11.下列何組同位素可作為臨床單光子電腦斷層攝影之用？ (A)¹²³I，⁶⁷Ga，²⁰¹Tl，¹¹¹In，⁹⁹mTc (B)¹¹C，¹³N，¹⁵O，¹⁸F (C)⁶⁰Co，¹⁹²Ir，⁸⁹Sr，³²P，¹⁸⁸Re (D)³H，¹⁴C，³¹P

題目列出了一大串的同位素，為了避免解釋起來太過混亂，就直接依選項的分組來敘述好了，
(A)
¹²³I：因所釋放γ-ray的能量159 keV與^99mTc很接近，又不會釋放β粒子，因此很適合用於核醫造影。可用於甲狀腺功能測定，也可用於取代用¹³¹I所標幟的藥物，例如¹²³I-MIBG(用於腎上腺髓質造影)等等。
⁶⁷Ga：因為其生理活性與鐵離子類似，可用於發炎及腫瘤掃描，多半以檸檬酸鹽型態來使用。
²⁰¹Tl：生理活性類似鉀離子，可用於心肌灌注掃描、副甲狀腺檢查及一些非特異性腫瘤掃描，多半以氯化鹽來使用。
¹¹¹In：生理活性略類似鐵離子，因為半衰期較長，因此可用於檢查耗時較久的檢查，例如¹¹¹In-DTPA用於腦池攝影，¹¹¹In-oxine WBC用於發炎檢查，¹¹¹In-pentetreotide用於神經內分泌腫瘤等等。
^99mTc：是核醫很常用的核種，具有許多種氧化電位，因此可與許多藥物標幟而進行多方面的檢查，例如^99mTc-MDP用於骨骼掃描，^99mTc-DTPA用於腎絲球過濾速率檢查等等。
以上這組同位素都是臨床上核醫常用的核種。
(B)
¹¹C：半衰期20 min，¹¹C-Raclopride用於多巴胺D2受體，¹¹C-methionine用於腦瘤經放射治療後，顯現殘餘腦瘤細胞活性等等。
¹³N：半衰期10 min，¹³N-ammonia用於心臟血流掃描。
¹⁵O：半衰期122 sec，¹⁵O-water可用於觀察血流的變化，因此可用於腦血流灌注以及心臟血流掃描。
¹⁸F：半衰期110 min，算是國內使用量最高的核種，¹⁸F-FDG可用於腫瘤掃描以及心肌存活檢查，¹⁸F-sodium fluoride(氟化鈉)可用於骨骼掃描，這兩者是目前國內可用於臨床的藥物，¹⁸F-FDOPA用於巴金森氏病檢查。
這四個同位素因為會行β＋衰變，因此用於正子掃描，其中除了18F的部份藥物可用於臨床，其餘都只能應用於研究上。

(C)
⁶⁰Co：是腫瘤治療時可使用的核種-加馬刀，不過在新的治療儀器不斷推出後，使用的比例越來越少。
¹⁹²Ir：是腫瘤作近接治療時所使用的核種。
⁸⁹Sr：是β-粒子發射核種，核醫會用於減輕癌症骨轉移時所引起的疼痛，不過因其衰變所產生的γ-ray量太少，因此無法用於核醫掃描。
³²P：是β-粒子發射核種，使用³²P-chromic phosphate colloid可以治療惡性腫瘤誘發的腹水，³²P-sodium orthophosphate用於減輕癌症骨轉移時所引起的疼痛。
¹⁸⁸Re：是β-粒子發射核種，¹⁸⁸Re-HEDP用於減輕癌症骨轉移時所引起的疼痛。
因此這一組的同位素算是治療時所使用的核種。
(D)
³H：是氫的同位素，多應用於醫學研究上。
¹⁴C：考古學使用，用於碳-14年份測定法鑑定物體的年份。
³¹P：是穩定的同位素，有應用於核磁共振的研究。
這一組的同位素算是研究用的核種。

