112年:放射診斷(1)

在磁振造影中,下列何者為化學位移( chemical shift )的假影成因?

A氫原子在脂肪和水中的共振頻率( resonant frequency )不同
B取樣頻率( sampling frequency )不符合 Nyquist theorem
C受試者未能配合靜止不動
D測量到來自其他影像切面的訊號

詳細解析

本題觀念:

本題探討的是磁振造影(MRI)中常見的**化學位移假影(Chemical shift artifact)**的成因。在 MRI 物理學中,化學位移是指由於分子內核外電子雲的遮蔽效應不同,導致相同原子核(如氫原子)在相同主磁場下產生微小共振頻率差異的現象。

選項分析

  • A. 氫原子在脂肪和水中的共振頻率(resonant frequency)不同正確。水分子中的氧原子具有強電負度,會拉走氫原子的電子雲;而脂肪分子中的氫原子則被碳鏈周圍的電子雲緊密包覆。這種電子雲遮蔽效應(electron shielding)的差異,導致脂肪中的氫原子實際感受到的局部磁場略小於水中的氫原子,進而使其共振頻率略低(在 1.5T 磁場下大約相差 220~224 Hz)。在 MRI 進行頻率編碼(frequency encoding)時,系統會將頻率差異誤認為是空間位置的差異,導致脂肪和水在頻率編碼方向上發生空間錯位(mismapping),這正是化學位移假影的根本成因。
  • B. 取樣頻率(sampling frequency)不符合 Nyquist theorem錯誤。當取樣頻率小於最大訊號頻率的兩倍(即不符合奈奎斯特理論 Nyquist theorem)時,會導致影像產生**反摺假影(Aliasing artifact / Wrap-

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