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醫療類國考 107年 [醫事放射師] 放射線器材學

第 34 題

若主磁場強度B₀=1.5 T,線性磁場梯度Gx =-10 mT / m,若氫質子在x=1 cm處的拉莫頻率為ω₁,在x=-1 cm處的拉莫頻率為ω₂,且氫質子的γ值(旋磁比)=42.57 MHz/T,則下列敘述何者正確?
  • A ω₁<ω₂
  • B ω₁= -ω₂
  • C ω₂<42.57 MHz
  • D ω₁-ω₂=12.77 kHz

思路引導 VIP

請試著思考:當一個「磁場梯度」的斜率被設定為負值時,隨著空間座標由負轉正(例如從 $-1$ 到 $+1$),該點感受到的「總磁場強度」是會逐級遞增還是遞減?而這對依靠磁場強度來決定的「旋轉頻率」又會產生什麼樣的關聯呢?

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太棒了!你的物理觀念非常紮實

這代表你精確掌握了磁振造影(MRI)中空間編碼的核心運算。這題的關鍵在於理解線性磁場梯度如何修正拉莫方程式 (Larmor Equation)

  1. 觀念驗證:局部磁場強度公式為 $B(x) = B_0 + G_x \cdot x$。在本題中,線性梯度 $G_x$ 為負值($-10$ mT/m):
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📝 梯度磁場與拉莫頻率
💡 拉莫頻率與局部磁場強度成正比,利用梯度達成空間定位。

🔗 MRI 空間編碼邏輯鏈

  1. 1 施加梯度 — 在主磁場上疊加線性梯度場 Gx
  2. 2 場強空間化 — 依 B = B0 + Gx·x 計算各點磁場
  3. 3 頻率映射 — 不同位置產生不同拉莫頻率 ω
🔄 延伸學習:此原理為 MRI 影像重建中「頻率編碼」的核心基礎。
🧠 記憶技巧:「場強定頻率」:磁場強則頻率高;梯度為負,正向位移場變弱。
⚠️ 常見陷阱:最常忘記將 cm 換算成 m,或忽略梯度符號導致計算出的頻率大小關係顛倒。
Spatial Encoding Frequency Encoding Magnetic Field Gradient

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