下列CT值（CT number）等相關敘述，何者正確？

本題觀念：

本題考查電腦斷層掃描（CT）中 CT值（CT number，或稱 Hounsfield Unit, HU） 的基本物理定義，以及其與組織線性衰減係數（linear attenuation coefficient, $\mu$）和組織密度（density, $\rho$）之間的關聯性。

CT值是用來表示特定組織對X光射束衰減程度的相對數值，並以水為基準進行標準化。 其公式定義為： $CT \text{值} (HU) = 1000 \times \frac{\mu_{tissue} - \mu_{water}}{\mu_{water}}$

選項分析

• (A) CT值的單位是Gy 錯誤。 CT值的單位是 HU（Hounsfield Unit），用以量化顯示像素上的影像對比度。而 Gy（Gray，戈雷） 是輻射「吸收劑量」（absorbed dose）的單位，代表每公斤物質吸收了多少焦耳的輻射能量（1 Gy = 1 J/kg）。

• (B) CT值與組織衰減係數成正比 正確。 根據 CT值的公式 $HU = 1000 \times \frac{\mu_{tissue} - \mu_{water}}{\mu_{water}}$，在一定的X光能譜下，水的線性衰減係數（$\mu_{water}$）是一個常數。因此，當目標組織的線性衰減係數（$\mu_{tissue}$）變大時，計算出來的 CT值也會跟著變大。兩者在數學運算上呈現線性正相關（正比）關係。

• (C) 組織衰減係數與組織密度成反比 錯誤。 組織的線性衰減係數（$\mu$）與組織密度（$\rho$）成 正比。根據輻射物理學，線性衰減係數可以表示為：$\mu = (\frac{\mu}{\rho}) \times \rho$，其中 $\frac{\mu}{\rho}$ 為質量衰減係數（mass attenuation coefficient）。這表示當組織密度越高時，X光光子在穿透組織時與原子發生作用的機率越高，射束被衰減的程度就越大。

• (D) CT值與組織密度成反比 錯誤。 承上所述，CT值與線性衰減係數成正比，而線性衰減係數又與組織密度成正比。因此，CT值與組織密度成正比。在臨床影像上，高密度的皮質骨（Compact bone）擁有很高的CT值（約 +1000 HU 以上），而低密度的空氣則具有最低的CT值（-1000 HU）。

答案解析

綜合上述分析，CT影像是建立在X光穿透人體時的衰減程度之上。組織密度越大，對X光的衰減越強（線性衰減係數 $\mu$ 越大），經由公式轉換後所得到的 CT值（HU）也就越高。因此，「CT值與組織衰減係數成正比」為正確的敘述，最佳解答為 (B)。

核心知識點

醫事放射師在準備國考時，對於 CT 的基礎物理務必熟記以下知識點：

1. CT值（HU）定義公式：$HU = 1000 \times \frac{\mu_{tissue} - \mu_{water}}{\mu_{water}}$
2. 常見物質的絕對參考值：
   • 水（Water）：0 HU
   • 空氣（Air）：-1000 HU
   • 緻密骨（Compact bone）：+1000 HU 至 +3000 HU
   • 脂肪（Fat）：約 -50 HU 至 -100 HU
   • 軟組織（Soft tissue）：約 +20 HU 至 +80 HU
3. 物理連動關係：組織密度（$\rho$） $\propto$ 線性衰減係數（$\mu$） $\propto$ CT值（HU）。
4. 射束硬化與能量相依性：CT值不是絕對不變的常數，會受到 X光管電壓（kVp，決定射束能量）的影響；當射束能量變高時，穿透力變強，整體線性衰減係數會下降。

參考資料

1. Basic Principles in Computed Tomography (CT) - Thoracic Key
2. CT Numbers, Hounsfield Unit, and Gray Scale
3. Acquiring an image part 2 - Radiology Cafe
4. Computed tomography and Hounsfield units - WikiLectures
5. CT Hounsfield Numbers of Soft Tissues on Unenhanced Abdominal CT Scans - PMC