21.質量為1 μg的¹¹¹In(半衰期2.8天)，其活性為多少居里？ (A)51.3 (B)36700 (C)0.42 (D)0.0024

這是個有一點點麻煩的計算題，在100年第1次高考第20題有很類似的計算，我想只要把握活度的基本定義就可以計算出來，A＝λN，A是活度，N是原子數，λ是衰變常數。
首先要先求出1 μg的¹¹¹In裡面有幾個原子，首先把重量/原子量＝mole數，1 mole裡有6.02×10²³個原子，這樣就可以將算式列成：
原子數＝(10^-6/111)×6.02×10²³＝5.42×10¹⁵個
這裡先計算一下λ，這裡要將半衰期的時間換算成以秒為單位，
λ＝0.693/(2.8×24×60×60)＝2.86×10^-6，
所以活度A＝λN＝(2.86×10^-6)×(5.42×10¹⁵)=1.55×10¹⁰
這個計算出來的結果是Bq，為符合題目要求，因此再換算成Ci，
(1.55×10¹⁰)÷(3.7×10¹⁰)＝0.42
因此正確答案是(C)0.42居里，這整個計算不會太難，不過要小心計算機不要按錯，小數點也別弄錯，不然到手的分數很容易就會掉了。

22.同位素(isotope)是二或多種核種(nuclides)具有相同的： (A)中子數 (B)質子數 (C)核子數 (D)質量數

同位素指的是在元素週期表上佔據相同位置的元素，例如⁵⁷Co和⁶⁰Co就是個明顯的例子，兩者的週期表編號都是27，代表質子數都是27，只是中子數分別是30(57-27)和33，由於週期表是以原子的總電子數或者說是質子數來作排序，所以說只要是具有相同質子數的元素，不管原子核裡面的中子數一不一樣，因為都具有相同(似)的化學性質，在週期表裡都會被歸類成相同的元素，所以說答案是(B)質子數。

23.下列何者可能為由迴旋加速器製備¹²³I-NaI之放射核種不純物？ (A)¹²⁹I (B)¹²⁵I (C)¹³¹I (D)¹³³Xe

¹²³I在這近二三十年來相當受到核醫的青睞，主要的原因是與¹³¹I一樣具有容易與藥物標幟的優點，同時只會釋放能量為159 keV的γ-ray，這樣過去因¹³¹I會釋放β粒子導致使用劑量無法太多的缺點，在改用¹²³I之後，不但使用的劑量可以大增，患者所接受到的劑量也少了非常多，因此相當適合用於造影，尤其是在SPECT方面。
在製造方式方面，大致上有兩種方法，都是由迴旋加速器來製備：
第一種是以¹²⁴Xe(p,2n)--> ¹²³Cs--> ¹²³Xe --> ¹²³I的方式製造，
¹²³Cs的半衰期很短只有5.8分鐘，因此很快就會衰變成¹²³Xe，
¹²³Xe的半衰期稍微長一些為2小時，最後才衰變為最終產物¹²³I，
¹²³I主要是以EC電子捕獲的方式進行衰變，衰變成¹²³Te。
當然在製造的過程中，也會出現如下的反應式：
¹²⁴Xe(p, 2n)-->¹²³Cs
¹²⁴Xe(p, pn)^-->123Xe
¹²⁴Xe(p, 2pn)^-->123I
不過不管如何，這些加速器製造的過程中所產生的¹²³Cs和¹²³Xe最終都還是會衰變成¹²³I，因此都無妨。
第二種是以¹²³Te(p, n-)->¹²³I或者是¹²⁴Te(p, 2n)-->¹²³I的方式來製造¹²³I，這樣的生產過程裡，會比較麻煩，因為還會同時伴隨著生成¹²⁴I(T_1/2＝100 h)以及¹²⁵I(T_1/2＝59.4 d)，甚至是¹²⁶I(T_1/2＝13 d)，因此這樣的製造方法就會因為核種的純度較雜而限制了在臨床上的用途。另外如果說根本就不知道題目所問的放射核種不純物是什麼時，也可以從比較簡單的思考方式來推測，因為大部分的迴旋加速器都是加速質子(p)，大不了是氘(d)，而原子核裡頭被撞出來的，大部分是中子，因此在最終產物是¹²³I的情況下來推算，構成靶物質元素的質量數應該會和產物元素差不多，因此應該是123~125左右，因此也可以推估出答案為(B)¹²⁵I。另外核醫會使用到的放射碘相關比較表也請參閱96年第2次高考第80題。

