114年:放射器材(2)

關於 Maxwell gradient-coil pair 的敘述,下列何者最不適當?

A該線圈常用於產生 Z 軸方向的梯度磁場
B在 MRI 中兩個線圈的中心連線,會垂直於Y 軸
CMRI 掃描時可使用該線圈來產生相位編碼磁場
D該線圈產生的磁場方向與 Golay coil 產生的方向垂直

詳細解析

本題觀念:

本題考查 MRI 系統中硬體架構的「梯度線圈(Gradient coils)」設計原理與空間編碼概念。在超導體 MRI 圓筒型設計中,不同軸向的梯度磁場是由不同形狀的線圈所產生,分別為產生 Z 軸梯度的 Maxwell coil(馬克士威線圈)以及產生 X 軸與 Y 軸梯度的 Golay coil(戈雷線圈/鞍型線圈)。

選項分析

  • A選項(正確):Maxwell coil pair 通常由一對互相平行且通以反向電流的圓形線圈所組成。其主要作用為在 MRI 系統中產生沿著 Z 軸方向線性變化的梯度磁場(即 Z-gradient, GzG_z)。
  • B選項(正確):Maxwell coil 的兩個線圈分別設置於圓筒磁體 Z 軸的正、負兩端,因此這兩個線圈的中心連線正好就是 Z 軸。在三維卡氏座標系中,Z 軸與 Y 軸、X 軸皆互相垂直,故其中心連線會垂直於 Y 軸。
  • C選項(正確):在 MRI 掃描中,X、Y、Z 三個物理梯度線圈的功能是靈活可變的。系統會根據操作者設定的切面方向(如軸狀面 Axial、冠狀面 Coronal 或矢狀面 Sagittal),動態指派這三個梯度線圈去執行切面選擇(Slice selection)、相位編碼(Phase encoding)或頻率編碼(Frequency encoding)。例如,

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