21.加馬照相機(gamma camera)中，將可見光(light)轉化成電子訊號的構造是： (A)photomultiplier tube (B)crystal (C)collimater (D)correction circuits

在97年第1次高考第42題中有提到加馬射線從受檢者身體射出，進入閃爍造影機，直到在螢幕出現影像時，其間需經過各項設備的順序以及其所屬的功能，另外在100年第1次高考第25題中有對光電倍增管的詳細介紹。
患者在注射了放射性藥劑後開始進行掃描，身上所發射出的γ-ray經過準直儀的過濾後，撞擊到閃爍晶體，閃爍晶體在吸收了γ-ray的能量後，就會發出可見光，這時候可見光會被後端的(A)photomultiplier tube光電倍增管轉化成電子訊號並進行初級的訊號放大，後來再經過一堆程序後，才完成影像資料的收集，所以說正確的答案是(A)photomultiplier tube。目前核醫的機器，包括PET，都在朝著不使用光電倍增管的方向前進，在傳統核醫方面，可能會逐漸採用以CZT材質的閃爍晶體，這種晶體不但能量解析度比碘化鈉高，最重要的是它可以不需要光電倍增管，直接就可以輸出數位的訊號，這樣可以減少攝影機在類比與數位訊號轉換之間的雜訊，同時攝影機的體積可以大幅縮小；在PET方面，因應未來可能會廣泛使用的PET-MR，在強大的磁場環境下，PM tube無法正常的工作，而這種半導體材質的晶體，因為不具磁性，因此可在強磁場的環境下使用，只是說現在還無法生產出較大片的新晶體，因此價格上仍然偏高，不過未來技術瓶頸突破後，核醫界的攝影機就會有全新的突破了。

22.下列有關閃爍攝影機偵檢器(detector)內晶體之敘述，何者錯誤？ (A)γ射線在厚的晶體內會發生多重作用的機率增加 (B)大部分採用碘化鈉(鉈)晶體 (C)增加厚度，則可增加偵檢器的靈敏度 (D)增加厚度，則可增加偵檢器的解析度

在閃爍攝影機的各部位結構裡，閃爍晶體的作用就在於將入射的γ-ray阻擋下來，將其能量轉化為可見光，其中在101年第2次高考第27題有碘化鈉(鉈)晶體的照片，晶體的厚度與產光效率的分析請參考101年第2次高考第31題與100年第1次高考第75題，另外在97年第1次高考第54題有各種晶體的發光效率比較。在看完這些參考資料後，就可以逐一的來看看各選項的敘述，(A)γ射線在厚的晶體內會發生多重作用的機率增加，這個部份可以參考100年第1次高考第28題的敘述，主要的原因是當閃爍晶體越厚，γ-ray在晶體裡可行走的路徑就越長，就越容易發生因康普吞效應所產生的二次電子，這些低能的二次電子就會造成波形變得較平緩，也就是說造成FWHM變寬，造成能量的解析度下降，這部份剛好也說明了(D)選項的錯誤。(B)大部分採用碘化鈉(鉈)晶體，目前來說的確是如此；(C)增加厚度，則可增加偵檢器的靈敏度，這是因為當晶體越厚，阻擋γ-ray的能力越強，所以能全吸收γ-ray的能量，不過由於靈敏度這件事必須要等整個影像系統都收集完畢，呈現在螢幕上時才算完成，因此如果晶體的厚度厚到某個程度時，即使晶體是幾乎透明的，可見光在穿透晶體時也會有部份的損耗，這會導致進入光電倍增管的訊號變少，同時也會造成後端PHA能量的判斷失準，有可能會將判斷為無效訊號而排除，這樣最終的訊號反而有可能減少，也就是說靈敏度有可能會隨著晶體的厚度增加而增加，但是在厚度超過一定值後，靈敏度反而會開始下降，不過這種情況在實際上並不會發生，主要是因為要生產出那麼厚晶體的難度很高，加上這樣晶體的實用性和價格恐怕很難讓人接受，所以在實務的情況下，晶體的厚度越厚，靈敏度的確是越高的。

