高考申論題
112年
[醫學工程] 醫學儀表及測量
第 一 題
📖 題組：
四、要檢測新冠肺炎患者肺部的感染情況常需要拍攝胸腔X光影像。
四、要檢測新冠肺炎患者肺部的感染情況常需要拍攝胸腔X光影像。
📝 此題為申論題，共 3 小題
小題 (一)
(一)請以數學式說明當一束能量為Io的X光，通過厚度為x，衰減係數為μ的薄片後，其透出後的能量 I 和射入能量Io的關係。（5分）
思路引導 VIP
看到X光穿透物質求能量衰減的問題，應直覺聯想到「比爾-朗伯定律（Beer-Lambert Law）」。解題關鍵在於列出微小厚度下強度的衰減微分方程，再透過積分推導出指數衰減的關係式。
小題 (二)
(二)承子題(一)，請說明X光影像的成像原理。（5分）
思路引導 VIP
看到「X光成像原理」，應立即聯想X射線穿透物質時的「衰減（Attenuation）特性」與「人體組織密度差異」。作答時建議分段論述：X射線的物理衰減機制（比爾-朗伯定律）、不同組織（骨骼、軟組織、空氣）在影像上的灰階對比，最後務必扣緊「新冠肺炎」背景，解釋肺部發炎滲出液如何改變局部密度並反映在影像上。
小題 (三)
(三)請說明電腦斷層掃描（Computerized Tomography, CT）影像和X光成像的關係。（10分）
思路引導 VIP
看到此題，應先點出兩者核心物理原理相同（皆利用X光穿透人體的衰減特性）。接著，從「空間維度」與「影像重建」切入比較：傳統X光是2D重疊投影，而CT則是利用多角度X光投影配合數學演算法（如濾波反投影）重建出無重疊的3D斷層影像，以此邏輯清晰論述兩者的演進與關係。