106年:放射器材(1)

磁振造影主磁場 B₀增加時,下列敘述何者正確?

A在所有其它掃描參數都相同的情況下,訊雜比( SNR )減少
B氫原子核平行( spin-up )磁偶矩和反平行( spin-down )磁偶矩的能量差增加
C¹⁶O原子核拉莫頻率( Larmor frequency )減少
D¹²C原子核 T1 弛緩時間增加

詳細解析

本題觀念:

本題考主磁場強度 B₀ 增加時,對 MRI 物理特性的影響,包括訊雜比(signal-to-noise ratio, SNR)、核自旋能量差、拉莫頻率(Larmor frequency)及 T1 弛緩時間。特別需要注意 ¹⁶O 和 ¹²C 是 NMR 不活性核(I = 0)。

選項分析

(A) 在所有其它掃描參數都相同的情況下,訊雜比(SNR)減少 — 錯誤。SNR 與 B₀ 正相關,B₀ 升高時 SNR 增加。信號強度正比於 B02B_0^2(因平衡磁化量 M₀ ∝ B₀,且感應電動勢 ∝ 拉莫頻率 ∝ B₀),故 SNR 隨 B₀ 提升而顯著增加,這正是高場 MRI(3T、7T)優勢之一。

(B) 氫原子核平行(spin-up)磁偶矩和反平行(spin-down)磁偶矩的能量差增加 — 正確。根據量子力學,兩能態間的能量差為:

ΔE=ω0=γB0\Delta E = \hbar \omega_0 = \hbar \gamma B_0

其中 γ\gamma 為氫核的磁旋比(gyromagnetic ratio, 42.58\approx 42.58 MHz/T),\hbar 為約化普朗克常數。當 B₀ 增加,ΔE\Delta E 線性增加,代表自旋向上(spin-up, mI=+12m_I = +\frac{1}{2})和自旋向下(spin-do

...(解析預覽)...