23.假設一般臨床加馬攝影機之晶體厚度為10 mm，則下列敘述何者正確？ (A)一般常用的晶體材料是CsI (B)能將95%的γ射線能量轉成可見光 (C)通常晶體面對準直儀之方向有鉛片保護 (D)可吸收超過90%的140 keV光子束

我想在這裡可以先稍微介紹一下閃爍晶體的一些特質，一般來說，當輻射線進入物體後，會造成物體內原子或分子的游離或者是激化的情況，這些情況在被作用物體回復常態後，多餘的能量大多會以熱的形式來釋放，不過有些物質則是會以將這些能量以可見光的形式來釋放，這種物體我們就會稱之為閃爍體。大部分所使用的閃爍體有兩種，一種是固態的非有機閃爍晶體，另一種則是液態的有機閃爍溶液，它們所釋放的光量會跟閃爍體所接受到的輻射能量成正比，不過話雖如此，實際上所產生得光量還真是少得可憐，每一次的γ-ray(70~511 keV)入射，大約只能產生數百至千個光子，因此我們通常還會需要利用光電倍增管來將訊號放大，才能收集並記錄這些γ-ray的入射事件。
接下來我想就略過液態閃爍偵檢器不提(可參考100年第1次高考第65題)，一個固態的閃爍偵檢器通常是以結晶的形式存在，而且在其結晶體裡面都會額外添加一些雜質，破壞晶格的結構，這些雜質我們稱之為活化中心，它們的存在可以使閃爍晶體更容易發光，以較常使用的NaI來說，原本需要在液態氮的溫度下才能發光的NaI，在添加Tl原子後，於室溫的情況下就能夠發出閃爍光，大大減少了使用上的難度，另一個晶體CsI也同樣會添加Tl作為活化中心。以傳統核醫所使用的NaI來說，目前大多是作成大片的長方體，在晶體的六個面裡頭，在與光電倍增管相接的那一面，會塗上一層光學膠grease(91年第1次高考第47題)，來減少晶體發出可見光在進入光電倍增管時的折射現象，在面對準直儀的那一面，為了預防被撞擊等情況，因此會包覆一層薄鋁，一方面低原子序的鋁不會阻擋太多的γ-ray，一方面鋁的金屬強度不錯，可以做一定機械強度的保護，至於其他的四個面，則是會塗上一些反光層(TiO2)，讓閃爍晶體的光如果逃逸出晶體外時，有機會被反射而進入光電倍增管內，增加訊號的數量。不過即使如此，大約也只有30%的可見光能夠被光電倍增管接收到而已。
接下來對於核醫最常用的NaI晶體做一個簡單的優缺點分析，在優點方面：
1.它的相對密度夠高，而且有高原子序的碘(Z=53)，因此在核醫常用的50~250 keV的能量下有著很好的阻擋能力，同時剛好這範圍能量發生光電效應的機會很高，因此在偵測γ-ray的表現蠻好的。
2.相較於其他晶體來說，它的發光效率很好，大約每吸收30 eV的能量
3.對於所發出的閃爍可見光來說，晶體的透明度相當好，光線在晶體內行進所損耗的能量相當少。
4.製造出大尺寸晶體的費用相對來說比較便宜。
5.晶體所發出閃爍光剛好是光電倍增管反應最靈敏的波長範圍。
缺點方面：
1.晶體的結構較脆弱，當受到撞擊或其他壓力時容易碎裂，因而產生不透明的區塊，影響閃爍光的行進。
2.容易受溼度影響而發生潮解現象，導致晶體表面產生黃斑，因此晶體表面必須作好密封的處理。
3.當γ-ray的能量超過250 keV時，就會轉為主要發生康普吞散射，因此晶體的體積要更大才能維持足夠的發光量。
最後呢，我們再來探討一下效率的問題，大部分NaI晶體的厚度都落在1公分上下，在這個厚度下，如果入射的γ-ray能量為100 keV，那麼幾乎可以100%吸收所有入射的γ-ray，如果是核醫很常用的140 keV，也可以有將近90%的吸收，事實上如果只使用^99mTc及²⁰¹Tl的話，晶體的厚度只需要6.4 mm即可有極佳的偵測效率，同時由於厚度降低，解析度也會跟著提昇，不過因為考慮還會使用其他較高能量的核種，因此在晶體厚度的選擇上，就必須兼顧有足夠的偵測效率與內在解析度，所以說，晶體的厚度才會都是在1公分左右，不過如果入射的γ-ray能量超過500 keV，此時偵測效率就會低於20%，因此過去在以NaI來作為偵測正子時，晶體的厚度就得厚到25.4 mm才足夠。
現在我們就選項的內容來逐一解釋，(A)一般常用的晶體材料應該是NaI才對；(B)能將95%的γ射線能量轉成可見光，這部份比較麻煩，雖然說在大部分的核醫使用核種的能量範圍裡(100～200 keV)，輻射與物質的作用大部分是光電效應，隨著能量的增加，康普吞效應的比例會隨之增加，不過到底發生的機率是多少，我還沒有查到，不過在偵測效率為90%的情況下，乘以發生光電效應的比率之後，再怎麼樣也不會超過90%，因此這個選項應該是錯的；(C)通常晶體面對準直儀之方向有鉛片保護，應該是鋁片才對，下面這張圖應該可以解釋得很清楚；(D)可吸收超過90%的140 keV光子束，這是正確的解答。

