第58回 午前 問6
理学療法治療学
極超短波に関する問題
Aから照射される極超短波の強度はBの何%か。ただし、cos 30°=0.866とする。なお、小数点以下の数値が得られた場合には、小数点以下第2位を四捨五入すること。
照射の図:
- B:患部の真上にあり、患部からの距離は L
- A:患部からの距離は 2L。A と患部を結ぶ線は、B と患部を結ぶ線(垂直)と 30°の角をなす(図中の表記は「cos 30°」)
- 110.8%
- 221.7%
- 343.3%
- 486.6%
- 5173.2%
答えと解説を見る
✓ これが正解221.7%
解説
距離の2乗に反比例し角度の余弦に比例するので約21.7%です。
極超短波のような電磁波を当てるとき、患部に届く強度は二つの法則で決まります。一つは逆二乗の法則で、強度は照射源からの距離の2乗に反比例します。もう一つはランベルトの余弦法則で、照射の向きが皮膚面に垂直な線から傾くと、強度はその傾きの角度の余弦(cos)に比例して弱くなります。
Bは患部の真上で距離L、つまり垂直に当たる基準です。Aは距離が2Lで、垂直な線から30°傾いています。距離が2倍なので強度は2の2乗の4分の1、さらに傾きで0.866倍になります。式にすると0.866÷4=0.2165で、百分率にすると21.65%、小数点以下第2位を四捨五入して21.7%です。
距離の効き方を1乗と取り違えたり、距離の2乗を3乗にしたり、角度の補正を掛け忘れたりすると、ほかの数値になります。距離は2乗で効き、角度は余弦を掛ける、と二つの補正をセットで覚えると、照射条件の計算問題に対応できます。
ほかの選択肢はなぜ違うのか
- 110.8%:0.866を8で割ると0.108で、10.8%になります。これは距離2倍の効きを2の3乗として扱った値で、強度が距離の2乗に反比例するという関係とは合いません。
- 343.3%:0.866を2で割ると0.433で、43.3%になります。距離の効きを2乗ではなく1乗で計算した値です。距離が2倍になれば強度は4分の1まで下がると考えるのが正しい扱いです。
- 486.6%:86.6%は角度による余弦の補正だけを掛けた値で、Aの照射源がBの2倍遠いことを計算に入れていません。距離が遠い分の減衰を掛け合わせる必要があります。
- 5173.2%:173.2%は0.866に2を掛けた値で、AがBより強く届くことになってしまいます。遠く、しかも斜めから当てるAの強度がBを上回ることはありません。
出典:第58回 理学療法士国家試験 午前(厚生労働省)問6(改変:1問ずつ解ける形に加工(状況設定の文を各問に複写・図を文字に書き写し))。解説は当サイト独自のもので、厚生労働省とは関係ありません。
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