111年:放射器材(1)

關於 MRI 頭部線圈(head coil)和體線圈(body coil)的敘述,下列何者正確?

A頭部線圈和體線圈所測得的淨磁化量(net magnetization)都是和主磁場平行的分量
B頭部線圈和體線圈所測得的淨磁化量(net magnetization)都是和主磁場垂直的分量
C頭部線圈所測得的淨磁化量(net magnetization)是和主磁場平行的分量,體線圈所測得的淨磁化量是和主磁場垂直的分量
D頭部線圈所測得的淨磁化量(net magnetization)是和主磁場垂直的分量,體線圈所測得的淨磁化量是和主磁場平行的分量

詳細解析

本題觀念:

本題測試的核心觀念是磁振造影(MRI)中射頻接收線圈(RF receiver coil)的收訊原理以及**淨磁化向量(Net magnetization)**的物理特性。

在 MRI 中,放置在主磁場(B0B_0,定義為 z 軸或縱向)中的組織會產生與 B0B_0 平行的縱向磁化量(Longitudinal magnetization, MzM_z)。當我們施加射頻脈衝(RF pulse)後,淨磁化向量會被翻轉,產生垂直於主磁場的橫向磁化量(Transverse magnetization, MxyM_{xy}

根據法拉第電磁感應定律(Faraday's Law of Induction),線圈只能感測到「隨時間變化的磁通量」來產生感應電流(即 MRI 訊號)。由於只有在 x-y 平面上的橫向磁化量會以拉莫頻率(Larmor frequency)繞著 z 軸進行進動(Precession),進而產生交變磁場,因此 MRI 的接收線圈只能測量到垂直於主磁場的分量。

選項分析

  • (A) 頭部線圈和體線圈所測得的淨磁化量(net magnetization)都是和主磁場平行的分量
    • 錯誤。和主磁場平行的分量稱為「縱向磁化量(MzM_z)」。由於縱向磁化量是靜止的(沒有進動),它無法產生隨時間變化的磁通量

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