11.99mTc標幟硫膠體製劑中,99mTc的氧化態(oxidation state)為: (A)+7 (B)+5 (C)+4 (D)+1

96年第1次高考第1題以及97年第2次高考第7題裡頭有對99mTc-SC這個藥物的發展沿革有很清楚的介紹,過現在題目問的是99mTc-SC裡面99mTc的價數,關於這點我在100年第1次高考第6題有稍稍整理過一次,常見各種不同氧化態的99mTc核醫藥物列在下面:
Tc(VII) :99mTcO4-(甲狀腺) ;sulfur collid(肝脾)
Tc(V) :DMSA(high pH甲狀腺髓質);ECD(腦血流);gluceptate(GH腎);HMPAO(腦血流);MAG3(腎臟); tetrofosmin(心肌灌注掃描的藥,類似MIBI);TRODAT-1(巴金森氏病)
Tc(IV) :DTPA(腎);EHDP(骨);HDP(骨);MDP(骨);PYP(急性心肌梗塞);TCO2(雜質)
Tc(III) :DMSA(low pH腎皮質);HIDA(膽道);furifosmin(心肌灌注掃描的藥,類似MIBI);teboroxime(心肌灌注掃描的藥,類似MIBI)
Tc(I) :sestamibi(MIBI心肌灌注)
那為什麼99mTc標幟硫膠體製劑中99mTc會是+7價呢?我想這可以從整個的化學反應方程式來看出端倪,在99mTc-SC的配製過程裡,可以分為兩個階段:
S2O32- + H+ -->(沸水加熱5分鐘) S + HSO3-
2TO4- + 7S2O32- -->(沸水加熱5分鐘) Tc2S7 + 7SO42- + H2O
在酸性的環境下,亞硫酸根會被水解而釋放出硫原子,這個硫原子會被藥瓶中的另一個物質gelatin包起來,形成細小的膠態粒子,99mTc再跟原先的亞硫酸反應生成Tc2S7,這個產物再與已形成膠狀粒子的硫原子整個混在一起,最後形成了99mTc標幟的硫膠體,在這整個的反應過程裡,並沒有用到標幟99mTc時最常使用的還原劑Sn2+,這代表Tc的氧化電位並沒有改變,仍然是+7價,所以標準答案是(A)+7。


12.臨床疑似肺栓塞病人,應製備何種放射性藥劑做造影檢查? (A)99mTc-MAA (B)99mTc-HMPAO (C)99mTc-HIDA (D)99mTc-HSA

這題在100年第1次高考第49題有說明過,如果說是懷疑下肢深部靜脈血栓症同時合併肺栓塞時,就會同時從雙足背靜脈注射(A)99mTc-MAA來進行檢查,這部份可以參考98年第2次高考第27題的敘述。
這項V/Q test的操作流程請參考網站中核醫入門的『肺閃爍攝影』,檢查時通氣攝影和灌注攝影的取相角度必需要相同,我們的作法是收集前後左右以及四個方向的斜位,一共8個角度的影像,以便協助判別出肺栓塞處的位置,不過由於在造影的時間患者仍繼續呼吸,因此對於一些小位置的影像缺損,尤其是通氣正常,但是灌注缺損的位置,也就是疑似肺栓塞的位置,由於呼吸所造成的影像模糊,其實並不容易發現,因此在這項疾病的診斷上,其實也逐漸由解析度佳的CT來逐步取代中。其他的3個選項(B)99mTc-HMPAO用於腦血流灌注檢查;(C)99mTc-HIDA用於肝膽道檢查;(D)99mTc-HSA可以用來測量血漿量,請參考95年第2次高考第76題


