Bruker 3T Med/BioSpec MRI
15.4.4 電腦部分
路防止受到射頻發射所形成高電壓的損害，由圖15-63 所示當射頻發射時，其高 電壓使得二極體導通而接收系統則短路，即在B 端短路而只有 A 端通路，因此 高功率射頻只會傳輸到射頻線圈上，但從欲測物或受試者上產生的共振訊號太過 微弱，所以二極體無法產生偏壓而導通，此時共振訊號只會由接收系統偵測。
圖15-63、發射/接收切換迴路設計示意
圖15-64、Bruker 廠牌脈衝時序控制功能：以 MSME (Multi Slice Multi Echo) 脈 衝時序為例，調整TE 與 TR 則可得到不同權重的影像
輸出部分
運算結果可以顯示在監視器上、相紙輸出設備，或是以磁帶儲存，近年來光 碟已成為影像儀中之標準儲存方式。
其他如系統之安裝，靜磁場之阻絕與外在環境 RF 通訊信號之抑制(EM suppression) ，都是工程上努力之方向與重點。
結論
核磁共振影像技術是一項快速發展中的新科技，它除了不具造成輻射傷害的 優點外，其產生的影像更有良好的對比並可以提供生物活體三度空間之訊息。在 技術上，我們還可依不同的需求改變某些成像程序參數，使用不同對比劑以產生 不同T1和 T2，而將之用於活體的血管攝影圖，甚至觀察動態之血液流速影像。
90° 180°
TE TR
加上現今臨床上MR Spectroscopic Imaging 可提供組織器官功能性障礙或代謝性 障礙的臨床診斷，用來研究生理或生化的反應。使得 MRI 除了有良好的影像對 比外，也同時具備組織功能性之訊息。
不僅如此，自1990 年後，MRI 的應用更擴展至大腦認知功能的應用，2000 年人體基因解碼後，以生物標靶為基礎之生醫分子影像，更將生物醫學帶至基因 的層次。除了可測得藥物之活體分佈，亦可大為降低新藥開發之研發時間。在可 預見的未來，MRI 將因此在生醫製藥之研發中日益普及。
在MRI 的儀器部分，其成像時間由早期的數分鐘已進展至今日之 sub-second 時間解析度；在空間解析度亦維持在1mm（人體）及 50-100μm（動物影像）左 右；近年來，採用多通道陣列之parallel imaging 系統，亦可以有效的降低成像時 間。國內方面，亦開始使用高溫超導RF 線圈，在動物影像上已達到 3 倍以上之 信號雜訊比增益；未來配合多通道陣列之成像方式，將可進一步提升空間及時間 解析度。至於大腦功能之發展，除了BOLD 之 fMRI，目前亦正積極開發以 CBF, CBV 為基礎，甚至直接偵測大腦電生理訊號之 fMRI。
核磁共振影像儀器至今仍然是價位極高的醫療儀器，隨著電腦技術的發 展，高溫超導體的開發，以及工程技術的進步，未來將可產生體積較小，價格較 低，並朝向更人性化設計之MRI 系統。
目前在亞洲，除了日本有極佳生產環境及諸多品牌生產之外；韓國有自己的 系統，大陸1992 年起也與外國合作開始產生 MR 影像儀。在國內方面，亦開始 整合相關人才，在RF 線圈系統設計方面、在臨床應用以及基礎研究方面，組成 一個跨工業、學術界的一個研究群，為國內的醫學儀器，包括核磁共振而共同努 力。藉以帶動其他相關工業，培育人才，暨而一步步建立本土之醫學儀器工業及 標準，以增進全民醫療水準，提升台灣之生醫研發水平。
習題
1. 名詞解釋磁振造影中核磁共振的過程與弛緩時間的意義。
2. 請詳述磁振造影中，影像藉由梯度磁場編碼取得的原理與影像對比的原理。
3. 請說明哪些條件分別會影響 T1與T2弛緩時間 4. 請說明造成各種組織或是成份產生對比的原因
5. 試由 T1與T2衰減配合flip angle 推導梯度迴訊時序影像強度之公式。
2* 1
