112年:放射器材(2)

假設某影像系統之空間解析度受系統中兩成分影響,第一個成分之解析度為 4 lp/mm,第二個成分之解析度為 8 lp/mm,則該影像系統之總解析度最接近下列何者?

A4 lp/mm
B8 lp/mm
C12 lp/mm
D32 lp/mm

詳細解析

本題觀念:

影像系統的「總空間解析度」(Total Spatial Resolution)是由系統中所有組成部分(例如:X光管焦斑、影像接收器、顯示器等)的解析度共同決定的。在放射物理學中,系統的總模糊度(Unsharpness, UtotalU_{total})為各成分模糊度(U1,U2,U_1, U_2, \dots)的平方和開根號(Root-Sum-Square): Utotal=U12+U22+U_{total} = \sqrt{U_1^2 + U_2^2 + \dots}

由於「模糊度(Unsharpness)」與「空間解析度(Spatial Resolution, RR)」成反比關係,即 U1RU \propto \frac{1}{R},因此我們可以將模糊度的公式轉換為空間解析度的形式: 1Rtotal2=1R12+1R22+\frac{1}{R_{total}^2} = \frac{1}{R_1^2} + \frac{1}{R_2^2} + \dots

此外,影像系統遵循一個直觀的法則:「木桶效應」(最弱環節限制)。整個影像系統的最終空間解析度,會受限於解析度最差(即數值最低)的那個元件。

選項分析

根據題目給定的條件,系統受兩個成分影響,解析度分別為 R1=4R_1 = 4 lp/mm 與 R2=8R_2 = 8 lp/mm。我們將其代入公式計算: $\frac{1}{R_{total}^2} = \frac{1}{4

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