關於磁勻場(magnetic shimming)的敘述,下列何者正確?
詳細解析
本題觀念
磁勻場(magnetic shimming)是 MRI 中調整主磁場 B₀ 均勻度的技術。受檢區域內若因磁鐵本身、人體組織磁化率差異或金屬物造成局部磁場偏離,會使共振頻率分散,導致脂肪抑制不均、訊號失真、幾何變形或頻譜峰變寬。磁勻場的目標是改善影像與磁共振頻譜的場均勻性,不是處理所有磁場相關問題。
主動式磁勻場使用可獨立控制的 shim coils,讓系統依受檢部位、磁場分布與檢查脈衝序列調整校正電流。被動式磁勻場則在磁體附近放置固定的鐵磁性材料,先修正穩定的靜態場偏差;兩者都在改善 B₀ 均勻度,但可調整性不同。
選項分析
A. 主要是用來將雜散磁場(fringe field)限縮在 5 gauss 線內:錯誤。 5 gauss 線是 MRI 系統周圍的磁場安全邊界,用來規劃管制區、設備位置與人員安全。它的範圍主要由磁體設計、屏蔽與安裝條件決定;磁勻場處理的是磁體內成像區的 B₀ 均勻度,不是把外部雜散磁場限制在某一條安全等磁場線內。
B. 主動式的磁勻場通常會根據不同的檢查脈衝序列進行調整:正確。 主動式磁勻場透過電腦控制 shim coils 的電流,產生抵銷局部偏差的校正磁場。不同脈衝序列對 B₀ 均勻度的敏感程度不同,檢查部位與受檢者的磁化率分布也會改變;因此系統可依序列、感興趣區域及當次場圖結果更新 shim 設定。特別是對回波平面成像或脂肪抑制影像,適當的主動式校正有助於降低場不均造成的失真。
C. 被動式的磁勻場通完電後就不需再補充液氦:錯誤。 被動式磁勻場是利用固定材料修正靜態場偏差,與超導磁體低溫系統是否需要管理冷媒是兩件不同的事。液氦需求取決於磁體的低溫槽、冷凍機、密閉設計與設備運轉狀態,不能由採用被動式磁勻場推論「通電後不需補充液氦」。
D. 主要是用來避免快速變換的梯度磁場產生的渦流(eddy current):錯誤。 快速切換梯度磁場會在附近導電結構感應渦流,造成梯度時序誤差、影像位移或重影。渦流的改善通常依靠梯度線圈屏蔽、預加重(pre-emphasis)、硬體設計及梯度補償;磁勻場主要修正靜態 B₀ 不均,並非渦流抑制技術。
答案解析
答案為 B。看到 magnetic shimming,先抓住「改善主磁場 B₀ 均勻度」這個核心,再區分主動式與被動式。主動式可藉由控制 shim coils 的電流,在不同部位或不同脈衝序列下重新調整;被動式則以固定鐵磁性材料完成校正,不能在掃描中快速變更。
A 把成像區的均勻度和系統外部的 5 gauss 安全邊界混在一起;C 把磁勻場方式和超導磁體的冷媒管理混在一起;D 則把 B₀ 不均與梯度切換造成的渦流混在一起。掌握「靜態主磁場均勻度、外部雜散場安全、冷媒系統、梯度渦流」各自的功能,就能穩定判斷本題。
核心知識點
- Shimming 的目的:改善主磁場 B₀ 均勻度,降低頻率偏移與磁化率差異造成的影像失真。
- 被動式磁勻場:放置固定鐵磁性材料,適合修正穩定、固定的場偏差。
- 主動式磁勻場:以可控制的 shim coils 產生校正磁場,可依部位、場圖與脈衝序列調整。
- 5 gauss 線:外部雜散磁場的安全邊界,與成像區 B₀ shimming 的目的不同。
- 渦流:由快速變化的梯度磁場在導電結構中感應,處理方式包括屏蔽、預加重與梯度補償。
- 液氦管理屬超導磁體低溫系統議題,不能用被動或主動磁勻場方式直接判定。