24.紅血球體積(red cell volume)的計算通常應用在下列何種症狀的病人，特別是用於評估其治療反應？ (A)白血病 (B)惡性貧血 (C)溶血性貧血 (D)紅血球過多症

人體的血液主要是由血漿plasma以及血球細胞所組成，其中成人每mL的血液中含有紅血球約5×10⁶顆，白血球7×10³顆，血小板3×10⁵個，由於在這些血球細胞裡，紅血球佔的比例最高，因此如果我們讓血液靜置沈澱後，就可以觀察到紅血球的體積約佔血液體積的45%左右(男性)，現在題目想要知道的，就是全身紅血球的體積可以用於偵測的疾病為何？在題目所列的選項中，(A)白血病跟紅血球體積比較沒關係；(B)惡性貧血的情況下，主要跟身體缺乏內在因子，導致無法吸收維生素B12，這樣所製造的紅血球會異於平常的巨大(參考101年第1次高考第3題)，(C)溶血性貧血是紅血球的生命週期變短，被提早破壞，臨床上可以用血液抹片以顯微鏡觀察血球的外型及紅血球的型態來判斷，當然核醫科也是有很古老的測量方式來偵測(95年第2次高考第3題)，只是臨床上應該是沒有人還再使用了吧？(D)紅血球過多症大致上有兩種情況，一種是因為身體需氧量增加，因此骨髓會多製造一些紅血球來攜帶氧氣，例如生活於高山或高原區的人，他們的紅血球數目就會比平地人來的多，這種情況通常是正常的生理代償所致，因此並不需要治療。另一種情況則是造血器官的癌樣變化，這種病會造成紅血球的生產過多，這種是真正有病的就會稱之為「真性紅血球增多症」，通常此類病人的白血球和血小板也會出現過多的現象。
這種紅血球增多症(polycythemia vera，PV)大約是在100年前由一位叫做Vaquez的人所命名的，這是一種因為骨髓增生發生問題時所引起的慢性疾病，它的特徵是紅血球的總量會不斷的增加，通常白血球以及血小板也會合併發生類似的增生情形，PV的臨床病徵是病患的紅血球總數是一般人的2～3倍以上，不過紅血球的壽命還是和原來一樣並沒有延長，通常PV會逐漸轉變成為骨髓方面的疾病例如急性白血病等等，隨著病情的進展，脾臟會漸漸變大，紅血球的外型會發生變化，骨髓也會慢慢的纖維化，這個時候因為紅血球的破壞增加以及生成變慢而會慢慢的轉變為貧血的現象。在治療方面，如果PV的病人未接受治療平均大約只有1.5年的壽命，在接受治療後則平均可以活超過10年，利用³²P治療主要是防止這種病的併發症，另外還必須合併其它的方法同時進行才行(例如化療)。³²P是一個純β的發射源，在骨髓的生物半衰期約為7～9天，它的最主要作用在於去壓抑幹細胞的過度增生，通常是經由靜脈注射，有的時候也可以用口服，當³²P進入體內後，會被一些容易增生的細胞所攝取，不過一開始多會聚積在骨頭、脾和肝臟上面；使用的劑量是依體表面積來計算74～111 MBq/m²，就是2～3 mCi/m²，最高不得超過5 mCi/m²，一開始先注射2 mCi/m²，然後每次就可以增加25％，間隔時間為3個月，單一次的劑量不得超過7 mCi，當治療告一段落後，平均約2年後才需要再接受治療。
那紅血球體積要怎麼測量呢？所使用的是一種稀釋的測量方法，首先以⁵¹Cr來標幟紅血球，接下來測量標幟後紅血球的活度濃度C₁，然後由手臂靜脈注射固定體積V ₁ 的紅血球，等大約15~30分鐘後，這些具有活性的血球循環均勻後，再由另一隻手抽出血液，除去血漿後，測量出紅血球的活度濃度C₂後，假設所有注射的紅血球都均勻分佈，而且都存在血管裡的狀況下，這樣就會存在這樣的計算式，C₁×V₁＝C₂×V₂，其中V₂就是全身的紅血球體積。
舉例來說，如果標幟好紅血球的活度濃度是100000 cpm/mL，我們注射1 mL的紅血球進入靜脈，等混合均勻後抽出血液來離心，取出1 mL的血球來測量，得到活度濃度為40 cpm/mL，那麼全身紅血球的體積的計算式就可以寫成：
紅血球體積(mL)＝(注射紅血球的計測值cpm)/(後來抽出紅血球的活度濃度cpm/mL)＝(100000×1)/40＝2500 mL。
那⁵¹Cr要怎樣標幟上紅血球呢？其實也蠻容易的，我這裡提供參考書籍上的作法：
1.先抽40 mL的靜脈血，加入8 mL的ACD抗凝劑混合均勻。
2.取14 mL的血做等會要用的背景計數。
3.將剩餘的34 mL的血加入150 μCi的⁵¹Cr-sodium chromate混合20~30分鐘，每5分鐘輕輕搖晃一下。
4.此時chromate這個陰離子(⁵¹CrO₄^2-)會擴散進紅血球細胞裡，然後在細胞內被還原成⁵¹Cr³⁺，然後結合在血紅素上，這樣的標幟效率大約是85~90%。
5.接下來將標幟完成的血液離心，去除血漿後就可以拿去做計測，也有另一種作法是不離心而是直接加入100 mg的維生素C，讓維生素C將血漿裡未作用完的⁵¹CrO₄^2-都會變成⁵¹Cr³⁺，因為⁵¹C^r3+沒法子進入紅血球裡面，這樣就可以阻止剩餘的⁵¹C^r3+進入紅血球內而終止整個反應，這樣就不需要再將血液離心一次，減少對紅血球的傷害。不過這樣的方式需要另外扣除血漿中與血漿蛋白結合的⁵¹Cr³⁺的活性就是了。
在經過上面有點囉唆的敘述後，我們可以大略的知道真性紅血球增多症在治療後，紅血球的數目就會逐漸降低，因此紅血球的體積就可以看到減少的跡象，不過其實這項紅血球體積的測定法其實應該沒有人會應用在臨床了，主要是因為現在的全自動血液學分析儀就可以直接測量出紅血球的數量，以及平均的紅血球容積，因此用這些數據來評估真性紅血球增多症的治療效果，其實是方便多多多了。

