111年:放射器材(1)

X 光攝影所用的管電壓,對軟組織的直線衰減係數約為 0.25 cm⁻¹,若要對厚度約 32 cm 的病人所形成的影像達到與厚度約 27 cm 的病人一樣的影像品質(黑化度),則約需增加多少倍數的 mAs(固定其他設定條件)?

A1
B2
C3
D4

詳細解析

這是一道關於 X 光衰減定律與射影條件調整的經典計算題,考驗對於 Beer-Lambert Law(比爾-朗伯定律)以及臨床 mAs 調整原則的理解。

本題觀念:

X 光穿透人體時會產生衰減,衰減程度遵循指數定律(Beer-Lambert Law):I=I0eμxI = I_0 e^{-\mu x}。 其中 II 為穿透後的 X 光強度,I0I_0 為初始 X 光強度(與 mAs 成正比),μ\mu 為直線衰減係數(Linear attenuation coefficient),xx 為組織厚度。 當病人厚度增加時,穿透的 X 光光子數量會以指數形式遞減。為了維持相同的影像品質(黑化度 Optical Density,或數位影像中相同的訊雜比),我們必須增加初始曝露量(mAs),來補償因厚度增加而被吸收或散射掉的光子。

選項分析

根據題意進行數學推導:

  1. 確認已知條件

    • 軟組織直線衰減係數 μ=0.25 cm1\mu = 0.25 \text{ cm}^{-1}
    • 原病人厚度 x1=27 cmx_1 = 27 \text{ cm}
    • 新病人厚度 x2=32 cmx_2 = 32 \text{ cm}
    • 厚度差 Δx=3227=5 cm\Delta x = 32 - 27 = 5 \text{ cm}
  2. 建立等式: 為了達到相同的黑化度,必須讓穿透人體後到達影像

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