下列何種假影與梯度磁場的渦電流有關？

本題觀念：

本題考查磁振造影（MRI）中常見假影（artifacts）的成因，特別是與「梯度磁場（gradient magnetic field）」以及「渦電流（eddy currents）」相關的物理現象。 在 MRI 的快速造影序列中，梯度磁場需要進行極快速的切換（switching）。根據法拉第電磁感應定律，這種快速變化的磁場會在掃描儀周圍的導體（如線圈、磁體外殼）中激發出「渦電流」。渦電流會產生一個反向的磁場，進而干擾原有的梯度磁場波形與主磁場（B0）的均勻度，導致 K-space 中的相位與空間編碼發生誤差，最終在影像上形成特定假影。

選項分析

• A. 拉鍊假影（zipper artifact）：錯誤。拉鍊假影主要肇因於外界射頻（RF）干擾。當外界的 RF 訊號漏進磁振造影掃描室（例如法拉第屏蔽破損、掃描室的門未緊閉，或是帶入了未經屏蔽的電子設備）時，特定的干擾頻率會在影像的頻率編碼方向上形成一條或多條如拉鍊般的雜訊。
• B. 磁化率假影（susceptibility artifact）：錯誤。此假影起因於不同物質之間的磁化率差異（例如空氣與組織交界處、金屬植入物、或是血明素沉積）。這種差異會導致主磁場（B0）局部不均勻，進而造成質子失去相位一致性（dephasing），在影像上表現為信號缺失（signal void）與幾何扭曲（geometric distortion）。
• C. N/2假影（N/2 ghost）：正確。N/2 假影（又稱 Nyquist ghost）最常發生在回音平面造影（Echo Planar Imaging, EPI）序列中。EPI 依賴極快速的正負交替頻率編碼梯度（readout gradients）來填補 K-space（呈 Z 字型軌跡）。這種高強度的快速切換會激發強烈的渦電流，導致偶數線與奇數線的回音之間產生微小的时间延遲與相位誤差。經過傅立葉轉換重建後，這個誤差會使影像在相位編碼方向上產生一個位移了半個視野（FOV/2，即 N/2 個像素）的重影（ghost）。
• D. 化學位移假影（chemical shift artifact）：錯誤。肇因於脂肪與水分子中氫質子的共振頻率差異（Larmor frequency 差異）。這會導致在頻率編碼方向上，脂肪和水的訊號產生空間位置的錯位（第一型化學位移）；或是在特定回音時間（TE）下發生相位抵銷，造成水脂交界處出現黑線（第二型化學位移 / 印度墨水假影）。

答案解析

由上述分析可知，梯度磁場快速切換所引發的「渦電流」是干擾 EPI 序列中奇偶回音相位一致性的主因。當正反向的梯度磁場受到渦電流延遲影響時，採集的資料在 K-space 中會產生偏移，最終在相位編碼方向導致 N/2 假影的產生。因此，正確選項為 C。

核心知識點

考生須熟記 MRI 常見假影之物理成因與對應關係：

1. 渦電流 (Eddy currents) $\rightarrow$ N/2 假影 (Nyquist ghost)（常見於 EPI 序列）、影像幾何扭曲。
2. 射頻干擾 (RF leak) $\rightarrow$ 拉鍊假影 (Zipper artifact)。
3. 磁場不均勻 / 磁化率差異 (B0 inhomogeneity) $\rightarrow$ 磁化率假影 (Susceptibility artifact)（梯度回音 GRE 及 EPI 序列最為敏感）。
4. 水脂共振頻率差異 $\rightarrow$ 化學位移假影 (Chemical shift artifact)。
5. 取樣不足 / 截斷效應 $\rightarrow$ 截斷假影 (Truncation artifact / Gibbs artifact)（常見於高低對比交界處，如脊髓液與脊髓交界處的振鈴效應）。
6. 病人運動 / 呼吸心跳 $\rightarrow$ 鬼影或運動假影 (Motion artifact / Ghosting)（發生在相位編碼方向）。

參考資料

1. Eddy currents - Questions and Answers in MRI. (https://mriquestions.com/eddy-currents.html)
2. Nyquist (N/2) ghosts - Questions and Answers in MRI. (https://mriquestions.com/nyquist-n2-ghost.html)