25.放射核種⁹⁹Mo和^99mTc之半衰期分別為66小時和6小時，兩核種在孳生器中會形成暫時平衡，假如平衡時⁹⁹Mo活性為300 mCi(11.2 GBq)，則^99mTc之活性為多少mCi？(已知87%之⁹⁹Mo會衰變成^99mTc) (A)71.8 (B)143.6 (C)35.9 (D)287.2

這個題目可以用正規的方式來計算，也可以用取巧的方式來找出答案，我想先從正規的算法計算一次比較好，首先要先了解什麼是暫時平衡(transient equilibrium)，這種情況發生在放射性核種以串聯的方式來進行放射性衰變，就是說母核種會衰變成具放射性的子核種，這個子核種再衰變成另一個子核種，在這樣的情況下，如果母核種的半衰期遠大於子核種的半衰期，那麼在經歷了約7個子核種的半衰期後，子核種的活度就會等於母核種的活度，這就是所謂的『長期平衡』，那如果說子核種的半衰期大於母核種，那麼在母核種衰變殆盡後，就只剩下子核種，這樣就會是『不平衡』的情況，在這兩者之中有一個很特別的巧合，就是當母核種的半衰期恰恰只比子核種長一點點，在這種情況下，當子核種的活度增加到某個最大值時，就會以和母核種活度同樣的衰變速率而下降，這就是下面這張活度-時間變化曲線圖所畫的情況，紫色是母核種的活度，綠色是子核種的活度，紅色則是兩者加起來的總活度，當時間超過星星橘色那條線之後，子、母核種的活度衰變速率就變成一樣了。

