109年:放射器材(1)

承上題【設有一半徑為 100 mm 之聚乙烯球體,圓心為一個極小點射源(示意圖如下),將假體置入 SPECT/CT 掃描,測得球體之平均 CT 值為 -100 ,則聚乙烯球的平均衰減係數為何?(設在此 CT 掃描條件下,水之衰減係數為0.19 cm⁻¹) 】,若未衰減修正前之射源濃度為 1 μCi/mm³,且每個投影角度都經過 100 mm 距離的衰減,則利用 CT 進行衰減校正後其射源濃度為多少 μCi/mm³?(設點射源之加馬能譜與 CT 能譜相同,並忽略散射的影響) 圖片

A0.7
B1.0
C3.2
D5.5

詳細解析

本題觀念:

本題為 SPECT/CT 衰減校正(attenuation correction)的定量計算題,延續前一題求得的聚乙烯(polyethylene, PE)球體線性衰減係數(linear attenuation coefficient, μ\mu),進一步計算衰減校正後的射源濃度(source concentration)。核心公式為 Beer-Lambert 定律的逆運算:校正後濃度 = 測量濃度 × eμde^{\mu d}

影像分析:

題目附圖為一示意圖,顯示一個均勻黃色填充的圓形球體(代表聚乙烯球假體),球心標有一個紅色小點(代表極小點射源),並標註從球心到球面的距離為 100 mm(半徑),以箭頭示意。此圖說明射源位於球心,加馬射線從球心出發,需穿過 100 mm 厚的聚乙烯介質,才能到達探測器。每個投影角度的路徑長度均為 100 mm。

選項分析

本題需先從「承上題」求出聚乙烯的線性衰減係數,再計算衰減校正因子:

Step 1:求聚乙烯的線性衰減係數 μPE\mu_{PE}

Hounsfield Unit(HU)的定義公式為:

HU=μmaterialμwaterμwater×1000HU = \frac{\mu_{material} - \mu_{water}}{\mu_{water}} \times 1000

代入數值(HU = −100,$\mu_{

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