13.標幟99mTc放射藥物所使用最普遍的還原劑為何? (A)氯化亞錫(SnCl2‧2H2O) (B)氯化亞鐵(FeCl2) (C)酒石酸亞錫 (D)硫酸亞鐵

這題問的是我們在利用99mTc來標幟藥物時所會發生的化學變化,因為99mTc從99Mo/99mTc的generator取出時,是99mTcO4-的型態存在,此時的99mTc為+7價,化學性質相當穩定,因此並不容易與我們所設計的藥物相結合,所以我們便可以加入(A)氯化亞錫(SnCl2‧2H2O)這種還原劑來降低99mTc的氧化數,如此一來99mTc的化學性質就會變得比較活潑,才容易與商用套組kit中的藥物發生化學反應而結合,完成99mTc的標幟製成我們所需的藥物。一般來說這些商用套組kit在SnCl2的協助下,幾乎在常溫下就可以完成與99mTc的標幟,不過有幾個藥物例外,必須額外加熱才能完成整個化學反應,像是99mTc-SC,99mTc-MAG3,99mTc-MIBI都需要在沸水(100度)的環境下才行,而99mTc-TRODAT-1更誇張,得在121度的環境下反應30分鐘才行,因此一般是用高溫加壓滅菌鍋,在提高壓力的情況下才能將水的沸點提高,創造出這樣的溫度以完成藥物的配製。
在還原劑的選擇方面,早期的還原劑包括了ascorbic acid(維他命C),ferrous iron亞鐵離子,包括了(B)氯化亞鐵(FeCl2)和(D)硫酸亞鐵,以及hytrochloric acid(鹽酸),不過這些還原劑的效果並不算太好,而常會導致反應的不完全,因此後來又發展出了一些較強力的還原劑,像是在鹼性環境下使用的NaBH4硼氫化鉀以及Na2S2O3硫代硫酸鈉,還有在酸性環境下使用的SnCl2,尤其是SnCl2的作用更是強,因此便常用於99mTc的套組(kit)當中,這題的答案是(A)氯化亞錫。


14.下列何種藥物不會影響核醫甲狀腺攝取率與造影? (A)放射線造影的對比劑 (B)青黴素 (C)類固醇類的溴化物 (D)生理食鹽水

在95年第1次高考第6題裡有敘述了關於測定甲狀腺攝取率的方式:『 根據SNM美國核醫學會所發表的甲狀腺攝取值檢查指導原則,要這項檢查的目的在於測量當給予一定量放射碘後,甲狀腺組織所攝取的放射碘所佔的比例,所使用的核種包括了131I,123I以及99mTc,前兩者都是經口服方式給藥,後者則是採靜脈注射的方式,檢查的方式則是以甲狀腺攝取儀來測量(99mTc用γ-camera),首先在儀器的要求方面,所使用的NaI晶體至少要有2英吋厚,直徑也要有2英吋寬,周圍必須要有適當的鉛屏蔽,所使用的準直儀則必須是flat-field式的,視野直徑至少要有10公分,至於如何測量呢?一般來說都是在服藥後24小時才測量,不過也有人喜歡加作服藥後2~6小時的測量,檢查時測量物(脖子或是假體)與晶體表面的距離必須保持在25~30公分,所需要測量的部分包括了脖子、大腿、背景值以及放置在假體中還沒吃的放射碘,至於所使用的劑量方面,131I是4~100 μCi,123I則是100~200 μCi,99mTc的話則是2~10 mCi,計算甲狀腺攝取率radioiodine uptake(RAIU)的公式則為:RAIU=(脖子-大腿)/(藥物-背景值)*100%,至於正常值一般來說24小時的攝取率是10~35%,4小時的攝取率則為6~18%,不過因為此項檢查的變數頗多,從病人之前的準備到所使用儀器的不同,因此在判讀時必須要採較寬鬆的標準才行』。
那有什麼東西會干擾甲狀腺攝取的檢查結果呢?凡是會干擾甲狀腺功能,或者是會妨害甲狀腺攝取碘的東西都算,例如抗甲狀腺藥物,因為它主要的作用是抑制甲狀腺荷爾蒙的合成,而(A)放射線造影的對比劑因為有含碘,所以請參考94年第1次高考第21題的說明,(B)青黴素的的部份我不太清楚,不過有些資料指出青黴素會使T3上升,這樣會降低體內的TSH,導致甲狀腺攝取的下降,不過也有些資料認為青黴素根本跟甲狀腺的功能無關,而(C)類固醇類的溴化物,在歷次的考題中不斷地提到類固醇會降低甲狀腺的攝取率,有些資料有提出皮質類固醇和前述的青黴素一樣會使T3上升,可是我到目前為止都還找不到足夠的藥物作用機制來解釋,(D)生理食鹽水是選項中唯一一個看起來完全沒有爭議的選項,裡面的內含物就如同體液一般滲透壓的氯化鈉,因此看來這真的應該是不會造成干擾才是。


15.在心肌造影中,使用99mTc-pyrophosphate(99mTc-PYP)及201Tl-thallous chloride(201Tl-TlCl)看到梗塞區活性增減的情形分別為何? (A)99mTc-PYP,梗塞區的活性增加;201Tl-TlCl,梗塞區的活性減少 (B)99mTc-PYP,梗塞區的活性增加;201Tl-TlCl,梗塞區的活性增加 (C)99mTc-PYP,梗塞區的活性減少;201Tl-TlCl,梗塞區的活性減少 (D)99mTc-PYP,梗塞區的活性減少;201Tl-TlCl,梗塞區的活性增加

