112年:放射器材(2)

磁振造影中梯度磁場為一向量,下列敘述何者錯誤?

A梯度磁場向量的大小和梯度線圈的圈數有關
B梯度磁場向量的方向和流經線圈的電流方向有關
C梯度磁場向量的方向和梯度線圈的材質有關
D一般而言,磁振造影具有三組互相垂直方向的梯度磁場

詳細解析

本題觀念:

本題探討磁振造影(MRI)中梯度線圈(Gradient coils)的物理特性與電磁學基本原理。梯度磁場在 MRI 中主要用於空間編碼(Spatial encoding),透過在均勻的主磁場(B0B_0)上,疊加隨空間呈線性變化的微小梯度磁場,使人體不同位置的氫質子產生不同的旋進頻率(Precessional frequency)與相位(Phase),進而使接收到的訊號能夠在三維空間中被定位。

選項分析

  • A. 梯度磁場向量的大小和梯度線圈的圈數有關:正確。根據電磁學基本原理(如必歐-沙伐定律 Biot-Savart Law),線圈所產生之磁場強度與流經的電流大小以及線圈的匝數(圈數)成正比。因此,梯度磁場的強度大小確實與梯度線圈的設計圈數有關。
  • B. 梯度磁場向量的方向和流經線圈的電流方向有關:正確。依據安培右手定則(Right-hand rule),線圈產生之磁場方向取決於電流的流向。在 MRI 脈衝序列的操作中,若要反轉梯度磁場的極性(例如在雙極梯度或梯度回訊序列中),系統正是透過快速反轉流經線圈的電流方向來達成。
  • C. 梯度磁場向量的方向和梯度線圈的材質有關:錯誤。磁場向量的方向完全由線圈的「空間幾何形狀」與「電流方向」決定。梯度線圈的材質(通常為良導體,如銅)影響的是該線圈的電阻值、導電效率以及熱耗散特性,與

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