12.臨床上^99mTc是從何種設備中直接生成？ (A)迴旋加速器 (B)反應爐 (C)孳生器(generator) (D)X光機

國外核醫有使用的孳生器種類很多，詳細的資料請參考98年第2次高考第51題，不過國內真正有使用的，大概只有⁹⁹Mo/^99mTc以及⁸¹Rb/^81mKr generator，⁹⁹Mo/^99mTc孳生器的圖片的部份則參考『核醫入門-放射製藥』，裡頭的基本構造可以參考97年第2次高考第15題，也因為^99mTc是核醫科非常常用的同位素，因此對於它的種種規範就特別的多，當我們從generator中將^99mTc取出後，需要經過3道QC的程序才能使用，這部份請參考100年第1次高考第19題，下面我放了幾張generator的圖，這個日本製的generator不論品質以及使用上的設計都非常的好，圖一是它的正面和側面，箭頭A處要安置上可替換的針頭，那裡的圓筒狀空洞的設計剛好可以容納裝在鉛罐中的真空瓶，當真空瓶插入針頭處後，將箭頭B處的把手順時針旋轉90度，就可以開始沖洗出^99mTc，接下來是一系列將外殼拆開的圖片，箭頭C處就是把手下方的管路，當把手旋轉製90度時，因未生理食鹽水(箭頭D)與真空瓶之間的管路開通，因此生理食鹽水就會順著管路流至⁹⁹Mo/^99mTc的管柱(箭頭E)，不過因為管路經過開關後有點複雜流動的路線我用綠色的數字標出順序，生理食鹽水中的氯離子就會取代管柱中的^99mTc0₄^-而被沖洗出來，管柱上的黑色條紋是高溫高壓滅菌過後的證明，整個管柱外圍包覆的鉛非常的厚，讓使用者所接受到的輻射暴露降到最低，蠻好的。^99mTc generator的價格跟管柱裡的⁹⁹Mo含量成正比，也因為generator可以重複地沖洗出^99mTc，因此我們會戲稱generator是乳牛，每次沖洗99mTc的過程稱之為milking擠牛奶，因此呢，^99mTc是從(C)孳生器(generator)擠出來的。

圖一

圖二

13.利用放射性藥劑偵測腫瘤標的(target)時，下列何種分子標的在每單位腫瘤細胞內數量最為豐富？ (A)DNA (B)mRNA (C)proteins (D)tRNA

這題出的風格其實蠻特殊的，我們要進行放射性標幟時，如果被標幟物質的尺寸越大，那麼我們在其上加上一個放射性元素後，對於這個被標幟物本身不論是立體結構、生理或化學活性所產生的影響就越小，從另一個角度來說，標幟的難度也會低一些，不過這些事隨著PET的發展，我們開始可以利用¹¹C、¹⁵O、¹³N以及¹⁸F等等會進行正子衰變的核種，來作到細胞層次的標幟，利用這些身體內原本就擁有的元素來作標幟，所得出來的標幟產物就會和體內物質的立體結構、生理或化學活性完全相同，能夠混入體內的正常生理過程，又不影響原本的細胞運作，這樣才是真正的tracer影像。那麼既然我們標幟的技術已經這麼成熟了，是不是什麼影像都可以做了呢？其實在實務上還是有一定的限制，因為當我們在體外完成了藥物的標幟，我們得想辦法把藥物送進去目標器官或組織裡才有意義，通常在這個步驟時，就會有很多研發中的藥物陣亡了，因為找不到適當的媒介物能把藥物送進去，因此我們有的時候只好合成一些細胞要生長或製造物質時所需要的前驅物，就是細胞會將藥物吃進細胞裡，然後用自己體內的工廠或酵素來將這些前驅物轉換成它原先要製造的物質，這樣我們才能完成將藥物送入細胞的過程，詳細的細節及限制很多，這邊只是簡單的提一下。那麼如果我們真的找到一種藥可以標示腫瘤細胞的位置，那麼我們會希望這個藥物除了專一性要夠，也就是正常細胞不會攝取外，也會希望訊號的強度會越強越好，這樣即使腫瘤細胞的數量很小，我們也能找的到它，這樣才能在腫瘤還在發展的初期就將其找出，提高治癒的機會。那麼就如題目所問，我們要標幟腫瘤細胞的哪一部分訊號量才會比較多呢？是DNA？RNA？還是蛋白質？以細胞的運作方式來說，DNA是紀錄遺傳密碼的物質，一段DNA可以複製出一段壽命很短暫的mRNA，這段mRNA藉由tRNA的協助將適當的氨基酸合成出非常大量由這段遺傳訊息所記載的蛋白質。因為腫瘤細胞與正常細胞最大的區隔就是腫瘤細胞的DNA出現了錯誤，導致其最終製造出了相當多正常細胞所不應該出現的物質，那如果我們想找出這段錯誤的DNA，難度高不高呢？答案是非常的高，因為細胞中的DNA錯誤可能只有一小段，如果以數量來比擬的話，每個腫瘤細胞中平均DNA錯誤的區域大約是1～2處，其所複製出的mRNA大約為10～1000，而轉譯所製造出來的蛋白質則高達100～1000000個，因此如果要標幟腫瘤細胞的話，當然是標幟數量最多的(C)proteins，才能如我們所希望達到最高的訊號強度。