我想雖然題目想要表達的是,在心肌梗塞處,因為心肌細胞的死亡,原本是利用耗能量鈉鉀幫浦來運輸的201Tl在缺乏能量的供應以及血流的不通的情況下,並不會進入心肌細胞裡,所以應該是呈現活性減少的情況,同樣的,由於心肌細胞在發生梗塞後,心肌細胞的細胞膜的損毀,造成心肌細胞內和外的鈣離子濃度失去平衡,鈣離子會擴散進入心肌細胞之中,有部分的鈣離子會沉澱在粒腺體上,99mTc-PYP就會和這些進入並沉澱於梗塞細胞內的鈣離子發生化學性吸附,因此如果有急性心肌梗塞的時候,心臟處就會出現藥物的聚積而呈現熱區(這部份的詳細說明請參考98年第1次高考第9題),所以說應該會出現選項(A)的情況,不過我們其實不太會安排像這樣的檢查,首先要偵測是否有心肌梗塞多半只會使用201Tl或者是99mTc-MIBI,由灌注的影像來進行判斷是否有缺血或者是已經發生過梗塞的區域,在大部分的情況下,在梗塞的區域會呈現壓力相和再分佈相(或休息相)都呈現冷區的情況,這個時候我們並沒有辦法確認這個梗塞的區域是舊有的或者是正處於急性發作期,因此如果患者有出現明顯的急性心肌梗塞症狀,例如胸痛、胸悶以及冒冷汗等等,這時候會立即送急診,利用血液中的酵素分析法來作為診斷,快速又準確,因此根本就不會用99mTc-PYP這種必須是急性發作,且要在發生梗塞後12-24小時後,由於進入梗塞心肌細胞裡的鈣離子已經足夠,才能夠在注射藥物後1~2小時看到99mTc-PYP的聚積,這樣一點時效都沒有的檢查,另外如果是舊有的梗塞位置,99mTc-PYP也不見得會聚積在那裡,所以說題目敘述的情況在臨床上其實可能比較沒有機會發生,不過就學理上的推斷,(A)選項的確是正確的。


16.臨床診斷嗜鉻細胞瘤之腫瘤顯影劑為下列何者? (A)201TlCl (B)99mTc-MIBI (C)131I-NP-59 (D)131I-MIBG

關於偵測嗜鉻細胞瘤所使用藥物的資料,請參考97年第一次高考第66題98年第2次高考第75題中的敘述,相關的發展歷史及臨床上的表現可以參考96年第1次高考第56題,答案是(D)131I-MIBG。


17.下列何種放射性藥物最適合用於膽道攝影? (A)99mTc-MDP (B)99mTc-DISIDA (C)99mTc-DTPA (D)99mTc-DMSA

關於膽道攝影可以參考96年第1次高考第31題中的敘述,我們最長使用的藥物是(B)99mTc-DISIDA,這種IDA類的藥物可以經由肝細胞膜上陰離子主動運輸的位置吸收,然後代謝成膽汁,因此雖然說像99mTc-DISIDA這類的藥物原本是用來做膽道攝影,可是因為它必須經由肝細胞hepatocyte代謝後才能排至膽囊,所以在進行膽道攝影的時候,就可以順便觀察一下肝細胞的功能好不好,在正常的情況下,在5分鐘就能看到肝臟,在10分鐘左右則達到最大攝取值,在10~15分鐘可以看到膽囊,相關圖片請參考『核醫的檢查-膽囊攝影』,另外在嬰幼兒的膽道攝影方面,比較重要的就是評估膽道閉鎖(biliary atresia),詳細的資料請參考97年第1次高考第1題的敘述。


18.可擴散(diffusible)透過正常血腦屏障的放射藥物中,不包括下列何者? (A)18F-FDOPA (B)99mTc-HMPAO (C)99mTc-ECD (D)99mTc-sodium pertechnetate(NaTcO4)

