106年:放射器材(2)

一般在 X-ray 血管攝影( angiography )會使用對比顯影劑( contrast agent )的注射增加影像品質,有好奇的病患問你物理機制,下列何項是適合的答案?

ARayleigh scattering effect
Bphotoelectric effect
CCompton scattering effect
D對比顯影劑通常使用原子序( atomic number )低的材料

詳細解析

本題觀念:

本題考 X 光血管攝影(X-ray angiography)中使用對比顯影劑(contrast agent)增加影像品質的物理機制。碘基對比劑(iodinated contrast media)的核心作用原理是光電效應(photoelectric effect):碘原子序高(Z = 53),在診斷 X 光能量範圍內,光電吸收截面積遠高於軟組織(Z ≈ 7–8),因此顯著增強血管與周圍組織的 X 光衰減對比。

選項分析

(A) Rayleigh scattering effect(瑞利散射效應) 瑞利散射(同調散射)發生在低能量 X 光與低原子序物質的交互作用,入射光子能量不足以電離,而是以同樣能量的光子彈性散射出去。此過程對影像對比貢獻極小,且在診斷用 X 光能量範圍(60–120 kVp)中發生機率很低,不是對比劑增強的機制。

(B) Photoelectric effect(光電效應) ✓ 正確答案 光電效應:入射 X 光光子被原子內層電子(K 或 L 殼層)完全吸收,電子獲得能量後脫離原子(光電子),光子本身消失。光電吸收的截面積與原子序的 3 次方成正比(Z3\propto Z^3),與光子能量的 3 次方成反比(E3\propto E^{-3})。碘(I)的原子序 Z = 53,遠高於軟組織的等效原子序(Z ≈ 7–

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