78PM64｜第78回診療放射線技師国家試験過去問

核磁気共鳴で正しいのはどれか。

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正解: 3

正答

3．Larmor〈ラーモア〉周波数は外部磁場の強さに比例する。

核磁気共鳴、つまりNMRの基本原理を問う問題です。

MRIでは、水素原子核、つまりプロトンの核スピンを利用します。
外部磁場中に置かれた核スピンは、ラーモア周波数で歳差運動をします。

このラーモア周波数は、外部磁場が強いほど高くなります。

式で表すと、

ω0 = γB0

です。

したがって、ラーモア周波数は外部磁場の強さに比例します。

核磁気共鳴では、磁場中に置かれた核スピンが特定の周波数の電磁波に共鳴します。

MRIでは、この共鳴を起こすために RFパルス、つまりラジオ波を使用します。
マイクロ波ではありません。

また、水素原子核はスピン量子数が1/2なので、外部磁場中では2つのエネルギー準位に分かれます。
低エネルギー準位と高エネルギー準位の差に対応する周波数が、ラーモア周波数です。

外部磁場B0が強くなると、2つのエネルギー準位の差が大きくなります。
そのため、共鳴に必要な周波数も高くなります。

これが「ラーモア周波数は外部磁場の強さに比例する」という意味です。

1．T1緩和時間はT2緩和時間よりも短い。
誤りです。
一般に、T2緩和時間はT1緩和時間より短い、または同程度です。
T1は縦緩和、T2は横緩和を表し、T2はスピン間相互作用などによる位相の乱れを反映します。
したがって、T1がT2より短いという記述は不適切です。

2．核スピンの励起にはマイクロ波を使用する。
誤りです。
MRIで核スピンを励起するのはRFパルス、つまりラジオ波です。
マイクロ波は主に電子スピン共鳴などで関係するもので、核磁気共鳴の基本的な励起には用いません。

3．Larmor〈ラーモア〉周波数は外部磁場の強さに比例する。
正しいです。
ラーモア周波数は外部磁場B0に比例します。
式では、ω0 = γB0 と表されます。
MRIでは、磁場強度が高くなるほど共鳴周波数も高くなります。
これが本問の正答です。

4．陽子と中性子の両方が偶数個の原子核が観測対象である。
誤りです。
陽子数と中性子数がともに偶数の原子核は、核スピンが0になることが多く、NMRの観測対象にはなりにくいです。
NMRでは、核スピンが0でない原子核が観測対象になります。
代表は水素原子核です。

5．外部磁場中におかれた水素原子の核スピンは4つのエネルギー準位に分かれる。
誤りです。
水素原子核のスピン量子数は1/2です。
外部磁場中では、低エネルギー準位と高エネルギー準位の2つに分かれます。
4つではありません。

核磁気共鳴では、次の基本を押さえます。

この問題では、ラーモア周波数と外部磁場強度の関係を問うているため、正しい選択肢は
3．Larmor〈ラーモア〉周波数は外部磁場の強さに比例する。
です。