14.下列何種影像處理方式會產生星狀假影(star artifact)？ (A)疊代法(iterative reconstruction) (B)逆投影法(backprojection) (C)最大強度投影法(maximum intensity projection) (D)OSEM(ordered subset expectation maximization)

星狀假影的成因主要是因為在我們以(B)逆投影法(backprojection)來重組SPECT影像時，因為計算的方式是要快速的計算出影像的結果，因此就計算的精確度就會稍稍低了一些，因此當影像中如果有某一位置的活性過高，或者是SPECT的收集角度太大，造成用於回推原始影像投影的張數太少，都會出現這種星狀的假影，這種情況在採用了較佳的計算方式(A)疊代法(iterative reconstruction)後就能獲得明顯的改善，由於進行疊代法的計算時，計算的複雜度增加許多，需要耗費相當久的計算時間，因此就有學者發展出MLEM和OSEM這些加速版的疊代法，可以大幅提升收斂速度，得到相類似的效果，這些可以在98年第2次高考第30題以及97年第1次高考第25題找到相對應的影像和說明，而(C)最大強度投影法其實只是一種影像的呈現方式，就核醫的應用上可以參考93年第2次高考第61題的影像，其中穿透式volume rendering的方式組出來的3D影像，所使用的就是這個方法，我們可以見到重組影像中各部位的亮度，也就是計數值高低的分佈，位於內部的影像並不會被表面的組織所遮蔽，就如同腦中發生癲癇的部位，局部發亮的區域清晰可見(敘述中的圖二)，目前大部分重組出來的立體影像幾乎都是採用這種方式來表示，影像的亮度和其代表的計數值是成正相關的，另一種影像的呈現方式則是surface rendering，它是依據我們所設定的影像強度閾值，去界定出影像最外圍邊緣的區域，來呈現組織最外層的表面的3D影像，就像敘述中的圖三一樣。

15.心肌灌注掃描SPECT影像，將短軸斷層像依左心室的主軸方位來做堆疊的話，就可以得到極式圖(polar map)，亦稱為： (A)牛眼圖(bull's eye) (B)冠狀影像(coronal image) (C)矢狀影像(sagittal image) (D)軸向影像(transaxial image)

