114年:放射器材(2)

為了讓表面線圈得到最好的訊雜比,其線圈軸向最好與主磁場成多少角度?

A0°
B45°
C90°
D180°

詳細解析

本題觀念:

本題測驗磁振造影(MRI)中射頻線圈(RF coil)的擺放幾何學與訊雜比(SNR)的最佳化條件。在 MRI 系統中,主磁場(B0B_0)負責讓體內氫質子的自旋產生淨磁化向量,而射頻線圈則負責發射射頻脈衝(B1B_1 磁場)激發質子,以及接收質子弛豫時放出的共振訊號。要達到有效激發與最佳接收,射頻線圈產生的 B1B_1 磁場方向與主磁場 B0B_0 之間必須保持特定的物理幾何角度。

選項分析

探討表面線圈(surface coil)時,線圈的「軸向(coil axis)」定義為垂直於線圈平面的法向量方向,此方向也是該線圈產生及接收射頻磁場(B1B_1)的主要感應方向。根據法拉第電磁感應定律,MRI 接收到的訊號來自於在橫向平面(XY 平面)上進動(precessing)的橫向磁化向量。此橫向磁化向量會產生振盪的磁場,該振盪磁場的方向完全垂直於主磁場 B0B_0(Z 軸)。

  • (A) 0°:若線圈軸向與主磁場夾 0°,代表 B1B_1 磁場方向與 B0B_0 磁場方向平行。此時,線圈無法感應到在橫向平面上旋轉的磁化向量,無法產生感應電動勢,理論上無法接收到訊號,訊雜比極差。
  • (B) 45°:若線圈軸向與主磁場夾 45°,線圈僅能感應到橫向磁化向量投射在該軸向上的部分分量,因此雖然有訊號,但無法達到最佳訊雜比。
  • **(C) 90

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