113年:放射器材(1)

若有一SPECT掃描儀,其照野(FOV)為38.4 cm,套用128×128之矩陣,放大率為1.0,在此掃描條件下,其Nyquist frequency頻率為多少(cm⁻¹)?

A0.50
B1.67
C2.50
D3.33

詳細解析

本題觀念:

本題測驗核子醫學影像(尤其是 SPECT 或 PET 影像重建)中,關於**奈奎斯特頻率(Nyquist frequency)像素尺寸(Pixel size)**之間的基本數學關係。

在數位醫學影像中,為了能夠真實還原影像的空間頻率特徵而不產生假影(Aliasing artifact),根據奈奎斯特-香農取樣定理(Nyquist-Shannon sampling theorem),系統的取樣頻率必須至少為訊號最高頻率的兩倍。反過來說,影像系統所能正確解析的最高空間頻率即為「奈奎斯特頻率」,其數值恆等於空間取樣頻率(Sampling frequency)的一半。

選項分析

在計算奈奎斯特頻率前,必須先求出該掃描條件下的像素尺寸(Pixel size): 公式:Pixel size=FOVMatrix size×Zoom factor\text{Pixel size} = \frac{\text{FOV}}{\text{Matrix size} \times \text{Zoom factor}} 根據題目數值:Pixel size=38.4 cm128×1.0=0.3 cm/pixel\text{Pixel size} = \frac{38.4 \text{ cm}}{128 \times 1.0} = 0.3 \text{ cm/pixel}

接著,計算空間取樣頻率與奈奎斯特頻率: 空間取樣頻率 $f_s = \frac{1}{\text{Pixel size}} =

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