114年:放射器材(1)

平行孔準直儀之解析度,會因增加下列何者而改善?

A直徑(diameter)
B孔徑尺寸(hole size)
C長度(bore length)
D靈敏度(sensitivity)

詳細解析

本題觀念:

本題探討核子醫學造影中,平行孔準直儀(parallel-hole collimator)的空間解析度(spatial resolution)與其幾何構造參數之間的物理數學關係。在伽馬攝影機(Gamma camera)或單光子放射電腦斷層造影(SPECT)中,準直儀的設計必須在解析度與靈敏度(sensitivity)之間進行取捨。

選項分析

  • A. 直徑(diameter):若指孔洞的直徑,增加直徑會使得接受光子的立體角變大,允許更多非垂直入射的伽馬射線通過,導致點散布函數(point spread function, PSF)變寬,進而使解析度變差。
  • B. 孔徑尺寸(hole size):與選項 A 實質意義相同。孔徑尺寸越大,準直儀的解析度越差(半高寬 FWHM 變大),但會連帶提升影像的靈敏度。
  • C. 長度(bore length):正確。增加孔洞的長度(即增加準直儀的厚度)可以更嚴格地限制入射光子的角度,確保只有近乎完全平行於孔洞的光子能穿透並到達閃爍晶體偵測器。這會減小 FWHM,從而大幅改善空間解析度。
  • D. 靈敏度(sensitivity):在準直儀的物理特性中,靈敏度與解析度呈反比關係(trade-off)。若要增加靈敏度,通常必須加大孔徑或縮短孔長,這兩項幾何改變都會導致空間解析度變差。因此

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