專技高考-醫事放射師放射線器材學(包括磁振學與超音波學)113 年第 69 題單選題
在4種不同的射源到準直儀的距離(source-to-collimator distance)下進行掃描,分別是2.5、5.0、10.0及15.0 cm,掃描得到之MTF如圖所示,A、B、C、D四條線中,下列何者最可能是2.5 cm之結果?
A、B、C、D正確答案
射源距準直儀越近,幾何模糊越大,MTF截止頻率越低;2.5cm距離最近→模糊最嚴重→MTF最快衰減→對應曲線Ⅰ(紅色,最早趨近於零)
為什麼答案是 A、B、C、D
圖中曲線Ⅰ為紅色,約在空間頻率0.45 cm⁻¹處衰減至0,是四條曲線中截止頻率最低、解析度最差者。射源距準直儀僅2.5 cm時,焦點幾何投影半影最大,導致點擴散函數最寬,MTF在最低頻率即截止,與Ⅰ吻合。
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完整詳解
Pro · 無限重點 射源距準直儀越近,幾何模糊越大,MTF截止頻率越低;2.5cm距離最近→模糊最嚴重→MTF最快衰減→對應曲線Ⅰ(紅色,最早趨近於零)
距離越近→半影(penumbra)越大→空間解析度越差→MTF在低頻就衰減到零。圖中Ⅰ(紅色)約在0.45 cm⁻¹即降至0,是四條線中最差的,對應最短距離2.5 cm。
逐選項分析
A✓ 正確
圖中曲線Ⅰ為紅色,約在空間頻率0.45 cm⁻¹處衰減至0,是四條曲線中截止頻率最低、解析度最差者。射源距準直儀僅2.5 cm時,焦點幾何投影半影最大,導致點擴散函數最寬,MTF在最低頻率即截止,與Ⅰ吻合。
B✕
曲線Ⅱ為青色(teal),截止頻率約0.75 cm⁻¹,解析度介於中間偏低,對應較近但非最近的距離(推測約5.0 cm),非2.5 cm。
C✕
曲線Ⅲ為橘色,截止頻率約1.2 cm⁻¹,解析度較佳,對應射源距準直儀較遠的距離(推測約10.0 cm),非2.5 cm。
D✕
曲線Ⅳ為藍色,截止頻率最高(約1.6 cm⁻¹以上),解析度最佳,對應射源距準直儀最遠的15.0 cm,此時幾何半影最小,MTF延伸至最高空間頻率。
射源距準直儀距離 vs MTF特性對照
| 距離 (cm) | 幾何半影 | MTF截止頻率 | 對應曲線 |
|---|
| 2.5(最近) | 最大 | 最低(約0.45 cm⁻¹) | Ⅰ(紅色)★答案 |
| 5.0 | 次大 | 次低(約0.75 cm⁻¹) | Ⅱ(青色) |
| 10.0 | 次小 | 次高(約1.2 cm⁻¹) | Ⅲ(橘色) |
| 15.0(最遠) | 最小 | 最高(>1.6 cm⁻¹) | Ⅳ(藍色) |
考生可能直覺認為「射源靠近準直儀→射線更集中→解析度更好」,但實際上射源越近,有效焦點的幾何投影半影越大(如同放大鏡效應),造成更嚴重的幾何模糊,MTF反而最差。距離遠才能減少半影、提升解析度。