107年:醫物幅安(2)

磁振造影中,主磁場大小會影響化學位移假影( chemical shift artifact )。已知 matrix size 為256×256 、水與脂肪的化學位移為 3.4 ppm 、8 kHz 的接收頻寬( receive bandwidth )。則在 1.5 T 及3 T 主磁場下,分別會對影像造成多少像素( pixel)的移動?

A7,3.5
B3.5 ,7
C14 ,7
D7,14

詳細解析

本題觀念:

本題考查磁振造影(magnetic resonance imaging, MRI)中化學位移假影(chemical shift artifact)的像素位移量計算,核心公式涉及主磁場強度、脂肪-水質子共振頻率差、矩陣大小與接收頻寬之關係。

選項分析

計算步驟如下:

每像素頻寬(bandwidth per pixel):

BWpixel=Total Receive BWMatrix size=8000 Hz256=31.25 Hz/pixel\text{BW}_{\text{pixel}} = \frac{\text{Total Receive BW}}{\text{Matrix size}} = \frac{8000 \text{ Hz}}{256} = 31.25 \text{ Hz/pixel}

脂肪-水質子頻率差:

  • Δf=ppm×B0×γ/(2π)\Delta f = \text{ppm} \times B_0 \times \gamma/(2\pi)
  • 水的 Larmor 頻率常數:γ/2π=42.58 MHz/T\gamma/2\pi = 42.58 \text{ MHz/T}
  • 在 1.5 T:Δf1.5T=3.4×106×42.58×106×1.5217 Hz\Delta f_{1.5T} = 3.4 \times 10^{-6} \times 42.58 \times 10^6 \times 1.5 \approx 217 \text{ Hz}
  • 在 3 T:$\Delta f_{3T} = 3.4 \times 10^{-6} \

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