下列何者不是診斷用 X光機以準直儀（collimator）限制照野的優點？

本題觀念：

本題測驗的是診斷放射線學中「準直儀（Collimator）」的物理特性與臨床應用。準直儀的主要功能是限制X光射束的空間範圍（即縮小照野），藉此達到輻射防護與改善影像品質的目的。

選項分析

• A. 減少病人劑量：正確。準直儀透過限制X光射束的幾何大小，確保只有臨床感興趣的區域（Area of interest）受到照射。因為被照射的組織體積減少，所以能直接且有效地降低病人的總輻射劑量。
• B. 減少射束硬化：錯誤，為本題正確解答。射束硬化（Beam hardening）是指X光射束（由多種能量的光子組成）在穿透物質時，低能量光子較容易被吸收，導致剩餘穿透射束的「平均能量」增加的現象。改變射束硬化程度主要與「附加濾片（Filtration）」及「管電壓（kVp）」有關。準直儀的功能僅是阻擋照野外的射線，並不會改變照野內中心射束的能譜分布，因此無法減少射束硬化。
• C. 減少散射輻射：正確。X光在人體內主要透過康普頓效應（Compton effect）產生散射輻射。散射輻射的產生量與被照射的組織體積成正比。利用準直儀縮小照野，減少了參與作用的組織體積，進而大幅減少散射輻射的產生。
• D. 增加影像對比度：正確。到達影像接收器的散射輻射會在影像上產生全域的霧翳（Fog）或背景雜訊，這會嚴重降低影像的對比度。因為準直儀能有效減少散射輻射的產生，進而減少到達接收器的散射線，所以能顯著提升最終的影像對比度。

答案解析

準直儀（Collimator）在X光攝影中扮演著限制照野的關鍵角色。當照野縮小時，直接減少了輻射曝露的組織體積，這不僅降低了病人的游離輻射劑量，也減少了康普頓散射的發生機率。散射線減少後，影像上的雜訊與霧翳隨之降低，進而提升了影像對比度。相對地，射束硬化是X光穿透濾片或人體組織時低能光子被吸收所造成的能譜改變現象，準直儀在物理機理上無法改變射束能譜，因此「減少射束硬化」並非準直儀的優點。故本題應選 (B)。

核心知識點

醫事放射師考生應熟記以下關於照野控制與影像品質的放射物理核心觀念：

1. 準直儀 (Collimator) 的三大連帶效應：
   • 縮小照野 $\rightarrow$ 降低病人劑量。
   • 縮小照野 $\rightarrow$ 照射體積減少 $\rightarrow$ 減少散射輻射 (Scatter radiation) 產生。
   • 散射輻射減少 $\rightarrow$ 影像霧翳降低 $\rightarrow$ 提升影像對比度 (Image contrast)。
2. 散射輻射的影響因子：
   • 散射量與 管電壓 (kVp)、照野大小 (Field size) 及 病患厚度 成正相關。
   • 減少散射的臨床工具包含：準直儀、濾線網 (Grid) 及空氣間隙法 (Air-gap technique)。
3. 射束硬化 (Beam hardening)：
   • 定義：多能譜X光穿透物質時，低能光子被優先吸收，導致平均能量上升。
   • 影響因素：主要為濾片 (Filtration) (如鋁、銅濾片) 及病患組織厚度/密度。
   • 臨床意義：在一般攝影中，適當的濾片能吸收無助於成像的低能光子，降低病人表皮劑量；但在電腦斷層 (CT) 中，過度的射束硬化會導致假影 (如 Cupping artifact 或 Dark streaks)，需藉由射束塑型濾片 (Bowtie filter) 或軟體演算法來校正。

參考資料

1. What effect does the collimation of an X-ray collimator have on scattered radiation in radiography? (https://www.newheekxray.com/what-effect-does-the-collimation-of-an-x-ray-collimator-have-on-scattered-radiation-in-radiography/)
2. X-ray Scatter (collimation, KVp, Air Gap, Thickness, Anti-scatter Grids) Factors Every Technologist Should Know. (https://howradiologyworks.com/x-ray-scatter/)
3. Tomography | Radiology Key (https://radiologykey.com/tomography/)