24.以藥物負荷方式進行核醫心血管攝影(myocardial perfusion scan)時，下列那一種藥物之藥理作用屬於血管擴張劑？ (A)dipyridamole (B)ergonovine (C)dobutamine (D)dopamine

這題可以參考95年第1次高考第18題以及99年第2次高考第23題，裡面有進行心肌灌注掃描所使用輔助藥物的介紹，這些藥物可以區分為血管擴張劑以及增加心臟收縮力及心跳的藥物兩種，血管擴張劑的作用是增加冠狀動脈的血流，這樣冠狀動脈的血流量會是平時的4.4倍左右，最常使用的藥物有(A)dipyridamole及adenosine，而增加心臟收縮力及心跳的藥物則是會加強心肌的收縮力量，藉以增加心肌的耗氧量，進而提高冠狀動脈的血流量，可以提高冠狀動脈的血流量約為平時的2.9倍左右，其中較常使用藥物的代表就是dobutamine。
我們之所以要給心臟負荷，或者說是壓力，目的就在於可以提高正常與缺血心肌細胞的分辨率，這部分可以參考一下95年第2次高考第21題的敘述。

25.²⁰¹Tl心肌灌注斷層檢查時，壓力相(stress)為缺損(defect)，休息相(rest)為正常(normal)，此為： (A)正常心肌灌注 (B)可逆性缺損(reversible defect) (C)固定性缺損(fixed defect) (D)逆缺損(reverse redistribution defect)

這題和100年第1次高考第33題的敘述剛好顛倒，就大部分的情況來說，在以²⁰¹Tl作心肌灌注斷層檢查時，為了提高偵測的靈敏度，我們會施加一些藥理性或是運動性的壓力，這部份的說明請參考95年第2次高考第21題，因此我們就知道在壓力相時因為正常的冠狀動脈和阻塞的冠狀動脈血流量差異極大，這樣在心肌缺氧也就是冠狀動脈阻塞的部位就會出現缺損的影像；至於等到運動造影結束後3～4小時後來進行再分佈的造影時，原先因為在壓力相時血流量不足導致的影像缺損區域，在中間休息的這段時間內，由於冠狀動脈的血流量逐漸恢復成平時的狀態，一些自心肌細胞中藉由鈉鉀幫浦再分佈所釋放的Tl->²⁰¹離子，就有機會流到原先心肌缺血的區域，因此原先影像缺損的地方，就會逐漸增加活性，而有逐漸回復的情形，但是能不能回復到完全無缺損的狀況，則必須視冠狀動脈阻塞的程度而定，如果說只是輕微的阻塞，那麼回復至正常無缺損的情況是有可能的，可是如果血管阻塞的過於嚴重時，就算是有回復也無法回復至影像看起來是正常的狀況，不過題目並不需要我們考慮得如此仔細，只是要我們判斷較單純的狀況，在壓力相(stress)為缺損(defect)，休息相(rest)為正常(normal)的情況下，應該只是冠狀動脈的部份阻塞，心肌細胞應該是還存活著，因此我們會判定為冠狀動脈阻塞索引起的心肌缺血情況，就影像來說，因為缺損的部位在休息相，或者應該說是再分佈相會回復，就心肌的血流供應來說，原本在壓力相血流供應不足的區域也因為休息後，正常血管與阻塞血管的血流量差異變小，存活的心肌可以重新獲得血液供應，而攝取到因再分佈所釋出的²⁰¹Tl，因此才會以(B)可逆性缺損(reversible defect)來描述這種情況。另外如果說壓力相檢查有灌注缺損，再分佈相的影像仍然是呈現缺損的影像時，該處的心肌應該就是已經壞死，因此才會呈現不攝取²⁰¹Tl的缺損影像。不過臨床上的變化其實會比標準情況來的複雜一些，因為在缺血部位裡有可能會夾雜著一些些已經壞死的心肌細胞，壞死的區域裡也會參雜一些還活著的細胞，這部份建議可以參考一下100年第1次高考第45題裡所提到心肌暈厥"myocardial stunning"以及心肌冬眠"myocardial hibernation的部份，這題的答案是(B)可逆性缺損(reversible defect)。