這個極式圖(polar map)的影像處理方法就如題目所述，是將短軸切面方向的影像疊在一起所得到的結果，在實際上作影像處理時，就如圖一所示，是先界定短軸切面的起末位置，就是那兩條白線的位置，再將心臟影像沿這個方向作切片，那這些堆疊出來的影像要幹麼呢？由於堆疊的過程就相當於將原本是3D立體的心臟壓平成2D的圓形影像，這樣我們就可以用這個平面的影像來作半定量的影像分析，分析的方式有很多種，比較古老的方式如圖二，是將左心室心肌的影像依冠狀動脈的流域灌溉區域來作切割，這樣那一區的影像有缺損，就代表哪一條冠狀動脈有阻塞，後來有人覺得這樣分割太粗略了，因此就切割成17等分，同時加入評分系統，來更仔細的區分出是哪條冠狀脈的上、中或下游的阻塞如圖三，當然一樣是影像處理，也有不同的公司寫出不同的軟體，可以與正常人的資料庫作比對，同時將壓力相與休息相的影像作相減的動作，就又可以比較出冠狀動脈阻塞或者是心肌已經梗塞的區域如圖四，不過因為這些圖基本上都是由一圈圈的短軸切面所組成，所以排出來的形狀都會是圓圓的圖，這麼大的圓看起來就像是牛眼一般，所以就稱之為(A)牛眼圖(bull's eye)，這是外國人取的名字，可能是他們養牛養的比較多，如果是在台灣，搞不好就叫豬眼圖了。

圖一

圖二

圖三	圖四

16.加馬攝影機進行SPECT取像時，相較於平行孔準直儀(parallel hole collimator)，扇形柱準直儀(fan-beam collimator)具有下列何種特性？ (A)影像橫切面照野(transaxial field)變小，長軸照野(axial field)變小 (B)影像橫切面照野(transaxial field)變大，長軸照野(axial field)變大 (C)影像橫切面照野(transaxial field)不變，長軸照野(axial field)變小 (D)影像橫切面照野(transaxial field)變小，長軸照野(axial field)不變

關於各類型準直儀在不同距離下的解析度以及幾何效率的比較資料請參考98年第2次高考第43題，其中扇形柱準直儀(fan-beam collimator)的結構可以參考95年第1次高考第63題，這裡比較囉唆的是要比較影像橫切面照野(transaxial field)以及長軸照野(axial field)的變化，以加馬攝影機來說，通常掃描床移動的方向稱之為長軸，而偵測頭detector所繞成的那個圓圈圈面積就稱之為橫切面照野，因此就扇型準直儀來說，由於它是屬於會聚型的準直儀，它的照野會比平行孔式的準直儀來的小，這是指在橫切面的角度來看，可是就95年第1次高考第63題的圖看來，扇型準直儀是聚焦成一條線，這條線的長度和準直儀的長度是相同的，也就是說如果要用這個準直儀來收集一個頭部影像的話，就會如下圖般，綠色虛線是平行孔準直儀的視野，粉紅色虛線是扇型準直儀的視野，這樣應該比較容易了解這兩種準直儀在照野方面的不同。不過這題在實務上是略有瑕疵的，因為扇型準直儀因為其實只能用於腦部的造影，所以其實有些廠商在製造扇型準直儀時，就會捨棄頭頂上那塊用不到的區域，扇型的區域只有在下面那一塊粉紅色的區塊，上方的白色區域就直接是實心的鉛，所以雖然外觀看起來一樣大，但是內容有縮了水，或者是說其實不但橫切面照野變小，連長軸照野也縮小了，不過因為攝影機的機型本來就有很多種，就理論來探討的話，答案選(D)是比較妥當的。

17.做為核醫造影儀的閃爍晶體，以具有下列何種特性者較佳？ (A)較低的光子產生(light output) (B)衰變時間(decay time)較短 (C)較低的原子序(atomic number) (D)晶體透明度較差