1 /
/ /
0 1 cos
sin ) 1
) ( , ,
( TR T TE T
T TR
e e M e TE
TR
M
− −−
−
= −
θ θ θ
6. 利用上題所推導出來的公式討論梯度迴訊時序的各種影像對比(T1、T2、與 Proton Density)所需之時序參數。
7. 請提出一種從 k 空間進行磁共振造影加速的方式 8. 請說明陣列線圈的優點
9. 請詳述以血氧濃度相依(BOLD)為基礎之功能性磁振造影原理。
10. 請分析血氧濃度相依訊號的時間特質，即詳述給予一個短刺激後所引發的一 個典型的功能性磁振造影血液動力反應函數行為。
11. 請詳述以錳離子增強磁振造影(MEMRI)為基礎之功能性磁振造影原理。
12. 請詳述錳離子在神經元中傳導路徑。
13. 試述何謂磁化轉移(Magnet Transfer)效應，以及其如何影響動脈標記法。
14. VASO 技術所使用的 TI 必須要是在血液的抑制時間，方可將影像中血液的訊 號抑止。試討論改變TI 會對 VASO 影像造成什麼樣的改變，以及你認為這個 改變是代表什麼意義？
15. 請簡述擴散影像的基本原理
16. 請簡單比較擴散張量影像、Q 球影像、擴散頻譜影像的差異及優缺點 17. 請簡單描述生醫分子影像的定義與觀察研究的範疇。
18. 由文章中的介紹，我們可以瞭解分子影像於疾病早期診斷具有相當先進的發 展與潛力；在分子影像中，哪些標定目標是研究者有興趣或是可以加以應用
的？
19. 在分子影像的研究範疇中，具有標定功能的顯影劑是一不可或缺的研究環節 及介質，作為具標定功能的顯影劑必須具備哪些特性，試詳述之。
20. 請列舉三項可能由於實驗參數設定不適當所造成的影像假影，並簡單敘述其 解決之方法。
21. 請敘述渦電流造成影像假影的原因及可改善的方法。
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圖目錄
圖15-1、自旋粒子產生磁矩示意
圖15-2、無靜磁場之下磁偶極呈不規則的分布
圖15-3、在外加磁場之下磁偶極產生順與逆磁場排列方向 圖15-4、重力場中陀螺儀的旋進現象
圖15-5、受到外加磁場的影響氫原子依旋進方向重新排列 圖15-6、氫原子在正 Z 軸方向產生靜磁矩
圖15-7、以實驗室坐標系觀察射頻電磁波之高頻磁場 B1與小磁矩做同步旋轉 圖15-8、以旋轉坐標系觀察射頻電磁波之高頻磁場 B1與小磁矩做同步旋轉 圖15-9、磁矩受射頻影響依 Larmor Relation，而射頻方向遵照左手定則旋轉，則
巨觀上的淨磁矩由Z 軸向 Y 軸轉動
圖15-10、被 RF 激發使得低能態原子核，因吸收能量，使得分佈偏向高能態 圖15-11、在接收線圈上其磁場依時間變化產生出電動勢(AC 訊號)而在平面上之
淨磁矩
圖15-12、淨磁矩會隨著時間而減少其衰變的信號稱為 FID 圖15-13、XY 平面上的淨磁矩減少的時間常數是 T2
圖15-14、Z 軸方向之淨磁矩隨時間恢復至熱平衡狀態之 Mz的時間常數稱為T1
圖15-15、在磁場梯度下不同位置的氫原子共振訊號，經過傅立葉轉換(Fourier Transform)之淨磁矩之頻譜分佈：a)無磁場梯度；b)外加磁場梯度
圖15-16、縱軸(Z 軸)上加上磁場梯度並使用一個窄頻 90 度的 RF，只激發在此相 關截面上的氫原子而得到此截面的訊號
圖15-17、K-space 之各種掃描方式
圖15-18、大腦與腦脊髓液之氫原子 T1曲線
圖15-19、利用 T1之不同來突顯大腦與腦脊髓液的對比
圖15-20、縱向的磁偶變化： 信號隨著時間的改變增強，變化的速率則是由 T1
弛緩時間常數決定