在核醫的腦部檢查發展歷程裡,一開始是因為沒有辦法穿透保護腦細胞的BBB,所以只好利用像是99mTc-DTPA或者是(D)99mTc-sodium pertechnetate(NaTcO4)這類的藥物在平時無法進入腦細胞,必需等BBB發生破損,例如癌細胞轉移至腦部的情況下,才能在腦部病灶處顯像,後來研發出了可以穿越BBB並停留在腦細胞的藥物,就可以用來測量腦部的血流狀況,(B)99mTc-HMPAO和(C)99mTc-ECD就是其中的翹楚,相關資料可以參考100年第1次高考第39題,後來科學家們逐漸研發出可以觀察腦中所發生更細緻更微小反應的藥物,例如評估帕金森氏病中dopamine多巴胺製造量的(A)18F-FDOPA,請參考99年第2次高考第1題以及97年第1次高考第23題
關於血腦屏障的基本介紹可以參考95年第2次高考第77題,因此無法通過BBB的藥物是(D)99mTc-sodium pertechnetate(NaTcO4)。


19.下列何種核醫藥物,在腦部檢查中,較適合做腦血流定量分析(quantitative analysis)? (A)123I-iodoamphetamine(IMP) (B)99mTc-hexamethylpropylene amine oxime(HMPAO) (C)99mTc-ethyl cysteinate dimer(ECD) (D)133Xe

當我們在探討研究大腦的功能時,所憑藉的就是在不同的刺激下,大腦中相對應負責的區域會需要消耗較多的能量來處理,因此該處的腦血流量(rCBF,regional cerebral blood flow)就會暫時性增加的情況,這時候如果我們能夠找到一種藥物,能被腦組織攝取,而且攝取量還能隨著腦血流量的增加而提高,那麼就能夠藉此來觀察腦部的運作情況。正常成年人的腦血流量大約是每100公克腦組織裡會有50~60 mL/min的血液通過,其中灰質(65~85 mL/min/100 g)會比白質(27~33 mL/min/100 g)的血流量高,而核醫所可用觀察腦血流的藥物,主要有133Xe、123I-IMP、99mTcHMPAO、99mTc-ECD以及PET所使用的15O-H2O和18F-FDG,這些藥物都能夠通過BBB而進入大腦細胞。
那臨床上到底是要怎麼做才能夠觀察腦部的功能呢?坦白說我們並沒有實際上的經驗,因此只能夠簡略的分享從書籍上看到相關資料,首先不論是要使用那種藥物來觀察腦血流的變化,我們都得先設計一套問題,這些問題或者是刺激最好是能夠引發單一部份的腦部功能,同時引發的強度最好能明顯的改變腦血流量,同時再現性也要高,這樣才能夠算是好的刺激,比較簡單的例子像是利用聲音的強弱來觀察聽覺區的變化,這樣我們就可以先作一次基態也就是沒有刺激的檢查,然後再作一次刺激後的檢查,比較兩次影像上的差異,就可以測量出該區域腦功能的受損或者是恢復的情況。這項檢查最難做的除了刺激的設計外,該在刺激完後多久注射藥物也是很不容易掌控的因素,因為隨著刺激的強弱以及持續時間和患者的狀況都必須完整考慮進去,因此從事這方面檢查或研究的團隊真的是很辛苦。
那麼核醫在這個團隊中扮演什麼角色呢?主要是提供適當的放射性藥物,以及幫患者作掃描(SPECT),然後圈選出病灶區的ROI來進行影像的分析。在這眾多的藥物裡,就逐一地來作介紹:

133Xe:這個放射性氣體有兩種使用方式,溶解於生理食鹽水後注射或者是直接以吸入方式來使用,一但133Xe通過BBB後,很快就會進入腦細胞中,在腦組織與腦靜脈血之間可以建立成一擴散平衡的狀態,不過它的清除速率也非常的快,馬上就會隨著腦血流的循環而被洗出,因此我們可以藉著分析腦部133Xe的wash-out的時間-活性曲線來算出腦部的血流量。這種測量方式在一開始發展出來時,是以頸靜脈注射含133Xe的生理食鹽水來使用,然後藉由定時的抽取動脈血來測量活度以計算出清除的速率,不過後來因為操作起來太麻煩,因此後來就改用較人道的氣體吸入法來測量,不過實際的測量方式我查不到資料,只知道這樣的測量模式裡,因為會直接測量血液中或者是呼出氣體的133Xe活度,因此算是定量的分析,可以轉換成"mL/min/100 g"這樣有實際數量的表示方式,這種測量腦血流的方式,因為133Xe的清除速率非常快,因此只要間隔20分鐘就可以再做一次檢查,同時其相對的輻射劑量也比較低,可是因為133Xe的γ-ray能量太低只有81 keV,對於深部腦組織的影像的影像品質太差,加上在呼吸道的殘留量較多,當我們需要觀察小腦的血流量時,就會出現很明顯的干擾,因此後來就沒有再使用這項方法。

