專技高考-醫事放射師醫學物理學與輻射安全108 年第 34 題單選題
相同條件下,有關物質的T1敘述,下列何者錯誤?
A固態物質的T1小於液態
B分子越小T1越短正確答案
C順磁性離子或分子T1較短
D溫度越低T1越短
B正確答案
T1(縱向弛豫時間)受分子運動頻率與 Larmor 頻率匹配度影響,運動太快或太慢 T1 都長;本題為反向題,要選「錯誤」敘述,正解為 B。
為什麼答案是 B
本題正解(最明確錯誤的敘述)。分子越小運動越快,τc 越短,運動頻率遠高於 Larmor 頻率 ω0,能量無法有效轉移到晶格,T1 反而變長。臨床上自由水(小分子)T1 長、脂肪/蛋白結合水(較大分子)T1 短即為例證。「分子越小 T1 越短」方向完全相反,為標準錯誤敘述。
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完整詳解
Pro · 無限重點 T1(縱向弛豫時間)受分子運動頻率與 Larmor 頻率匹配度影響,運動太快或太慢 T1 都長;本題為反向題,要選「錯誤」敘述,正解為 B。
BPP 理論口訣:T1 對 τc 呈「V 型」曲線(兩端長、中間短)。分子運動太快(小分子、高溫)或太慢(純固態)T1 都會變長。B 說「分子越小 T1 越短」方向錯誤。
逐選項分析
A✕ 陷阱
敘述「固態 T1 小於液態」在臨床 MRI 語境下,通常指「半固態或大分子組織(如脂肪)」的 T1 短於「自由水(液態)」。其分子運動相關時間 τc 接近 1/ω0,T1 反而比純水短。這是 BPP 曲線中間(最低點)的情境,故此敘述在臨床語境下成立,不被視為錯誤。
B✓ 正確
本題正解(最明確錯誤的敘述)。分子越小運動越快,τc 越短,運動頻率遠高於 Larmor 頻率 ω0,能量無法有效轉移到晶格,T1 反而變長。臨床上自由水(小分子)T1 長、脂肪/蛋白結合水(較大分子)T1 短即為例證。「分子越小 T1 越短」方向完全相反,為標準錯誤敘述。
C✕
正確敘述。順磁性離子(Gd³⁺、Mn²⁺、Fe³⁺)具未配對電子產生強局部磁場波動,提供有效弛豫途徑,顯著縮短 T1,這就是 Gd 為 T1 顯影劑的原理。
D✕
正確敘述(在常見成像液態組織範圍)。溫度降低使分子運動變慢,τc 增大,向 Larmor 頻率靠近,T1 縮短。這是 BPP 曲線左半邊(液態)降溫時的趨勢,與 A 描述的「半固態(運動適中)T1 較短」邏輯一致。
T1 弛豫與分子運動關係(BPP 理論)
| 狀態 / τc | 分子運動 | 與 Larmor ω0 關係 | T1 長短 |
|---|
| 純固態(τc 極大) | 極慢 | ω·τc >> 1 | 長 |
| 大分子/半固態/脂肪 | 中等(ω·τc ≈ 1) | 最匹配 | 最短 |
| 小分子液體(自由水) | 快 | ω·τc << 1 | 長 |
| 順磁性物質 | 電子自旋強耦合 | 額外弛豫途徑 | 顯著縮短 |
選項 A 與 B 看似都涉及「運動快慢與 T1 關係」,但 A 描述的是鐘形曲線的「運動慢側」(固態 τc 大→T1 長;半固態/脂肪 τc 中→T1 短),符合 BPP 理論;B 描述的是「運動快側」但方向寫反(小分子 τc 小→T1 應長,非短)。考生需理解 T1 對 τc 不是單調關係,而是鐘形(在 ω·τc≈1 時 T1 最短),才能分辨 A 正確、B 錯誤。