114年:核醫診療(2)
針對附圖的準直儀而言,下列敘述何者錯誤? 
A空間解析度優於平行孔準直儀
B靈敏度優於平行孔準直儀
C空間解析度優於針孔準直儀
D靈敏度優於針孔準直儀
詳細解析
本題觀念:
本題旨在測驗考生對於核子醫學伽馬攝影機(Gamma Camera)中,不同類型「準直儀(Collimator)」幾何特性的辨識,以及各種準直儀在「空間解析度(Spatial resolution)」與「靈敏度(Sensitivity)」上的相對優劣比較。
影像分析:
- 觀察題目附圖,影像底部為「影像平面(Imaging plane,即閃爍晶體偵測器)」,上方有一個「焦點(Focal point)」。
- 準直儀的孔洞與「反應線(Lines of response)」並非平行,而是由影像平面向外、往同一個中心焦點集中。
- 這種多孔洞且視線向單一焦點匯聚的幾何設計,是典型的會聚型準直儀(Converging collimator)。
- 其作用為將較小的器官(例如心臟或小兒器官)影像放大並投影至整個偵測器晶體上,以充分利用偵測器面積。
選項分析
- 會聚型準直儀(Converging Collimator)的特性: 具有影像放大的效果,能提升空間解析度。對於位於準直儀表面與焦點之間的射源,其靈敏度會隨著距離增加而提升(直到接近焦點),因為有更多的孔洞能接收來自同一區域的輻射。
- 針孔準直儀(Pinhole Collimator)的特性: 僅有單一小孔,因此絕大部分的光子都會被鉛屏蔽阻擋,靈敏度為所有準直儀中最差的;但當器官極度靠近針孔時,能夠產生極大的放大倍率,提供所有準直儀中最佳的空間解析度(臨床上特別適用於甲狀腺等淺表小器官)。
依據上述特性進行選項比對:
- (A) 空間解析度優於平行孔準直儀:敘述正確。會聚型準直儀具有放大影像的作用,相較於不具放大功能的平行孔準直儀,能提供更佳的空間解析度。
- (B) 靈敏度優於平行孔準直儀:敘述正確。因為會聚型準直儀有多個孔洞聚焦於目標區域,其幾何效率(靈敏度)在焦距範圍內會大於平行孔準直儀。
- (C) 空間解析度優於針孔準直儀:敘述錯誤。針孔準直儀在近距離攝影時具有極高的放大率,能提供極致的空間解析度,是所有準直儀中解析度最優異的。會聚型準直儀的空間解析度「不及」針孔準直儀。
- (D) 靈敏度優於針孔準直儀:敘述正確。針孔準直儀只有單一開孔,導致接收到的光子數量極少;會聚型準直儀具備數以千計的孔洞,靈敏度遠大於針孔準直儀。
答案解析
根據影像特徵可判定該圖為「會聚型準直儀」。在核醫影像中,準直儀的選擇是空間解析度與靈敏度的權衡。針孔準直儀以犧牲極大靈敏度的代價,換取最高極限的空間解析度。因此,會聚型準直儀的靈敏度與空間解析度雖雙雙優於平行孔準直儀,且靈敏度遠勝針孔準直儀,但其「空間解析度」並無法超越針孔準直儀。故選項 (C) 的敘述錯誤,為本題應選答案。
核心知識點
核子醫學常見準直儀(Collimator)特性比較整理:
- 平行孔準直儀(Parallel-hole):最常見,無放大縮小效果。靈敏度幾乎不隨距離改變,空間解析度隨距離增加而變差。
- 會聚型準直儀(Converging):孔洞向外聚焦。影像會放大。靈敏度與解析度皆優於平行孔,適合拍攝小器官(如心臟、腦部)。
- 發散型準直儀(Diverging):孔洞向外發散。影像會縮小。靈敏度與解析度皆比平行孔差,適合拍攝大於偵測器視野範圍的器官(如肺部)。
- 針孔準直儀(Pinhole):單一孔洞。影像上下左右顛倒且放大。具有**「最佳的空間解析度」與「最差的靈敏度」**,專用於淺表小器官攝影(如甲狀腺)。