114年:放射診斷(1)

某組織T1值為1.5秒,給予90度翻轉角度(flip angle)後,經過3秒,磁化矩(magnetization)回復到平衡時的多少%?

A37
B50
C69
D86

詳細解析

本題觀念:

本題測驗磁振造影(MRI)物理學中關於 T1 弛豫(T1 relaxation) 的核心概念。T1 弛豫又稱為縱向弛豫(longitudinal relaxation)或自旋-晶格弛豫(spin-lattice relaxation),描述的是在給予射頻(RF)脈衝後,激發的質子將能量釋放給周圍環境(晶格),使縱向磁化向量(longitudinal magnetization, MzM_z)恢復至熱平衡狀態(M0M_0)的過程。

當給予 90 度翻轉角度(flip angle)時,縱向磁化向量會完全倒向橫向平面,此時初始縱向磁化量 Mz(0)=0M_z(0) = 0。隨後縱向磁化量會依指數函數逐漸恢復,其公式為: Mz(t)=M0(1et/T1)M_z(t) = M_0 (1 - e^{-t/T_1}) 其中,M0M_0 為平衡時的最大縱向磁化矩,tt 為經過的時間,T1T_1 為該組織特定的 T1 弛豫時間常數。

選項分析

  • A. 37:37% 常見於兩個 MRI 概念。第一是 T2T_2 衰減(橫向弛豫),經過 1 個 T2T_2 時間後,橫向磁化矩會衰減至原來的 37%(e10.368e^{-1} \approx 0.368)。第二是縱向磁化矩經過 1 個 T1T_1 時間後,距離完全恢復「還剩下」未恢復的比例。與本題情境不符,故不選。
  • B. 50:50%

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