110年:放射診斷(1)

下列有關磁振造影傅立葉轉換( Fourier transform )的敘述,何者錯誤?

A可將在頻域( frequency domain )上的訊號轉至時域( time domain )上
B所採集到的原始訊號( k-space )呈現共軛對稱
C將原始訊號經轉換後,再進行傅立葉反轉換可得回原始訊號
D經轉換後的影像中,每一個像素點皆可對應到 k-space 中的一點

詳細解析

本題觀念:

本題測驗磁振造影(Magnetic Resonance Imaging, MRI)中傅立葉轉換(Fourier transform)與原始數據空間(k-space)的基本物理概念。在 MRI 掃描過程中,接收線圈所採集到的原始訊號會先被儲存於一個數學陣列空間中,此空間即為 k-space(空間頻率域)。隨後,系統會利用二維傅立葉轉換,將 k-space 中的頻率訊號重建為肉眼可見的解剖影像(空間域)。

選項分析

  • (A) 可將在頻域( frequency domain )上的訊號轉至時域( time domain )上
    • 正確。傅立葉轉換及其反轉換(Inverse Fourier transform)是一種強大的數學工具,可將訊號在「時域 / 空間域」與「頻域 / 空間頻率域」之間進行雙向轉換。在 MRI 中,原始回波訊號是在時域中取樣,並透過梯度磁場對應到 k-space 的空間頻率域,傅立葉轉換能完美地在這兩個互為對偶(dual)的物理域之間進行數學轉換。
  • (B) 所採集到的原始訊號( k-space )呈現共軛對稱
    • 正確。因為人體組織的磁化量在數學上可視為實數(Real number),根據傅立葉轉換的數學特性,實數函數的頻譜必定具有共軛對稱性(Conjugate symmetry 或 Herm

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