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115年:放射器材(2)

下列那一種脈衝序列是在90 度射頻脈衝之前先給予180 度射頻脈衝，以抑制脂肪訊號？

ACHESS（chemical shift selective）
BSTIR（short TI inversion recovery）
CFLAIR（fluid attenuated inversion recovery）
DDixon sequence

詳細解析

本題觀念

本題要從脈衝時序與脂肪訊號的抑制機轉，辨認哪一種 MRI 序列在 90° 射頻激發前先使用 180° 反轉脈衝。關鍵不是看到「脂肪抑制」四個字就選所有相關技術，而是判斷它採用 inversion recovery，並把反轉時間（TI）設定在脂肪縱向磁化回到零的時刻。STIR 正是以短 TI 達到脂肪訊號歸零；其他選項分別使用頻率選擇性飽和、腦脊髓液抑制或水脂回波分離，辨識線索不同。

選項分析

A．錯誤。CHESS 是 chemical shift selective fat suppression，利用水與脂肪的共振頻率不同，先施加對脂肪頻率具有選擇性的射頻脈衝，使脂肪磁化被飽和，再配合梯度去除脂肪訊號。它的核心是化學位移造成的頻率選擇性，不是非選擇性 180° 反轉脈衝加短 TI 的 inversion-recovery 時序。

B．正確。STIR 全名是 short TI inversion recovery。它先給予 180° inversion pulse，使縱向磁化反轉，等待適當的短 TI；因為脂肪的 T1 較短，脂肪縱向磁化會較快恢復，在某個時間點恰好通過零。此時再給 90° excitation pulse，脂肪沒有可被轉到橫向平面的縱向磁化，因此脂肪訊號被抑制。這正好符合題目描述。

C．錯誤。FLAIR 也是 inversion-recovery 序列，確實可能先有 180° 反轉脈衝，再經 TI 與 90° 激發；但它的 TI 是調整到腦脊髓液（CSF）的縱向磁化為零，用來抑制液體訊號，而非利用短 TI 抑制脂肪。看到 180° 與 90° 的組合時，仍要看「被歸零的是哪一種組織」。

D．錯誤。Dixon sequence 以不同 echo time 取得水與脂肪在同相（in-phase）及反相（opposed-phase）時的訊號，利用化學位移造成的相位差進行水脂分離，也可進一步形成脂肪抑制影像。它的主要辨識點是多回波與水脂分離，不是先給 180° inversion pulse 再給 90° excitation pulse。

答案解析

理解 STIR 要先掌握 inversion recovery 的縱向磁化變化。180° 反轉脈衝會把原本沿主磁場方向的縱向磁化翻到相反方向；停止射頻作用後，磁化依各組織的 T1 值逐漸恢復。若在脂肪磁化穿越零的時刻施加 90° 脈衝，因為可供激發的脂肪縱向磁化接近零，轉成橫向磁化的量也接近零，故脂肪訊號消失或顯著降低。STIR 的「short TI」就是相對較短的反轉時間，用來配合脂肪較短的 T1。

這個機轉也說明為何 STIR 的脂肪抑制比頻率選擇性方法更不依賴主磁場均勻度，但它會同時影響其他具有相近 T1 的組織，且在使用 gadolinium 造影時不能把高訊號簡單解讀為病灶，因為 STIR 可能抑制部分造影後組織訊號。考試遇到序列辨識，可依三步驟處理：第一，找 180° inversion pulse 與 TI；第二，確認 TI 要讓脂肪或 CSF 歸零；第三，排除以頻率或回波相位處理水脂的序列。只有 B 同時符合「180° 先於 90°」與「以短 TI 抑制脂肪」兩個條件。

核心知識點

  1. STIR：180° inversion pulse → short TI → 90° excitation，利用脂肪 T1 較短，在縱向磁化為零時取得影像，達到脂肪抑制。
  2. FLAIR：同樣屬 inversion recovery，但 TI 對準 CSF 的零點，目標是抑制腦脊髓液，不是脂肪。
  3. CHESS：以脂肪與水的 chemical shift 造成的頻率差，進行頻率選擇性脂肪飽和；不靠 180° 反轉脈衝。
  4. Dixon：利用不同 echo time 的同相與反相訊號估算水、脂肪成分，再完成分離或脂肪抑制；辨識點是回波相位，不是 inversion recovery。
  5. 序列判讀口訣：看到 short TI 且問脂肪歸零，選 STIR；看到 fluid attenuated，想到 CSF 的 FLAIR；看到 chemical shift selective，想到 CHESS；看到 in-phase/opposed-phase，想到 Dixon。

參考資料

  1. Fat-Suppression Techniques for 3-T MR Imaging of the Musculoskeletal System
  2. Frequency-Selective Fat Suppression Radiofrequency Pulse Train to Remove Olefinic Fats
  3. ABROGATION OF FLUID SUPPRESSION IN INTRACRANIAL POST-CONTRAST FLUID-ATTENUATED INVERSION RECOVERY MR IMAGING
  4. MR Fat Suppression Techniques - Siemens Healthineers Academy
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