現在題目已經設定成達到暫時平衡的情況，那這樣的情況該怎麼計算呢？坦白講，它的推導公式有點囉唆，我只能將公式列出來做計算示範：
A_Tc=(λ_Tc × A_Mo)/(λ_Tc－λ_Mo)
先計算一下λ_Tc和λ_Mo，
λ_Tc＝0.693/6＝0.1155
λ_Mo＝0.693/65.9＝0.0105
因此^99mTc的活度就等於A_Tc=(0.1155×300)/(0.1155－0.0105)=330
不過因為⁹⁹Mo的衰變途徑有兩種，其中有87%之⁹⁹Mo會衰變成^99mTc，另外13%之⁹⁹Mo會直接衰變成Tc，
因此這個330還要再乘上87%＝330×87%＝287.1，所以答案是(D)287.2 mCi。
千萬不要直接將300乘上87%＝261，是說剛好也沒有這個選項就是了。
上面這個算法唯一的困難處在於考試的時候有沒有辦法記起計算的公式，如果考試的時候忘記了怎麼辦？
別擔心，可以直接從⁹⁹Mo/^99mTc的衰變圖來猜答案，下面這張就是大家都會有一點印象的圖，

有沒有看到，每次取^99mTc的時候大約都是24小時左右，當時^99mTc的活度幾乎都和⁹⁹Mo差不多一樣，只有比⁹⁹Mo少那麼一點點(綠圈圈那裡)，因此只要找選項中低於300，而且還差不多的選項就可以了，事實上在達到暫時平衡的時候，^99mTc的活度大約會是⁹⁹Mo的(287.1/300)＝95.7％左右。

26.進行^99mTc-MIBI心肌灌注SPECT掃描時，極式圖(polar map)的中央部份代表的是左心室的那一個部位？ (A)前壁 (B)心尖 (C)側壁 (D)心室中隔

關於極式圖(polar map)的說明請參考101年第1次高考第15題，事實上polar map就是將短軸切面的影像做堆疊，由於在這樣的切面裡，左心室會被切得像甜甜圈一樣，因此在這些堆疊出來的影像中心，自然是一開始被切，半徑最小的心尖處，這點在還有這一頁的30題中也有實際上的範例，患者的心尖剛好有缺血，反應在polar map上就可以看到中央處的影像缺損，所以在中央的部份代表的就是(B)心尖的部份。

27.針對140 keV的光子而言，加馬攝影機的偵檢器晶體厚度越厚，則： (A)內在空間解像力(intrinsic spatial resolution)越好 (B)內在空間解像力(intrinsic spatial resolution)越差 (C)偵檢效率(detection efficiency)越差 (D)內在空間解像力(intrinsic spatial resolution)及偵檢效率(detection efficiency)均越差

這題在97年第2次高考第18題考過了，隨著偵檢器晶體厚度越厚則(B)內在空間解像力(intrinsic spatial resolution)越差，那麼到底γ-camera偵檢器晶體的厚度要多厚比較好呢？越厚雖然可阻擋較多的γ-ray，使得偵檢效率變好，但是影像的解析度會變差；越薄則剛好相反，提高了解析度，卻犧牲了偵檢效率，也就是靈敏度，這些在100年第1次高考第75題也有說明過，在目前的γ-camera裡所裝載的NaI(Tl)閃爍晶體的厚度大約都是在3/8英吋，也就是1公分左右，不過隨著廠家的不同，厚度也都有所差異。大約在2年前剛好我們有一臺γ-camera報廢，才有幸看到閃爍晶體的原貌，這個晶體坦白說，十分的堅固，當時夥同著一群實習生，用鐵鎚搥了很久，才將晶體敲碎，取得了一部分的晶體殘骸，它的透光度很好，跟玻璃感覺很像，厚度大約是1.2公分。當我從防潮箱中拿出來拍照時，才過沒多久，邊緣的地方都開始剝落下來，所以就如同資料上所寫的，真的非常容易潮解。

