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115年:醫物幅安(1)

MRI中，關於反轉恢復波序的敘述，下列何者正確？①反轉恢復通常使用長TR ②反轉恢復通常使用長TE③反轉恢復多利用快速自旋回音波序以節省掃描時間 ④將反轉時間減少將得到質子密度權重影像 ⑤因為使用180°脈衝波序反轉訊號，反轉恢復影像的訊雜比較低

A①②⑤
B①③
C僅②⑤
D③④

詳細解析

本題觀念：

本題考查磁振造影（MRI）中反轉恢復（Inversion Recovery, IR）波序的基本物理原理與臨床參數設定。反轉恢復波序是在傳統的激發脈衝前，先給予一個 180° 反轉脈衝（Inversion pulse），將縱向磁化向量反轉至 -z 軸方向，接著等待一段反轉時間（Inversion Time, TI）後，再施加 90° 激發脈衝進行訊號擷取。此技術常用於大幅提高組織間的 T1 對比，或藉由設定特定的 TI 值來精準壓抑特定組織（如脂肪或腦脊髓液）的訊號。

選項分析

  • ①反轉恢復通常使用長TR（正確）：在 IR 波序中，為了讓被 180° 脈衝反轉的縱向磁化向量在下一次波序開始前，能有充分的時間恢復到平衡狀態（+z 軸），必須設定足夠長的反覆時間（Repetition Time, TR）。若 TR 過短，會導致整體訊號強度（SNR）不足並影響對比。
  • ②反轉恢復通常使用長TE（錯誤）：標準的反轉恢復波序主要是為了獲得良好的 T1 權重影像，因此通常會搭配「短TE」（Echo Time），以減少 T2 衰減效應的干擾。只有在特定的延伸應用（如 T2-FLAIR）時，才會刻意使用長 TE 來增加 T2 權重。
  • ③反轉恢復多利用快速自旋回音波序以節省掃描時間（正確）：由於 IR 波序先天需要非常長的 TR，若使用傳統的自旋回音（Spin Echo, SE）技術，掃描時間將會過長而難以應用於臨床。因此，現代 MRI 機台多半會結合快速自旋回音（Fast Spin Echo, FSE 或 Turbo Spin Echo, TSE）技術，在單一個 TR 週期內收集多條 k-space 數據，大幅縮短整體掃描時間。
  • ④將反轉時間減少將得到質子密度權重影像（錯誤）：縮短反轉時間（Short TI）會形成 STIR（Short Tau Inversion Recovery）波序，主要目的是讓脂肪的縱向磁化向量在經過零點（Null point）時被激發，從而達到「脂肪抑制」的效果。質子密度（Proton Density, PD）權重影像的取得方式是「長 TR 且短 TE」，而非藉由縮短 TI 來達成。
  • ⑤因為使用180°脈衝波序反轉訊號，反轉恢復影像的訊雜比較低（錯誤）：IR 波序使用 180° 反轉脈衝，反而使縱向磁化向量的動態變化範圍從傳統的 0 到 +M0 擴大為 -M0 到 +M0（總範圍 2M0），這不僅強化了組織間的對比雜訊比（CNR），在參數設定正確下亦能提供良好的訊雜比（SNR）。部分 IR 影像（如 STIR）SNR 較低，是因為壓抑了脂肪等高訊號組織，而不是單純「因為使用了 180° 脈衝」。

答案解析

綜合上述分析： ① IR 波序必須使用長 TR 以確保磁化向量充分恢復。 ③ 為了解決長 TR 帶來的檢查耗時問題，臨床上 IR 廣泛結合 FSE（快速自旋回音）技術。 因此，正確的敘述為 ① 和 ③。選項 (B) 完美符合此推論。

核心知識點

醫事放射師國考常考的 Inversion Recovery (IR) 參數設定重點如下：

  1. 波序基本架構：180∘→TI→90∘→TE→180∘(Spin Echo)180^\circ \rightarrow \text{TI} \rightarrow 90^\circ \rightarrow \text{TE} \rightarrow 180^\circ (\text{Spin Echo})。
  2. 長 TR、短 TE 的重要性：長 TR 確保磁化恢復，短 TE 減少 T2 效應，以突顯 T1 對比。
  3. 掃描時間最佳化：必定搭配 Fast Spin Echo (FSE/TSE) 技術（稱為 IR-FSE 或 TIR）來彌補長 TR 造成的掃描過度耗時。
  4. TI (Inversion Time) 控制訊號壓抑（Nulling）：
    • STIR (Short TI)：約 150 ms (以 1.5T 為例)，用於脂肪抑制 (Fat suppression)。
    • FLAIR (Long TI)：約 2000-2500 ms，用於腦脊髓液 (CSF) 抑制。

臨床重要性

反轉恢復技術在臨床診斷上極具價值。例如：STIR 波序不依賴主磁場（B0）的均勻度，因此在金屬植入物附近或是大範圍掃描（如全脊椎、骨盆）時，能提供比頻率選擇性脂肪抑制（Fat-Sat / CHESS）更均勻的脂肪壓抑效果，是偵測骨髓水腫、骨折及腫瘤的利器。

參考資料

  1. Constable RT, et al. "Signal-to-noise and contrast in fast spin echo (FSE) and inversion recovery FSE imaging." J Comput Assist Tomogr. (1992). (URL: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/1729305/)
  2. Bitar R, et al. "MR Pulse Sequences: What Every Radiologist Wants to Know but Is Afraid to Ask." RadioGraphics.
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