關於核醫用閃爍晶體的相關資料請參閱93年第1次檢覈考第35題的表格一以及96年第1次高考第34題，雖然這是篇探討PET晶體的文章，不過其實也適用於核醫的加馬攝影機。在這四個選項裡頭，(A)較低的光子產生(light output)，每次γ-ray撞擊晶體後，晶體所產生的光子越多，後端的光電倍增管接收到的訊號就越強，最後記錄下來的訊息就越多，因此發光性越好的晶體，收集影像的時間就可以越短，或者是可以使用較少的劑量就能得到相同效果的影像品質，所以這個選項是錯的，(B)衰變時間(decay time)較短，這個敘述是正確的，因為閃爍晶體在發光後需要一小段時間恢復，在這段時間內就算再接受γ-ray的撞擊，也不會有反應，因此這段無感時間越短，單位時間內能發光的次數越多，所放出的訊號量就會越多，同時如果是要作TOF(time of flight)的計算，晶體的decay time的確是越短越好，(C)較低的原子序(atomic number)，由於晶體的作用是擋下γ-ray並且發光，因此如果晶體的原子序越高，所能阻擋的γ-ray就會越多，最後所接受到的訊號就會越多，(D)晶體透明度較差，因為γ-ray撞到晶體而發光，光線必需穿透透明的晶體，到達後方的光電倍增管才能將訊號傳遞下去，所以晶體越透明，可見光在晶體裡的耗損就越少，最後所得到的訊號量自然就會越多。
因此總結的看來，答案是(B)衰變時間(decay time)較短。

18.加馬攝影機取像時，設定其像素(pixel)為一個byte，則一個像素可記錄的最大造影計數為多少？ (A)63 (B)127 (C)255 (D)511

這是個歷史有點悠久的故事，在加馬攝影機發展的初期，由於電腦的技術受限於當時的科技，因此以現在的眼光看起來會非常的陽春，我記得我們最近淘汰掉的加馬攝影機的硬碟只有200 MB，而記憶體想必也是少得可憐，由於加馬攝影機當時的運作模式是所收集的影像會先記錄在記憶體裡頭，等資料收集完畢後才會將記憶體裡的資料寫入硬碟，如此一來在那個記憶體又貴又不足的年代，為了避免所記錄的影像會超出記憶體的容量，因此就特別發展出了兩個特別的名詞，byte以及word，byte代表的意思是每個像素可記錄的範圍是0~255，word代表的意思是每個像素可記錄的範圍是0~65535，這是什麼意思呢？當γ-ray入射進加馬攝影機後，就會被裡面的定位系統(參考91年第2次檢覈考第41題)放置於所認定像素的位置，以我們最常做的bone scan為例，如果是以256×256的影像矩陣來收集影像，一般會收集600 K counts，如果說影像是均勻分佈的話，那麼這600000 counts的計數值就會平均分佈在256×256＝65536個像素空間裡，平均每個像素會分配到600000÷65536＝9左右的計數值，如果以實際狀況來看，由於只有骨骼的位置才會有影像，因此像素的計數值會有高有低，不過以byte的設定最高值只能儲存255個計數值來說，也是綽綽有餘，因為最亮的地方通常也不會超過255個計數值，那如果超過了會發生什麼事情？以bone scan來說，如果患者的沒有在檢查前把尿排乾淨，或者是尿液污染到褲子上，由於^99mTc-MDP主要是經由泌尿系統代謝，因此這些尿液的活性就會非常的高，我們在收集影像時如果不特意更改byte的設定時，那些負責記錄尿液處的像素的確有可能會收集到超過255個計數值，超過了之後，由於那個像素的儲存空間已經滿了，因此就不會再收集任何影像，這時候我們有三個選擇，第一個是不管它，反正這些滿出來像素所記錄的資訊對臨床上來說並沒有意義，只代表尿液而已，因此繼續等整個影像(全部的像素)收集到600 K counts時才結束，第二個是為了保留影像的對比，只要某個像素的計數值超過255就停止影像的收集，以上的兩種狀況就牽涉到另一個設定"over flow"，第一個情況就是over flow＝No，第二個情況就是over flow＝Yes，當然最理想的作法是第三種，在一開始的時候就設定為word模式來收集影像，這樣不管怎樣，單一個像素要收集到65535個計數值的情況根本就幾乎不會發生，只不過在過去的年代理，因為負責收集影像的電腦還同時肩負處理影像的重任，因此如果每個檢查都開啟word模式，那麼在處理影像時有可能就會因為使用了過多的記憶體而導致電腦當機，那當然就完蛋了，可是因為當時的電腦處理速度又非常的慢，因此如果不在收集影像的時候順便處理影像的話，那麼根本就下不了班了，因此當時除非是比較特別的檢查，才會使用word模式，例如用^99mTc-DISIDA來計算膽囊的排出分率時，因為藥物會集中在膽囊裡，如果不用word模式來收集影像，負責記錄膽囊處的像素就會因計數值超出設定，譬如說膽囊處的計數值原本應該是20000，如果只用byte模式，那麼就只剩下255，在無法儲存更多的資訊的情況下，就會造成影像計算時的誤差，檢查結果自然就是天差地遠了。因此在收集這種word模式的影像時，就盡量別處理影像，這樣就不會因記憶體不足而導致系統當機。不過我一開始就說了，那是個遙遠而美麗的年代，現在的電腦記憶體動輒4 G bytes，根本就不用再擔心記憶體不足的問題，因此現在的加馬攝影機已經沒有所謂byte或word的選項可供選擇，都已經預設成word模式，不過既然題目問了，回顧一下歷史總是美好的，答案是(C)255。