28.加馬攝影機之靈敏度可因增加下列何者而改善？ (A)光電倍增管(PMT)之增益(gain) (B)準直儀厚度 (C)準直儀孔徑大小(hole diameter) (D)鉛隔(septa)厚度

加馬攝影機的靈敏度會以cps/MBq來表示(請參考96年第1次高考第48題)，其中準直儀的厚度和孔徑大小以及鉛隔厚度對加馬攝影機靈敏度的影響請參考可以參考97年第1次高考第24題，裡面有列出一個計算用的公式，
準直儀的孔洞形狀係數C，孔洞為六角形時C＝0.069，圓形時C＝0.057，正方形時C＝0.080；
孔洞的直徑為D；
有效的孔洞長度為L，因為要考慮γ-ray可能是以直射或斜射的方式通過孔洞；
鉛隔的厚度T；
所以靈敏度Sensitivity＝C×D⁴/[L×(D＋T)]²
因此可以看出分子越大，靈敏度越大，因此(C)準直儀孔徑大小(hole diameter)的確會增加靈敏度，而分母的部份越大，例如(B)準直儀厚度和(D)鉛隔(septa)厚度則會降低靈敏度。
不過如果說把(A)光電倍增管(PMT)之增益(gain)調高，這裡先參考一下100年第1次高考第25題中對光電倍增管的介紹，這裡所討論的gain，指的就是dynode倍流板(上面帶有相對於光陰極約200~400 V的正電壓)上的電壓值，當我們把電壓調高，最後放大出來的電流就會增加，那麼這樣每次γ-ray入射時，經由光電倍增管所放大的訊號就會變多，這樣會導致系統的靈敏度增加嗎？其實並不會，因為當光電倍增管尾端的光陰極將電流傳出後，其實因為電流量太小，還得再經過兩次的放大，這些最終被放大後的訊號，除了會被送去做X、Y軸的定位外，還會被一個叫做PHA脈高分析儀的組件來判斷訊號的強弱，判斷的基礎原理是基於能量越高的γ-ray如果被閃爍晶體完全阻擋的話，所發出的光強度就會越強，這樣經過光電倍增管放大後，所得到的訊號就會越強，所以說經過光電倍增管後所得到的電流強弱，只是用於判斷入射γ-ray的能量強弱罷了，我們將光電倍增管(PMT)之增益(gain)調高，就只會讓PHA誤判入射γ-ray的能量(高估)，如果說gain調得太高，超過系統收集影像時所設定的能量範圍，那麼這次γ-ray的訊號反而會被捨棄，就等於是降低了系統的靈敏度，所以我們什麼時候才會調整光電倍增管的gain值呢？最常見的情況就是光電倍增管老舊，導致輸出的電流過小，使得入射γ-ray所產生的電流太小，讓PHA誤判而捨去該次的訊號，這時候就得調整gain值，讓γ-ray被偵測的能量回歸正確的數值才行。

29.扇形準直儀(fan-beam collimator)具有何種特性？ (A)可以放大影像 (B)兩個方向為扇形且互相垂直 (C)與散焦型(divergent)準直儀結構相同 (D)常用於全身掃描

