關於正子影像系統二維與三維掃描模式的描述，下列何者錯誤？
詳細解析
本題觀念：
本題探討正子造影（Positron Emission Tomography, PET）系統中二維（2D）與三維（3D）掃描模式的物理機制與影像特徵差異。兩者的核心差別在於「偵測環之間是否具有實體的準直隔板（septa）」，此物理結構的有無會直接影響系統的靈敏度（sensitivity）、散射分率（scatter fraction）以及隨機事件（random events）的發生率。
選項分析
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A: 兩者的差別在於有無偵測環之間的鎢或鉛隔板（septa） 正確。2D 掃描模式會在 PET 偵測環之間插入鎢（tungsten）或鉛（lead）製的環狀隔板（septa），用以吸收非同環或非相鄰環的傾斜光子；3D 模式則會將這些隔板移除或退縮，允許跨環（cross-plane）的符合事件（coincidence events）被偵測。
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B: 相較於三維掃描模式，二維模式的散射事件比率較高 錯誤。在 2D 模式下，隔板會物理性地阻擋掉大部分偏離原始路徑的散射光子，因此其散射分率（scatter fraction）通常較低（約 15-20%）。相反地，3D 模式因為沒有隔板的遮蔽，會接收到大量的散射光子，導致散射事件比率大幅上升（約可達 30-40% 甚至更高）。
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C: 使用三維掃描模式時，隨機事件亦隨之增加 正確。隨機符合事件（random coincidences）的發生率與單一光子計數率的平方成正比。在 3D 模式中，由於移除了隔板，偵測器暴露在更大的立體角下，接收到的單一光子數量大增，進而導致隨機事件顯著增加。
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D: 三維掃描模式的靈敏度較高 正確。3D 模式移除了隔板，使得系統能夠接受來自不同偵測環之間的交叉射線（lines of response, LOR），大幅增加了系統的幾何效率。因此，3D 模式的總靈敏度通常是 2D 模式的 4 到 8 倍。
答案解析
綜合上述分析，PET 系統的 2D 模式利用鉛或鎢隔板來限制偵測角度，這能有效減少散射光子與隨機事件的干擾，但代價是大幅犧牲了靈敏度。3D 模式則移除了隔板，雖然提升了 4-8 倍的靈敏度，但也引入了極高比例的散射事件與隨機事件。因此，選項 B 敘述「二維模式的散射事件比率較高」正好與事實相反，為本題的正確答案。
核心知識點
建議考生針對以下 PET 物理學核心觀念進行複習：
- 2D vs. 3D PET 的硬體設計差異：隔板（septa）的功能及其材質（鉛、鎢）。
- 事件分類與成因：
- 真正符合事件（True coincidences）：訊號主要來源。
- 散射符合事件（Scatter coincidences）：在 3D 模式中比例極高，會降低影像對比度。
- 隨機符合事件（Random coincidences）：與計數率（count rate）平方及符合時間窗（coincidence time window）成正比。
- 系統效能指標：靈敏度（Sensitivity）與雜訊等效計數率（Noise Equivalent Count Rate, NECR）在 2D 與 3D 模式下的表現與交叉點（cross-over point）。
臨床重要性
在早期的 PET 系統中，由於 BGO 閃爍晶體的衰減時間較長，3D 模式下的隨機與散射事件難以有效處理，因此多以 2D 模式進行全身掃描。然而，現代臨床 PET/CT 掃描儀已全面採用具備較短衰減時間與較高光輸出的晶體（如 LSO、LYSO），結合先進的三維散射校正演算法與飛時測距（Time-of-Flight, TOF）技術，使得現代 PET/CT 幾乎皆為「純 3D 掃描系統」（無隔板設計）。這不僅能降低病患的放射性藥物注射劑量，還能大幅縮短掃描時間。