114年:放射器材(2)

在磁振造影系統中,下列何者無法經由電腦控制台設定或更改?

A主磁場(main magnetic field)
B梯度放大器(gradient amplifiers)
C射頻傳輸系統(RF transmitters)
D造影參數(acquisition parameters)

詳細解析

本題觀念:

本題測驗磁振造影(MRI)系統的基本硬體架構與操作原理。MRI主要由主磁鐵(Main Magnet)、梯度磁場系統(Gradient System)、射頻系統(RF System)以及電腦控制系統(Computer System)組成。放射師透過電腦控制台(Console)下達指令,控制造影過程中的可變參數,而硬體的固定物理特性(如主磁場強度)則無法透過控制台隨意更改。

選項分析

  • A. 主磁場(main magnetic field):正確。主磁場(B0)多由超導磁鐵(或常導型/永久型磁鐵)產生,主要提供產生淨磁化向量的靜態磁場。現今多數高階 MRI 使用超導磁鐵,在機房安裝與激磁(Ramping up)達到額定磁場強度(例如 1.5T 或 3.0T)後,便處於「恆定且隨時開啟(Always on)」的狀態。其強度與均勻度是機器的固定物理特性,放射師無法經由電腦控制台在日常造影時去設定、開啟、關閉或更改主磁場的強度。
  • B. 梯度放大器(gradient amplifiers):錯誤。梯度放大器負責提供電流給梯度線圈,以產生用於空間編碼(選切面、相位編碼、頻率編碼)的線性磁場變化。電腦控制台會根據放射師設定的脈衝序列與參數(如 FOV、切面厚度),動態控制梯度放大器改變電流的大小、波形與持續時間。
  • C. 射頻傳輸系統(RF transmitters):錯誤。射頻傳輸系統產生特定頻率的 RF 脈衝(B1磁場),用於激發人體內的質子產生共振。放射師在控制台設定的翻轉角(Flip angle)、特定序列的頻寬(Bandwidth)等參數,皆是由電腦傳送指令至射頻傳輸系統,進而改變射頻脈衝的振幅、波形與發射時間。
  • D. 造影參數(acquisition parameters):錯誤。造影參數包含 TR(重複時間)、TE(回訊時間)、FOV(視野)、矩陣大小(Matrix size)、激發次數(NEX/NSA)等,這些完全是由操作者(放射師)直接在電腦控制台的軟體介面上進行設定與調整的。

答案解析

MRI的造影過程中,軟體參數(造影參數),以及用以達成這些參數的次級硬體系統(梯度放大器負責空間編碼,射頻傳輸系統負責激發)皆受到電腦控制台的直接驅動與調控。唯獨「主磁場」是由超導線圈等硬體結構所決定的靜態磁場,維持著固定的高強度與高均勻度,無法由操作者透過控制台進行日常調整或關閉。因此選項(A)為正確答案。

核心知識點

醫事放射師應熟練掌握 MRI 儀器四大硬體架構與其對應的臨床控制權限:

  1. 主磁鐵(Main Magnet):提供靜磁場(B0),特性為恆定、無法於控制台更改。超導磁鐵具備「Always on」特性,與核磁共振安全(MRI Safety)息息相關。
  2. 梯度系統(Gradient System):包含梯度線圈與梯度放大器,主導空間編碼(Spatial encoding)。受控於造影參數中的 FOV、切面厚度(Slice thickness)及影像解析度。
  3. 射頻系統(RF System):包含傳輸器、接收器及射頻線圈。主導質子激發與訊號接收。受控於翻轉角(Flip angle)、脈衝波形設計等。
  4. 電腦系統(Computer System):作為脈衝序列控制器(Pulse sequence controller)的中樞,接收操作者參數,協調梯度與射頻系統的運作,並負責影像重建。

臨床重要性

因為主磁場無法關閉且隨時維持強大吸力(Always on),臨床上必須嚴格管制 MRI 檢查室的進出人員與物品(通常劃分為 Zone I~IV),避免鐵磁性金屬物品被吸入孔徑造成「飛彈效應(Missile effect)」,導致儀器損壞或人員傷亡。放射師在操作控制台之餘,更必須時刻把關主磁場潛在的實體安全風險。

參考資料

  1. 9.123 Lab 9 Tabletop MRI Notes - MIT OpenCourseWare
  2. MRI Instrumentation | Hybrid MR-PET Imaging: Systems, Methods and Applications
  3. MRI Hardware and Safety - LSA Course Sites