專技高考-醫事放射師放射線器材學(包括磁振學與超音波學)107 年第 46 題單選題
若主磁場強度 B0=1 T ,線性磁場梯度 Gx=1 G / cm,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(磁旋比,gyromagnetic ratio)=42.57 MHz/T,則ω1-ω2為多少kHz?
D正確答案
拉莫頻率差等於磁旋比乘以梯度場造成的磁場強度差,注意單位換算與正負號抵銷。
為什麼答案是 D
正確計算:ΔB = Gx × (1 - (-1)) = 2 G = 0.0002 T。Δω = 42.57 MHz/T × 0.0002 T = 0.008514 MHz = 8.514 kHz,四捨五入即為 8.51 kHz。
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完整詳解
Pro · 無限重點 拉莫頻率差等於磁旋比乘以梯度場造成的磁場強度差,注意單位換算與正負號抵銷。
Δω = γ × Gx × Δx。Δx=2cm,Gx=1G/cm→0.0001T/cm,代入γ=42.57MHz/T直接算出8.51kHz。
逐選項分析
A✕ 陷阱
此選項為負值,但題目問的是頻率「差」的絕對量級或由高減低(ω1-ω2),且x=1處磁場較強頻率較高,結果應為正值。若誤將位置順序顛倒或未取絕對值可能選此。
B✕
只有在沒有施加梯度磁場(Gx=0)或兩點位置相同時,頻率差才為0。本題有明確梯度與位置差異,故不為零。
C✕ 陷阱
這是只計算單側(例如僅 x=1 cm 相對於原點的頻率偏移量)的結果。題目問的是 x=1 與 x=-1 兩點之間的總頻率差,距離應為 2 cm 而非 1 cm。
D✓ 正確
正確計算:ΔB = Gx × (1 - (-1)) = 2 G = 0.0002 T。Δω = 42.57 MHz/T × 0.0002 T = 0.008514 MHz = 8.514 kHz,四捨五入即為 8.51 kHz。
MRI 空間編碼核心公式
| 物理量 | 符號 | 單位換算關鍵 | 備考重點 |
|---|
| 磁旋比 | γ | 42.57 MHz/T (氫質子) | 考試常數,需背誦 |
| 梯度磁場 | Gx | 1 G/cm = 0.0001 T/cm | 1 T = 10,000 G |
| 拉莫頻率 | ω | ω = γB | 頻率與磁場成正比 |
| 頻率差 | Δω | Δω = γ·G·Δx | 注意 Δx 是兩點間距 |
本題最大陷阱在於梯度單位是 G/cm 而磁旋比是 MHz/T。必須先將 G 轉換為 T(除以10,000),否則答案會相差一萬倍。另需注意 Δx 是兩點距離(2cm)而非單點座標。