26.施行腦血流灌注SPECT前，病患須做何準備？ (A)充分喝水並放置導尿管 (B)禁食6小時並測量血糖 (C)持續維持跑步運動10分鐘 (D)保持在安靜微暗的注射室內

在核醫的諸多檢查項目裡，為了要偵測某些疾病，就會刻意讓身體維持在特定的生理狀態，或者是為了增加檢查的準確性，會讓身體不要保持在那樣的狀態裡，舉例來說：
1.當我們在做心肌灌注掃描時，就會希望病患可以不要喝咖啡或茶葉之類的飲料，避免裡面的咖啡因會抵銷冠狀動脈擴張劑dipyridamole的藥效，空腹以免腸胃的血流過高，除了會相對的減少心肌的血流量外，還會造成背景活性的增加。
2.在作膀胱造影時，會請患者(A)充分喝水並放置導尿管，請參考100年第2次高考第39題和99年第1次高考第43題，目的是讓腎臟可以在身體的正常含水量下，這樣作檢查才會是平時的狀態。關於喝水這件事，只要是作腎臟方面的檢查，都需要讓患者喝一些水，而由於大部分核醫的藥物都是水溶性的，因此在檢查後多喝水，都有助於排除身體多餘未吸收的藥物，降低身體的背景活性，像bone scan就是如此。
3.在使用了一些會從腸道排泄的藥物時，通常也會讓患者服用緩瀉劑(例如dulcolax)，來清除腸道的活性，像Ga、NP-59以及MIBG還有¹¹¹In-octreotide等等。
4.至於檢查前可不可以吃飯的問題，只要是跟腸胃道有關的檢查，大多都是不行的，例如膽道攝影(因為吃東西會誘使分泌膽囊收縮素，造成檢查的偽陽性)，腸胃道出血、梅克爾憩室(食物會遮蔽腸胃出現的微弱活性)，吃放射碘治療或檢查腎性高血壓時要吃captopril也要空腹(避免影響藥物吸收)，在(B)禁食6小時並測量血糖裡，則是以¹⁸F-FDG作腫瘤掃描時，為了減少身體正常組織吸收FDG所做的事前準備。
5.至於(C)持續維持跑步運動10分鐘，這個就應該沒這回事，通常我們在進行運動性心肌灌注掃描時，會在患者的心跳數到達(220-年齡)×85%時注射放射藥物，然後會希望患者能維持這個狀況1~2分鐘，讓藥物吸收後才停止。
6.如果說所使用的藥物是用¹³¹I來標幟的話，例如MIBG及NP59，就會先讓患者服用lugol's solution來保護甲狀腺不受游離¹³¹I傷害。
7.最後如果是作腦部血流的檢查，通常會讓患者(D)保持在安靜微暗的注射室內，這樣可以避免腦部某個區塊的血流量增加(例如光亮造成視覺區，聲音造成聽覺區)，干擾到腦部的影像。此外在作FDG的腫瘤掃描時，也會選擇在這樣的情況下，避免患者過於緊張造成肌肉對FDG的攝取增加，造成身體背景組織的活性。
其他還有一些檢查前的準備工作沒有全部列出來，想要知道比較詳細的資訊，我想還是從單一的檢查項目來記憶，會比這樣綜合大雜燴的方式好一些，這些資料可以在網站中核醫入門的SNM標準程序來慢慢看，這題的答案是(D)。

