令和5年度 春期 午前 問4

✓ これが正解ウ血流量

解説

動くものの速さが分かるので血流です。

設問は、ドップラー効果を応用したセンサーで測定できるものを四つから選ばせています。見分けの軸は、この原理がそもそもどんな物理量を返すのか、という一点です。ドップラー効果は、動いている相手に当たって返ってきた波の周波数が、その相手の速度に応じてずれる現象です。ですからセンサーが直に取り出せるのは、相手の速さの情報だけになります。血管に超音波を当てると、流れている赤血球が波を反射し、その周波数のずれから流れの速さが求まります。速さが分かれば、血管の断面の広さと組み合わせて、単位時間に流れる量として読み取れます。四つの選択肢のうち、対象そのものが動いている量は血の流れだけなので、これが測定できるものにあたります。同じ原理は、自動車の速度の測定や気象観測の風速など、いずれも速さを知る用途で使われています。

ほかの選択肢はなぜ違うのか

• ア血中酸素飽和度：血中の酸素飽和度です。赤い光と赤外の光で吸収のされ方が違うことを手掛かりに推定する方法が知られており、対象が静止したままでも得られる量なので、周波数のずれとは結び付きません。
• イ血糖値：血糖の値です。採取した血液の化学反応から求めるのが基本で、濃度にあたる量です。速さに置き換わる性質を持たないため、返ってきた波のずれを測っても導けません。
• エ体内水分量：体内の水分量です。体に微弱な電流を流したときの通りにくさから推定する測り方が知られており、これも静止した状態で得られる量なので、動きを前提とする原理の出番がありません。