扇形準直儀是一種可以將影像放大的聚焦式準直儀，關於核醫常用準直儀的詳細形狀及敘述請參考98年第2次高考第43題，圖片則參考facebook的照片， 另外在97年第2次高考第46題有做出平行孔和扇形準直儀的比較，簡單來說，扇形準直儀就是準直儀裡的鉛隔並非以平行的方式來排列，而是每一橫列的鉛孔都是像扇子一般聚焦於一點，由於扇形準直儀是由很多橫列的鉛隔所組成，因此最終扇形準直儀的焦點就會排成一條線(95年第1次高考第63題)，這樣非平行式的排列，只要射源位於準直儀的焦距內，影像就能放大，這樣的結構就與聚焦式準直儀相同，這種準直儀雖然可以將被拍攝物品的影像放大，不過因為它的視野很小，大概只有半徑15公分的圓形那麼大，因此幾乎只能用於腦部的掃描，沒辦法做全身的檢查，因此在這些選項的敘述中，只有(A)可以放大影像是正確的。

30.下列何者不為心臟斷層掃描的三個切面中的其中之一？ (A)short axial view (B)horizontal long axial view (C)transaxial view (D)vertical long axial view

在處理核醫的心臟檢查影像時，會先將心臟的影像以transaxial的方向做初步的處理，然後再將這些切面的資料，重新以心臟專有的座標軸格式，做三種不同方向的切面來重組出影像，這三個切面分別是(A)short axial view、(B)horizontal long axial view以及(D)vertical long axial view，會這樣定義新的方向軸主要是因為心臟不像身體的其他部位，可以很明顯的擺得很正，以便定義出transaxial、coronal以及sagittal的方位，想像一下如果心臟平放在桌上，我們似乎很難把它放得很正，因此就得要定義出心臟自己的座標軸，才能描繪出心臟的立體位置，這樣的作法就是將心臟從心尖到心房末端中央的這個軸向定義為長軸，而垂直於這個軸向的則為短軸，如此一來，就創造出了跟短軸同方向的(A)短軸切面，以及長軸方向的(B)水平和(D)垂直切面，實際上的切法就如同圖一，左側的部份有清楚的標示出不同切面所看到的心臟部位：

上面第一橫列為短軸切面，第二橫列為垂直長軸切面，第三橫列為水平長軸切面，這三個切面可以分別看到左心室的各個部位，其中
ANT為左心室的上壁
INF為左心室的下壁
SEP為左右心室中隔
LAT為左心室的側壁
BASE為左心室與心房交接處
APEX為左心室的心尖處
因此我們就可以藉由這些切面來判斷心肌影像缺損的位置是在那裡，在圖中
從短軸切面可以看到A上壁和B中隔處影像有缺損，
從垂直長軸可以看到C上壁和D心尖處影像有缺損，
從水平長軸可以看到E心尖和F中隔處影像有缺損，
所以呢綜合起來就說明了這位患者的左心室的上壁、心尖和中隔都有缺損，至於是缺血還是心肌梗塞所造成，就必需合併觀看再分佈的影像才能夠判斷，這裡就不再著墨。那麼接下來就進入比較深入的判讀過程，由於供應左心室的冠狀動脈有三條，分別是LAD左前降支，LCX左迴旋支以及RCA右冠狀動脈，我們可以從接下來的圖片中看到在這三個切面裡，冠狀動脈的走向，也因此可以從心肌影像的缺損程度來判斷是那條冠狀動脈有阻塞的情形，簡單來說，

short axial view短軸切面

horizontal long axial view水平長軸切面

vertical long axial view垂直長軸切面

LAD左前降支供應上壁以及心尖以及一點點下壁的位置，
LCX左迴旋支供應側壁的位置，
RCA右冠狀動脈供應中隔以及下壁以及一點點心尖的位置，
所以綜合來說，患者因為上壁、心尖和中隔都有缺損，所以主要是LAD和RCA的阻塞，如果再搭配極式圖(polar map)來看的話，就會發現在LAD和RCA的位置處，都缺了一大塊。

polar map極式圖

所以說這題的答案是不包含(C)transaxial view的切面。另外回顧一下26題的考題，在polar map中央處的地方，就對應著心尖的位置，如果出現缺損的話，那就是LAD有阻塞或者是心尖處有發生梗塞的情況。