電腦斷層攝影所使用的bowtie filter之主要目的為何？

本題觀念：

電腦斷層攝影（CT）中的領結型濾片（Bowtie filter）是X光射束過濾系統中非常重要的硬體設計。由於人體的截面通常呈現橢圓柱形（中央較厚、邊緣較薄），這會導致穿透人體中央的X光衰減較多，而穿透邊緣的X光衰減較少。若無特殊濾片，邊緣的偵檢器（detector）會接收到極高強度的X光，導致偵檢器需要極大的動態範圍（dynamic range）來同時處理極強與極弱的信號。Bowtie filter 的形狀為「中央薄、兩側厚」，能預先衰減射向人體周邊的X光，補償人體厚度的差異，進而達到光子通量（photon flux）的平衡與均勻化。

選項分析

• (A) 減少掃描時間：錯誤。CT的掃描時間主要取決於X光管（gantry）的旋轉速度（rotation time）以及螺距（pitch）等參數設定，與硬體是否使用 bowtie filter 無關。
• (B) 使射束更加均勻：正確。Bowtie filter 的「最主要目的」是透過其特殊的幾何形狀（兩側厚、中央薄），依據射束角度調變入射X光，補償人體不同部位厚度所造成的射束衰減差異。這樣可以使得穿透病灶後、「到達偵檢器陣列（detector array）的X光強度分布更加均勻」，顯著降低偵檢器對動態範圍的要求。
• (C) 減少射束半值層：錯誤。X光穿過濾片時，低能量光子會優先被吸

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