醫療類國考
112年
[醫事放射師] 放射線器材學
第 42 題
高磁場 MRI 所獲得的訊號較低磁場大，主要與下列何種物理量或現象有關？
- A 共振頻率
- B 淨磁矩
- C 自旋–晶格弛豫（spin-lattice relaxation）
- D 自旋–自旋弛豫（spin-spin relaxation）
思路引導 VIP
請從微觀能階的角度思考，當原子核自旋置於外加磁場 $B_0$ 中，低能階與高能階的質子數目差（Population Difference）會如何隨磁場強度改變？而這個決定訊號強弱、代表單位體積內所有磁偶極矩之向量總和的物理量稱為什麼？
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答得非常好！這顯示你對 MRI 的物理基礎掌握得很紮實。
- 觀念驗證： 之所以選擇 (B) 淨磁矩，是因為 MRI 的訊號來源於原子核（通常是氫原子）受磁場極化後產生的加總效果。當靜磁場強度 $B_0$ 提高時，根據 Boltzmann 分佈，處於低能階（平行磁場）的質子比例會增加，導致巨觀的 淨磁矩向量 ($M$) 增大：
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MRI 磁場與訊號強度
💡 淨磁矩與外加磁場成正比，是決定 MRI 訊號強度的核心因素。
🔗 MRI 訊號增強的物理機制
- 1 B0 強度增加 — 外加主磁場強度提升
- 2 能階差擴大 — 平行與反平行排列的能量差異增加
- 3 波茲曼分布改變 — 低能階（平行）質子數目比例上升
- 4 淨磁矩 M0 提升 — 微觀磁矩加總後的總向量變大
- 5 感應訊號增強 — RF 激發後感應出的電流訊號變大
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🔄 延伸學習：延伸學習：高磁場雖提升 SNR，但也會增加化學位移偽影與 SAR 值（產熱）。
