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)108 年第 41 題單選題
下列何者無法產生磁振頻譜(MRS)訊號?
A正確答案
磁振造影需具自旋角動量(I≠0)的核種;¹⁶O 自旋為 0,無 NMR 訊號。
為什麼答案是 A
¹⁶O 的質子數(8)與中子數(8)皆為偶數,核自旋量子數 I=0,無磁矩,無法產生磁振訊號。這也是為什麼 MRI 雖然人體含大量氧,卻是抓 ¹H 而非 ¹⁶O。
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完整詳解
Pro · 無限重點 磁振造影需具自旋角動量(I≠0)的核種;¹⁶O 自旋為 0,無 NMR 訊號。
口訣:質子數與中子數皆為偶數 → 自旋為 0 → 無 MR 訊號。¹⁶O(8 質子+8 中子)即是。
逐選項分析
A✓ 正確
¹⁶O 的質子數(8)與中子數(8)皆為偶數,核自旋量子數 I=0,無磁矩,無法產生磁振訊號。這也是為什麼 MRI 雖然人體含大量氧,卻是抓 ¹H 而非 ¹⁶O。
B✕
¹⁹F 的 I=1/2,磁旋比高(約為 ¹H 的 94%),自然界豐度 100%,是 MRS 常用核種,廣泛用於藥物代謝與含氟藥劑追蹤。
C✕
³¹P 的 I=1/2,是臨床 MRS 最重要的核種之一,可偵測 ATP、PCr、Pi 等高能磷酸代謝物,用於肌肉與腦部能量代謝研究。
D✕ 陷阱
²³Na 的 I=3/2,天然豐度為 100%,但磁旋比較低,且四極矩弛豫較快,因此訊號較弱;仍可被偵測,常用於評估細胞活性與腦中風研究。是「冷門但有訊號」的陷阱選項。
MRS 常用核種比較
| 核種 | 自旋 I | 豐度 | 臨床用途 |
|---|
| ¹H | 1/2 | 99.98% | MRI 主力、代謝物 MRS |
| ¹⁹F | 1/2 | 100% | 含氟藥物追蹤 |
| ³¹P | 1/2 | 100% | 高能磷酸代謝(ATP/PCr) |
| ²³Na | 3/2 | 100% | 鈉離子分布、腦中風 |
| ¹⁶O | 0 | 99.76% | ❌ 無訊號 |
考生易誤以為「人體含量越多越能成像」而排除 ¹⁶O。實際上能否產生 MR 訊號取決於核自旋 I 是否≠0,與含量無關。¹⁶O 雖佔人體質量約 65%,卻因 I=0 完全無訊號。