氫原子（¹H）的旋磁比（ gyromagnetic ratio ）為42.6 MHz/T ，鈉原子（²³Na）的旋磁比為 11.3 MHz/T ，下列何者錯誤？

本題觀念：

本題測驗磁振造影（MRI）中最基礎的物理概念：拉莫方程式（Larmor equation）。 拉莫方程式描述了原子核在外部主磁場（$B_0$）下發生進動（precession）的頻率，其公式為： $\omega_0 = \gamma \times B_0$ 其中：

• $\omega_0$ 為旋進頻率（Precessional frequency）或稱拉莫頻率（Larmor frequency），單位為 MHz。
• $\gamma$ 為旋磁比（Gyromagnetic ratio），是各種原子核的特有常數，單位為 MHz/T。
• $B_0$ 為外部主磁場強度，單位為特斯拉（T）。

選項分析

根據題目給定的參數：氫原子（$^1$H）旋磁比 $\gamma_H = 42.6$ MHz/T，鈉原子（$^{23}$Na）旋磁比 $\gamma_{Na} = 11.3$ MHz/T。將各選項的數值代入拉莫方程式進行計算：

• A. 3 T磁場下，氫原子的旋進頻率為127.8 MHz 正確。$\omega_H = 42.6 \text{ MHz/T} \times 3 \text{ T} = 127.8 \text{ MHz}$。
• B. 1.5 T磁場下，鈉原子的旋進頻率為16.95 MHz 正確。$\omega_{Na} = 11.3 \text{ MHz/T} \times 1.5 \text{ T} = 16.95 \text{ MHz}$。
• C. 3 T磁場下，鈉原子的旋進頻率為22.6 MHz 錯誤。$\omega_{Na} = 11.3 \text{ MHz/T} \times 3 \text{ T} = 33.9 \text{ MHz}$。選項中的 22.6 MHz 實際上是鈉原子在 2 T 磁場下的旋進頻率（$11.3 \text{ MHz/T} \times 2 \text{ T} = 22.6 \text{ MHz}$），故此敘述有誤。
• D. 1.5 T磁場下，氫原子的旋進頻率為63.9 MHz 正確。$\omega_H = 42.6 \text{ MHz/T} \times 1.5 \text{ T} = 63.9 \text{ MHz}$。臨床上 1.5 T MRI 系統最常用的射頻頻率即約為 64 MHz。

答案解析

本題要求選出「錯誤」的選項。經過逐一計算後，選項 (C) 中鈉原子在 3 T 磁場下的正確旋進頻率應為 33.9 MHz，而非 22.6 MHz。因此 (C) 為錯誤敘述，是本題的正確解答。

核心知識點

醫事放射師國考在 MRI 物理基礎中，考生必須熟記以下觀念：

1. 拉莫方程式（$\omega_0 = \gamma \times B_0$）：頻率與主磁場強度呈絕對正比關係。
2. 氫原子的旋磁比：$42.6 \text{ MHz/T}$。即使題目未提供，考生也應當作常識熟記，因為臨床絕大部分的 MRI 皆為質子（氫原子核）造影。
3. 不同原子的共振頻率差異：多核種造影（Multinuclear MRI，如鈉、碳、磷）的旋磁比皆不同，若要在同一台 MRI 設備上掃描不同原子核，必須使用特定調諧（tuning）的射頻線圈（RF coil）來發射並接收對應的頻率。

臨床重要性

拉莫方程式決定了 MRI 系統中**射頻脈衝（RF pulse）的發射頻率。只有當射頻脈衝的頻率與組織內目標原子核的旋進頻率完全一致時，才會發生核磁共振（Nuclear Magnetic Resonance）**現象並產生訊號。此外，化學位移（Chemical shift）、頻率編碼（Frequency encoding）以及切面選擇（Slice selection）等空間定位與假影機制，其核心基礎皆立基於拉莫頻率在不同空間或不同分子結構下所產生的微小頻率變化。

參考資料

1. Low-Field-Specific Physical Aspects | Radiology Key. (https://radiologykey.com/low-field-specific-physical-aspects/)
2. AAPM/RSNA Physics Tutorial for Residents. (https://pubs.rsna.org/doi/pdf/10.1148/radiographics.21.3.g01ma24739)
3. MRI and Its Combination with MEG | Radiology Key. (https://radiologykey.com/mri-and-its-combination-with-meg/)
4. Overview of MRI and Basic Principles - Thoracic Key. (https://thoracickey.com/overview-of-mri-and-basic-principles/)