音速と混同する可能性があります。
- 5. 4,500 m/sは、骨よりさらに硬い物質(例:金属)における音速に近い値であり、生体内でこの速度で伝搬する組織は稀で、平均値としては不適切です。正しくは:生体内の平均音速は約1,500 m/sである。選びやすい理由:極端に高い値であるため、逆に間違いやすいかもしれません。混同注意:生体外の非常に硬い物質の音速と混同する可能性があります。
国試ポイント
臨床検査技師国家試験では、超音波検査の基礎知識として、生体内の音速に関する問題が頻繁に出題されます。特に、診断装置の距離計算の基礎となる平均音速(1,540 m/sとすることもある)を正確に理解しているかが問われます。
混同注意
空気中の音速(約340 m/s)や、骨組織中の音速(約3,000〜4,000 m/s)と混同しやすい。生体平均音速は軟部組織の音速に準じる。
次に同じ論点が出たら
この論点が出題されたら、超音波の原理や距離計算、あるいはアーチファクトの原因と関連付けて問われる可能性が高い。特に、超音波診断装置が距離を算出する際に使用する音速の数値(1,540 m/s)についても確認すること。
関連知識
超音波検査において、音速が一定(1,540 m/sなど)と仮定される理由、音速と波長・周波数の関係(v = fλ)、アコースティックインピーダンスと音速の関係。