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114年:放射器材(2)

下列何種組合屬於直接式數位放射攝影（DR）系統？

ANaI–光電二極體
BCsI–光電二極體
CCsI–CCD
Da-Se–薄膜電晶體

詳細解析

本題觀念：

本題考查數位放射攝影（Digital Radiography, DR）系統中，影像接收器的轉換機制。DR 系統依據 X 光轉換為電子訊號的過程，主要分為「間接式（Indirect）」與「直接式（Direct）」兩種：

  1. 間接式數位放射攝影（Indirect DR）：X 光會先經過「閃爍體（Scintillator）」（如碘化銫 CsI、硫氧化釓 Gd2O2S）轉換成可見光，再由光電偵測器（如非晶矽 a-Si 光電二極體、CCD 或 CMOS）將可見光轉換為電子訊號，最後透過薄膜電晶體（TFT）陣列或其他讀出元件收集。
  2. 直接式數位放射攝影（Direct DR）：X 光直接與「光導體（Photoconductor）」（最常使用的是非晶硒 a-Se）作用，直接產生電子-電洞對（即電荷訊號），不需經過發光過程，接著直接由薄膜電晶體（TFT）陣列進行電荷的儲存與讀出。

選項分析

(A) NaI–光電二極體：碘化鈉（NaI）是一種閃爍體，主要用於核子醫學的加馬攝影機（Gamma camera）或特定的游離輻射偵測儀器。因其會先將 X 光轉換為可見光，若應用於攝影系統則屬於間接式設計。 (B) CsI–光電二極體：碘化銫（CsI）為閃爍體，會先將 X 光轉換為可見光，再由光電二極體（通常為非晶矽 a-Si）轉為電荷。由於經過「光」的轉換階段，屬於間接式數位放射攝影。 (C) CsI–CCD：與 (B) 類似，使用碘化銫（CsI）作為閃爍體吸收 X 光並發光，再藉由光學透鏡或光纖耦合將光訊號傳遞給電荷耦合元件（CCD）轉換為電子訊號。此亦為間接式數位放射攝影。 (D) a-Se–薄膜電晶體：非晶硒（a-Se）為光導體，能將吸收的 X 光光子能量直接轉換為電子-電洞對，並藉由施加的偏壓電場引導至底層的薄膜電晶體（TFT）陣列進行收集與讀出。因無光學擴散效應，此為直接式數位放射攝影系統。

答案解析

根據上述分析，選項 (A)、(B)、(C) 均採用閃爍體（NaI 或 CsI）作為捕獲元件，其物理機制皆為「X光 →\rightarrow 可見光 →\rightarrow 電子訊號」，屬於間接式轉換。唯有選項 (D) 使用非晶硒（a-Se）作為光導體，轉換機制為「X光 →\rightarrow 電子訊號」，不具備發光的中間步驟，直接由 TFT 陣列收集電荷，因此屬於直接式數位放射攝影（DR）系統。正確答案為 (D)。

核心知識點

準備醫事放射師國考時，考生須熟記數位放射攝影（DR）系統的元件分類與常見材料，這是器材學必考的基礎觀念：

  1. 直接式 DR：
    • 捕獲元件（Capture element）：非晶硒（a-Se）。
    • 收集元件（Collection element）：薄膜電晶體（TFT）。
  2. 間接式 DR：
    • 捕獲元件（閃爍體）：碘化銫（CsI）、硫氧化釓（Gd2O2S）。
    • 耦合元件 / 光電轉換：非晶矽（a-Si）光電二極體、光纖、透鏡。
    • 收集元件：薄膜電晶體（TFT，搭配 a-Si 時）、電荷耦合元件（CCD）、互補式金屬氧化物半導體（CMOS）。

臨床重要性

  • 直接式 DR（a-Se）：由於沒有可見光擴散（light spread）的問題，這類系統具有極佳的空間解析度（Spatial resolution），非常適合應用於乳房攝影（Mammography）等需要極高微小鈣化解析度的臨床檢查。
  • 間接式 DR（CsI）：碘化銫常被製作成柱狀（針狀）結構以減少光擴散，其對 X 光的吸收效率與偵測量子效率（DQE）較高，能有效降低病患接收的輻射劑量，因此廣泛應用於常規的 X 光攝影。

參考資料

  1. 阿摩線上測驗: 20.下列何種組合屬於直接式數位放射攝影（DR）系統？ (https://yamol.tw/item-20.%E4%B8%8B%E5%88%97%E4%BD%95%E7%A8%AE%E7%B5%84%E5%90%88%E5%B1%AC%E6%96%BC%E7%9B%B4%E6%8E%A5%E5%BC%8F%E6%95%B8%E4%BD%8D%E6%94%BE%E5%B0%84%E6%94%9D%E5%BD%B1%EF%BC%88DR%EF%BC%89%E7%B3%BB%E7%B5%B1%EF%BC%9F(A)NaI%E2%80%93%E5%85%89%E9%9B%BB%E4%BA%8C..-3733075.htm)
  2. 阿摩線上測驗: 17.下列何者為直接式數位放射攝影術（DDR）所使用之捕獲光子元件的材料？ (https://yamol.tw/item-17.%E4%B8%8B%E5%88%97%E4%BD%95%E8%80%85%E7%82%BA%E7%9B%B4%E6%8E%A5%E5%BC%8F%E6%95%B8%E4%BD%8D%E6%94%BE%E5%B0%84%E6%94%9D%E5%BD%B1%E8%A1%93%EF%BC%88DDR%EF%BC%89%E6%89%80%E4%BD%BF%E7%94%A8%E4%B9%8B%E6%8D%95%E7%8D%B2%E5%85%89%E5%AD%90%E5%85%83%E4%BB%B6..-1549429.htm)
  3. 考選部 103 年第二次專門職業及技術人員高等考試醫事放射師考試試題 (https://wwwq.moex.gov.tw/exam/wHandExamQandA_File.ashx?t=Q&code=103110&c=3308&s=13&q=1)
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