19.在心肌灌注SPECT掃描重組影像時，在short-axis切面圖正上方的是那一側的左心室壁？ (A)前壁(anterior) (B)心室中隔壁(septal) (C)側壁(lateral) (D)下壁(inferior)

心臟位於胸腔中，心尖偏左，大約是朝身體的前、上方，不過因為心臟的外觀基本上是尖底的圓筒狀，它不像腦袋瓜可以擺得正正的，能夠明確的定義出transaxial、sagittal以及coronal的座標軸方位，因此為了能描述心臟的解剖位置，就把外觀為U字形的左心室定義出一個可以縱切U的長軸，以及橫切的短軸，因此心肌的影像就可以定義出3個切面，分別是沿著短軸切面的切法，會切出像甜甜圈般影像的短軸切面，以及沿著長軸方向，分別是U字形的垂直長軸切面以及水平長軸的切面，那在這些切面下我們可以看到心臟的那些位置呢？由於核醫的心肌灌注掃描不論是使用²⁰¹Tl或者是^99mTc-MIBI，右心室和心房的肌肉壁因為相對左心室來說太薄了，所以大部分的藥物都會聚積在左心室的肌肉裡，因此就核醫的影像來說，心肌影像的命名就會單純許多。首先呢，先將你的左手拿出來，5隻手指指尖併攏起來平放於桌面，指尖處當作心尖，大拇指和食指處是中隔，無名指和小指處是側壁，食指、中指和無名指是前壁，拇指和小指是下壁，因此當用short-axis短軸切面時，就是從指尖處往指根處切，因此就會看到環狀的切面，環的上方是前壁，下方是下壁，左邊是側壁，右邊是中隔；同樣的，如果是水平的長軸切面，就是以水平的方向從指尖往指根切下去，就會得到U型的切面，U字的兩壁分別是小指代表的側壁，以及食指的中隔，至於U的底部則是心尖處；如果是垂直長軸的切面，就是從中指處垂直的切下去，U型的切面的兩壁分別是中指代表的前壁，以及拇指的下壁，U的底部則是心尖處，這樣的敘述如果還不明白的話，其實也沒關係，因為在影像處理的時候，報告的影像上都會清楚的標示出心臟切面的相對應位置，這樣不管是使用誰家的機器，在影像的判讀上都不會有方向性的困擾，下面的圖就分別是GE奇異公司以及Siemens西門子的影像，上面的標示都非常清楚。因此就題目的切法，位於正上方的是(A)前壁(anterior) 。

20.^99mTc-ECD腦部SPECT造影中，那一部位呈現最高放射活性？ (A)大腦白質 (B)大腦灰質 (C)頭部皮下脂肪 (D)側腦室腦脊髓液

這題在此次考試的第4題已經考過了，因為大腦的灰質區血流量較高，因此在腦部造影中，^99mTc-ECD在(B)大腦灰質區的聚積最多。