109年:放射器材(1)

使用單光子發射電腦斷層掃描( SPECT )取得 128×128 矩陣影像,其中收錄 4×10⁸計數( counts ),則每個pixel 的雜訊百分比為多少?

A0.6%
B1%
C1.5%
D2%

詳細解析

本題觀念:

本題考查核子醫學影像的統計雜訊(statistical noise)計算,核心概念為:放射性衰變遵循 Poisson 分布,因此影像的統計雜訊與計數數量的平方根成反比,可用百分比表示每個像素的相對雜訊程度。

選項分析

計算過程:

Step 1:計算矩陣總像素數

Total pixels=128×128=16,384 pixels\text{Total pixels} = 128 \times 128 = 16,384 \text{ pixels}

Step 2:計算每個 pixel 的平均計數

總計數 = 4×1084 \times 10^8 counts

Counts per pixel=4×10816,384=4×1081.6384×104=24,414 counts/pixel\text{Counts per pixel} = \frac{4 \times 10^8}{16,384} = \frac{4 \times 10^8}{1.6384 \times 10^4} = 24,414 \text{ counts/pixel}

Step 3:計算雜訊百分比(Noise %)

根據 Poisson 統計,標準差(standard deviation, SD)= N\sqrt{N},其中 NN 為計數數:

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