27.下列何種核醫藥物，製備後其在體外之穩定性較差？ (A)¹²³I-IMP (B)^99mTc-HMPAO (C)^99mTc-ECD (D)^99mTc-DTPA

這一題可以參考97年第2次高考第4題，另外在100年第1次高考第73題以及96年第1次高考第51題中也都有相關的敘述，至於為什麼核醫要使用這一種這麼不穩定的藥物來作檢查，必需在藥物配製完成後的30分鐘內使用完畢，主要的原因在91年第2次檢覈考第43題中有做了很詳盡的解釋，答案是(B)^99mTc-HMPAO。

28.下列何種藥物可合併使用於腦血流檢查？ (A)dobutamine (B)dipyridamole (C)phenobarbital (D)Diamox

我們在作腦血流檢查時(HMPAO或ECD)，可以使用acetazolamide(Diamox)或是其他同效力的藥物進行血管擴張的刺激，目的是要評估TIA(輕微短暫的腦阻塞)、完全中風以及血管異常(例如動靜脈的畸形)病患腦血流保持的狀況，以及幫助分辨血管性的或是神經性的失智症。
這項檢查可以參考SNM標準程序裡的"腦部灌注SPECT檢查"，我將其中關於(D)Diamox的部份列在下面：
Acetazolamide(Diamox)的禁忌症：已知對磺胺藥物過敏者(皮膚起疹子、支氣管痙攣以及類過敏性反應)，有偏頭痛病史者可能會引發偏頭痛，一般在急性中風後3天內會避免使用。檢查的方式有許多種，包括分開使用藥物、兩天內重複的試驗和雙同位素的方式。其中兩天重複試驗的方式是最簡單而且較易執行的，典型的來說，藥物刺激的部分要先作，如果結果是正常的話，可能會考慮忽略掉基礎狀態的檢查。如果要接著進行基礎狀態的檢查的話，必須有足夠的時間(一般是24小時)讓殘餘的活性清除後才能進行。
Acetazolamide(Diamox)：
藥物劑量：一般成人為自靜脈緩慢注射1000 mg，孩童為14 mg/Kg，等注射完畢後15～20分鐘才注射放射性藥劑。Acetazolamide是一種利尿劑，因此要告知病患在進行造影前要先去上廁所。影像收集和處理的方式都和未使用acetazolamide時一樣。
負面的影響：輕微的眩暈，耳鳴，感覺異常，而且在很罕見的情況下會出現噁心的情況。這些一般都屬於自限性的病程，而且不需要特別的治療處理，病患在起床的時候有可能會出現姿態性低血壓，因此如果有需要的話必須給予適當的告知和協助。
簡單的來說，Diamox就像是心臟檢查時所使用的冠狀動脈擴張劑一樣，它可以擴張腦部的血管，因此我們可以作兩次的腦血流檢查，一次是沒有使用藥物的基礎檢查，另一次則是使用藥物後的檢查，這樣就如同心肌灌注掃描的休息相以及壓力相，這樣可以找出即使用了擴張劑腦血流也沒有增加的區域，藉此判斷何處的腦血管有栓塞的可能，或者是有沒有上述文章所描寫的適應症。
至於其他的選項(A)dobutamine是用於心肌灌注掃描時所使用的藥物，可以參考99年第2次高考第23題；(B)dipyridamole是一種冠狀動脈的擴張劑，用在心肌灌注掃描，詳情請參考95年第1次高考第2題和第18題，(C)phenobarbital是新生兒在懷疑膽道閉鎖進行膽道攝影時所必須先服用的藥物，它是一種誘發酵素產生的藥物，能促使膽紅素的合成及排泄，這在區分新生兒黃疸是肝炎或是膽道閉鎖時很有用，因為在新生兒肝炎時，肝細胞會因為發炎或是中毒等情況而無法將膽紅素轉化為接合狀態而排泄至腸道中，這和因膽道閉鎖所造成的膽汁不會排泄至腸道的情況很像，兩者的處理方式也截然不同，前者需要醫藥的治療而後者則必須開刀來解決。在進行檢查前需連續5天每天2次口服phenobarbital 5 mg/kg，造影時前1小時每10分鐘照一張影像，之後的延遲影像可能會持續到隔天的24小時，如果影像中有出現腸道的影像，就可以排除膽道閉鎖而去治療肝炎，如果仍然看不到腸道的影像，那麼就有很大的可能是膽道閉鎖。

