110年:放射診斷(1)

下列有關磁振造影訊號產生的敘述,何者正確?

A人體中所有的元素都可以產生訊號
B人體組織中碳元素(¹²C)可以產生訊號
C在3T的磁場中,其旋進頻率( Larmor frequency )為接近 128 MHz
D偶極 —偶極力( dipole-dipole interaction )會存在兩分子之間

詳細解析

本題觀念:

本題測驗磁振造影(MRI)的基礎物理原理,核心概念包含:(1) 產生磁共振訊號的先決條件(核自旋)、(2) 拉莫頻率(Larmor frequency)的計算式,以及 (3) 影響磁矩弛豫(relaxation)機制的磁偶極交互作用本質。

選項分析:

  • (A) 人體中所有的元素都可以產生訊號 錯誤。要能產生磁振造影訊號,原子核必須具有「非零的淨核自旋(net nuclear spin)」。這表示原子核的質子數或中子數必須為奇數(例如:1^1H、13^{13}C、19^{19}F、23^{23}Na、31^{31}P 等)。若質子數與中子數皆為偶數(例如 12^{12}C、16^{16}O),則淨核自旋為零,無法與射頻脈衝發生共振,因此不能產生 MRI 訊號。

  • (B) 人體組織中碳元素(12^{12}C)可以產生訊號 錯誤。承上所述,碳-12(12^{12}C)的原子核由 6 個質子與 6 個中子組成,皆為偶數。由於其核自旋量子數為 0,不具備磁矩,屬於磁共振不活躍(NMR-inactive)核種。臨床或實驗室能用於磁共振造影或頻譜的碳同位素為碳-13(13^{13}C)。

  • (C) 在3T的磁場中,其旋進頻率(Larmor frequency)為接近 128 MHz 正確。臨床

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