107年:放射器材(1)

若主磁場強度 B₀=1 T ,線性磁場梯度 Gx =1 G / cm ,若氫質子在 x=1 cm 處的拉莫頻率為 ω₁,在x=-1cm 處的拉莫頻率為 ω₂,且氫質子的 γ值(磁旋比, gyromagnetic ratio )= 42.57 MHz/T ,則ω₁-ω₂為多少kHz ?

A-4.26
B0
C4.26
D8.51

詳細解析

本題觀念:

本題考核 MRI 空間編碼中,線性磁場梯度(linear gradient)對氫質子拉莫頻率(Larmor frequency)的影響,以及如何計算不同位置的頻率差。

選項分析

核心公式:在主磁場 B0B_0 下,加入沿 x 方向的線性梯度場 GxG_x,則位置 xx 處的磁場強度為:

B(x)=B0+GxxB(x) = B_0 + G_x \cdot x

拉莫頻率(角頻率)為:

ω(x)=γB(x)=γ(B0+Gxx)\omega(x) = \gamma \cdot B(x) = \gamma (B_0 + G_x \cdot x)

已知:

  • B0=1 TB_0 = 1\ \text{T}
  • Gx=1 G/cm=1×104 T/cmG_x = 1\ \text{G/cm} = 1 \times 10^{-4}\ \text{T/cm}
  • γ=42.57 MHz/T\gamma = 42.57\ \text{MHz/T}
  • x1=+1 cmx_1 = +1\ \text{cm}x2=1 cmx_2 = -1\ \text{cm}

計算 ω1ω2\omega_1 - \omega_2

ω1ω2=γGx(x1x2)=γGx2 cm\omega_1 - \omega_2 = \gamma \cdot G_x \cdot (x_1 - x_2) = \gamma \cdot G_x \cdot 2\ \text{cm}

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