123I-IMP:這是一個較古老的腦血流灌注藥物,它在注射之後大約要20分鐘後,腦部的吸收才能達到穩定的狀態,也就是說如果要給患者刺激的話,這個刺激至少要持續20分鐘以上才行,因此當然會因為執行上的困難而被判出局了。

99mTcHMPAO、99mTc-ECD:這兩個藥物是目前核醫用於做腦血流灌注所使用的藥物,它們具有電中性以及親脂性的特質,因此可以穿透BBB而被腦部攝取,首次流過腦細胞時的攝取率也非常高,最重要的是只要4分鐘左右在腦中就能達到穩定的結合狀態,因此相當適合用來做腦血流的分析,在使用上有2種作法,一個是基態與刺激檢查分開進行,另一種則是在一天內完成2次檢查,在分開檢查的情況下,每次檢查都會使用平常做腦血流所用的劑量,因此兩次加起來患者所受的輻射劑量就會比較多,患者在這兩次檢查的過程中友有可能會額外產生一些變數,兩次檢查裡患者躺的位置考能也會有變動,影響到影像分析時的正確性。因此就有人喜歡在同一天內做完檢查,這樣2次檢查只會用相當於1次檢查所使用的劑量,在做完第1次檢查後,立刻注射第2次檢查的劑量,也就是說兩次注射的時間間隔約為30~40分鐘,在大部份的實驗數據顯示,兩次所使用的劑量皆相同時會有比較好的實驗結果。這樣的檢查方式所能提供的只是相對的血流量比值,並沒有辦法提供絕對的定量數值。

15O-H2O和18F-FDG:15O-H2O的半衰期很短,只有123秒,是以靜脈注射或者是以吸入的方式來使用,由於水的擴散速度夠快,因此可以用於一些只能持續很短暫的刺激,用以觀察瞬間的腦血流量變化,理論上這個方法只要配合抽血測量活度,也可以提供定量的數據,不過因為15O的半衰期真的是太短了,因此測量上的難度非常高。18F-FDG在腦部的攝取相當高,因此理論上來說應該也能提供很好的影像結果,可是因為18F-FDG要運輸及固定在腦細胞時,耗時較長,因此比較不適合用於這種刺激腦部然後測量腦血流變化的檢查。
現在題目所想知道的,是那種藥較適合做腦血流定量分析(quantitative analysis)?經過前面的解釋後,只有(D)133Xe才能提供定量的數據。


20.下列何者是最佳甲狀腺造影同位素藥物? (A)99mTc-pertechnetate (B)131I-iodide (C)125I-iodide (D)123I-iodide

要作甲狀腺的造影,最好的藥物莫過於放射碘,因為放射碘和不具放射性的碘-127具有相同的化學性質,因此藉由具有放射性的碘來做造影,才能夠觀察到甲狀腺攝取碘以及合成甲狀腺素的完整狀況,詳細的敘述請參考100年第2次高考第51題,既然如此,那一種碘比較好呢?(B)131I-iodide會釋放β粒子,因此用於治療上的療效極佳,但是用於造影時,因為要防止甲狀腺受到傷害,因此只能給予極低的劑量,加上它的γ-ray能量較高,必需搭配解析度較差的高能準直儀,因此影像的品質自然就好不到去,而(C)125I-iodide的問題是γ-ray能量太低,只有30 keV左右,這樣的低能量恐怕光是穿透薄薄的甲狀腺組織就已經衰減掉一大半了,因此相當不適合用於造影使用,(D)123I-iodide的γ-ray能量為159 keV,對於專為99mTc能量而設定γ-camera來說,因為能量相當接近,所以影像的解析度也非常好,不過123I的最大問題就是價格昂貴而且半衰期較短,這樣購入藥物的成本就會很高,123I是否真的是最佳甲狀腺造影同位素藥物,從患者的角度來看的確是如此,不過如果從經營者的角度來看,(A)99mTc-pertechnetate已經足以應付大部分的甲狀腺檢查,價格又便宜,其實也是相當優良的藥物,關於這兩項藥物的使用方法以及優缺點比較資料,就請參考SNM的『甲狀腺閃爍攝影』兩者其實各有優缺點,不過出題者是比較偏向患者的角度來思考,因此正確答案是(D)123I-iodide。