114年:放射器材(2)

當掃描條件改變時(沒說明的參數維持不變),對於 SPECT影像訊雜比(SNR)的影響,下列敘述何者正確?

A每個角度的掃描時間由20 秒改成 30 秒,SNR 會上升
B將能窗由±10%改成±20%,SNR 會上升
C將截止頻率(cycle/pixel)由 0.5改成 0.3 時,SNR 會下降
D將 matrix size由 128×128 改成 256×256,SNR會上升

詳細解析

本題觀念:

SPECT 影像的訊雜比(Signal-to-Noise Ratio, SNR)主要受影像中的總計數值(Counts)、影像矩陣(Matrix size)、濾波器設定(Filter settings)以及能窗設定等擷取參數的影響。在核子醫學中,放射性衰變與光子計數符合卜瓦松分佈(Poisson distribution),系統的訊雜比與收集到的有效計數值 NN 的平方根成正比,即 SNR∝NSNR \propto \sqrt{N}。因此,任何能增加像素中有效信號計數,或減少高頻雜訊的參數調整,皆能提升 SNR。

選項分析

  • (A) 每個角度的掃描時間由 20 秒改成 30 秒,SNR 會上升:正確。增加每個角度的掃描時間,攝影機收集到的總光子計數值(NN)會增加。根據統計特性,SNR∝NSNR \propto \sqrt{N},因此計數值增加會確實提高影像的 SNR。
  • (B) 將能窗由 ±10% 改成 ±20%,SNR 會上升:錯誤。加寬能窗(Energy window)雖然會增加整體計數值,但多出來的計數絕大多數是經過康普頓游離(Compton scattering)的散射光子。這些散射光子無法提供正確的空間位置資訊,反而會變成影像中的背景雜訊(Background noise),進一步降低影像的對比度,導致實質的對比訊雜比(Contr

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