113年:核醫診療(2)

平面閃爍攝影影像中,有關訊號(signal)與雜訊(noise)的敘述,下列何者錯誤?

A訊號正比於計數值
B雜訊正比於計數值的平方根
C雜訊在低計數值的影像中影響較小
D增加計數值可降低雜訊的影響

詳細解析

本題觀念:

本題探討核醫學(Nuclear Medicine)中平面閃爍攝影(Planar Scintigraphy)影像的計數統計學原理。核醫影像中放射性同位素的衰變與光子被偵測的過程,在統計上完全遵循卜瓦松分佈(Poisson distribution)。了解卜瓦松分佈的特性,對於理解核醫影像中的訊號(Signal)、雜訊(Noise)以及訊雜比(Signal-to-Noise Ratio, SNR)之間的數學關係至關重要。

選項分析

  • A. 訊號正比於計數值:正確。在核醫影像中,我們所接收到的有效「訊號(Signal, SS)」即為偵測器所收集到的平均光子數量,也就是「計數值(Count, NN)」。因此,訊號的大小與計數值成正比(SNS \propto N)。
  • B. 雜訊正比於計數值的平方根:正確。根據卜瓦松分佈的數學特性,計數值的變異數(Variance)等於其平均計數值(NN)。而在影像中構成統計起伏的「雜訊(Noise)」,在數學上代表的是標準差(Standard deviation),也就是變異數的平方根(N\sqrt{N})。因此,雜訊正比於計數值的平方根。
  • C. 雜訊在低計數值的影像中影響較小錯誤。評估雜訊對影像的實際影響,必須看「訊雜比(SNR)」。訊雜比等於訊號除以雜訊($SNR

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