29.壓力相核醫心肌灌注檢查呈現缺損的心肌，於休息相時呈現完全正常，則代表下列何者？ (A)暫時性心肌缺血 (B)急性心肌梗塞 (C)過去心肌梗塞的結痂區 (D)心肌缺血與壞死的混合區

這題和25題類似，當壓力相的影像出現缺損，就代表該處的心肌細胞缺乏血液的供應，或者是心肌細胞已經死亡，取而代之的是細胞膜表面幾乎沒有鈉鉀幫浦(²⁰¹Tl的進入途徑)，或者是粒線體(^99mTc-MIBI的結合位置)含量不多的結締組織，因此該處對於心肌灌注檢查所使用藥物的攝取量就會很低，在影像上會呈現冷區，等到休息相的時候，依題目所設定的條件，原先影像上缺損的區域完全正常，那麼代表在休息相時，因為缺損區域的血流供應比壓力相的時候相比恢復了許多，該處的心肌細胞因為還存活，因此就能夠攝取到再分佈的²⁰¹Tl或者是第二次注射的^99mTc-MIBI，因此在這種情況下，我們會判定這是屬於(A)暫時性心肌缺血，患者在此時最好可以接受心導管的冠狀動脈氣球擴張或者是放置血管類支架，將冠狀動脈的阻塞處撐開，來回復冠狀動脈的血流，以降低日後有發生急性心肌梗塞的危險。

30.²⁰¹Tl心肌造影與^99mTc標幟物心肌造影相較，則下列敘述何者錯誤？ (A)前者主要光子能量較低 (B)後者影像品質較佳 (C)前者生物半衰期較長 (D)後者可以觀察心肌再分布影像

關於²⁰¹Tl心肌造影與^99mTc標幟物在作心肌灌注掃描的比較資料可以參考100年第2次高考第28題，裡面的連結對於整個掃描的過程和原理有蠻詳細的介紹，詳細的操作流程則可以參考SNM的『心肌灌注造影』，基本上這兩個藥物在美國主要是使用^99mTc標幟物來作檢查，而台灣則較多使用²⁰¹Tl，其中最大的考量因素應該是價格的問題，在國外作一次心肌灌注掃描的收費價格大約將近健保給付的5倍或更多，因此在冠狀動脈擴張劑的選擇上就可以使用有效且副作用短且少的adenosine(參考96年第1次高考第65題)，在放射藥物的選擇上也會選用影像品質較好的^99mTc-MIBI，那麼²⁰¹Tl真的有那麼糟嗎？其實並沒有，它最大的好處就是心肌的攝取率很高，藥物的攝取量在高血流量時仍然是呈正比的狀況，患者只要接受一次注射就可以做完2次檢查，由於使用的劑量比較低，對工作人員來說所接受到的輻射劑量會低很多，加上價格相對來說比^99mTc-MIBI低了許多，加上高敏感與解析度儀器的問世，因此這兩種藥物的差距並不若想像中的大，這些藥物的比較表可以參考91年第1次高考第6題。
所以說在題目所給的選項中，(D)後者可以觀察心肌再分布影像的選項是錯誤的，大部分的^99mTc標幟物是不具有再分佈的性質。