107年:放射器材(2)

為了引發磁振造影訊號,橫軸磁化向量( magnetization )必須與射頻接受線圈呈現何種角度為佳?

A
B45 °
C90 °
D180 °

詳細解析

本題觀念:

本題考 MRI 訊號產生的物理原理,特別是橫軸磁化向量(transverse magnetization, MxyM_{xy})與射頻接收線圈(RF receive coil)之間的幾何關係,以及如何最大化感應訊號。其核心依據是法拉第電磁感應定律(Faraday's law of induction)

選項分析

(A) 0° 若橫軸磁化向量與接收線圈平面平行(即兩者夾角 0°),磁通量(magnetic flux)穿過線圈的變化量最小(幾乎為零),感應電壓接近零,無法有效偵測訊號。

(B) 45° 45° 的角度可以產生部分感應訊號,但不是最大值。此時磁通量的時間變化率(dΦ/dtd\Phi/dt)僅為最大值的 sin(45°)0.707\sin(45°) \approx 0.707 倍,訊號強度非最佳。

(C) 90° 正確。當橫軸磁化向量與射頻接收線圈呈 90°(即垂直)時,磁通量穿過線圈的時間變化率(dΦ/dtd\Phi/dt)最大,根據法拉第電磁感應定律感應出最大電動勢(electromotive force, EMF):

ε=dΦdt=d(BAcosθ)dt\varepsilon = -\frac{d\Phi}{dt} = -\frac{d(B \cdot A \cdot \cos\theta)}{dt}

θ=90°\theta = 90°($M_

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