閃爍攝影機的定位就是說當γ-ray入射時,camera怎麼去知道閃爍晶體發光的正確位置在哪裡,如果說很單純的解釋的話,是利用(C)電阻矩陣電路來去分析自光電倍增管所傳來的訊號,同時藉著(D)脈衝高度分析器(Pulse
height analyser)濾除一些因為γ-ray在體內前進受到阻礙喪失部分能量散射的部分,最後才輸出到顯示器上面,至於(A)準直儀是用來濾除一些非平行入射的γ-ray,(B)碘化鈉晶體的作用則是與γ-ray作用產生可見光,供後端的PM
tube轉換為電子訊號用的;但是如果再深入一點來探討的話,訊號的定位方式就是當入射的γ-ray撞擊到閃爍晶體發出可見光後,在背後的光電管便將其轉換為電子訊號,由於一個γ-camera有許多的PM
tube,因此一次的發光事件產生時,同時會被好幾根PM tube會接收到,離發光點越近的PM tube所收到的訊號會越強,越遠則越弱,今天我們把γ-camera的偵測頭劃分為四個象限,X﹢,X﹣,Y﹢,Y﹣(如圖),要推算實際的發光位置,就是將每根PM
tube所得到的訊號強度乘上每根PM tube在X﹢,X﹣,Y﹢,Y﹣方向上的加權因數,而加權因數的訂定則是利用設定PM tube在這四個方向上的電阻Rx﹢,Rx﹣,Ry﹢,Ry﹣,根據歐姆定律I=V/R,電流和電阻是成反比的,因此R越大所佔的加權因數就越小。另外除了XY方向的訊號外,機器上還有一個獨立的裝置,用來記錄所有PM
tube的輸出訊號,這個部分就是所謂的Z軸訊號,用來作PHA分析之用。X,Y位置的決定是由以下的公式所計算出來的,X的位置=(X﹢-X﹣)/(X﹢+X﹣),Y的位置=(Y﹢-Y﹣)/(Y﹢+Y﹣),其中
X﹢是代表每根PM tube讀到的值乘以該根tube所設定的Rx﹢值
X﹣是代表每根PM tube讀到的值乘以該根tube所設定的Rx﹣值
Y﹢是代表每根PM tube讀到的值乘以該根tube所設定的Ry﹢值
Y﹣是代表每根PM tube讀到的值乘以該根tube所設定的Ry﹣值
因此在硬體調校良好的γ-camera上,X和Y的值都應該介於(﹣1,﹢1)之間,在得知X和Y的值之後,在依據detector實際上的大小去計算出真正的發光位置在哪裡,現在借用一本"Physics
in Nuclear Medicine 3rd edition,作者是Simon R. Cherry, Ph. D.,出版商為SAUNDERS"第216頁的圖來說明整個的計算過程。這是一個有19根PM
tube的γ-camera,每根PM tube的Rx﹢,Rx﹣,Ry﹢,Ry﹣設定值如下,以1號為例,它的Rx﹢=57.1,Rx﹣=19.0,Ry﹢=15.3,Ry﹣=213,就是說如果1號PM
tube的放大訊號為S,那麼這個訊號將以X﹢=S/57.1,X﹣=S/19.0,Y﹢=S/15.3,Y﹣=S/213的方式記錄成4個方向的訊號,因此現在假設入射的γ-ray是打在接近1號PM
tube的附近,要計算事件發生的位置可以簡略的的以下列的方式來說明,為了方便我們只考慮1,2,4,5這4根PM tube,它們所讀到的訊號分別為100,75,40,30,那麼
X1﹢=100/57.1
|
X1﹣=100/19.0
|
Y1﹢=100/15.3
|
Y1﹣=100/213
|
X2﹢=75/28.6
|
X2﹣=75/28.6
|
Y2﹢=75/15.3
|
Y2﹣=75/213
|
X4﹢=40/114
|
X4﹣=40/16.3
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Y4﹢=40/20.0
|
Y4﹣=40/50.3
|
X5﹢=30/38.1
|
X5﹣=30/22.9
|
Y5﹢=30/20.0
|
Y5﹣=30/50.3
|
加總起來以後X﹢=5.50,X﹣=11.64,Y﹢=28.43,Y﹣=2.19
所以X的位置=(5.50-11.64)/(5.50+11.64)=﹣0.35,Y的位置=(28.43-2.19)/(28.43+2.19)=0.85,結果發生的位置就是在X﹣:35%,Y﹢:85%的地方,然後依實際detcetor的尺寸再去換算就行了,這樣懂了嗎?
Rx﹢
|
Rx﹣
|
Ry﹢
|
Ry﹣
|
|
1
|
57.1
|
19.0
|
15.3
|
213
|
2
|
28.6
|
28.6
|
15.3
|
213
|
3
|
19.0
|
57.1
|
15.3
|
213
|
4
|
114
|
16.3
|
20.0
|
50.3
|
5
|
38.1
|
22.9
|
20.0
|
50.3
|
6
|
22.9
|
38.1
|
20.0
|
50.3
|
7
|
16.3
|
114
|
20.0
|
50.3
|
8
|
∞
|
14.3
|
28.6
|
28.6
|
9
|
57.1
|
19.0
|
28.6
|
28.6
|
10
|
28.6
|
28.6
|
28.6
|
28.6
|
11
|
19.0
|
57.1
|
28.6
|
28.6
|
12
|
14.3
|
∞
|
28.6
|
28.6
|
13
|
16.3
|
114
|
50.3
|
20.0
|
14
|
22.9
|
38.1
|
50.3
|
20.0
|
15
|
38.1
|
22.9
|
50.3
|
20.0
|
16
|
114
|
16.3
|
50.3
|
20.0
|
17
|
57.1
|
19.0
|
213
|
15.3
|
18
|
28.6
|
28.6
|
213
|
15.3
|
19
|
19.0
|
57.1
|
213
|
15.3
|
42 肺換氣掃描使用下列何種藥物? (A)Tc-99m DTPA aerosol (B)Xe-133 (C)Kr-81m (D)以上皆是
肺換氣掃描可以使用的藥物除了(A)、(B)、(C)三種以外,還有另一種technegas(請參考核醫入門中的放射化學Q&A的Q9),另外利用考題檢索去搜尋肺通氣或是Xe-133等等都有相當詳細的說明。
43 下列何種Tc-99m HMPAO有較高之腦部吸收? (A)d-isomer (B)l-isomer (C)d,l-isomer (D)Mesoisomer
這一題我想引用一下核醫學學會會訊民國88年8月1日第5卷 第8期中核能研究所魏孝萍博士的一篇文章:
『核醫藥物的立體世界-安定就是好?
核醫人對HMPAO應不陌生,因為你我都知道鎝-99m標幟的HMPAO是常用的腦血流造影劑。然而,這樣的敘述不夠"立體"。由於HMPAO之第三個碳原子C3及第九個碳原子C9連接的甲基(CH3-)方向不同而有d,d-、l,l-及meso-form,只有d,d-或l,l-form的HMPAO
(d,l-HMPAO,國外藥典稱之為exametazime) 與鎝-99m形成的錯合物才有臨床應用價值。meso-HMPAO可以形成相當安定的鎝-99m錯合物,然而問題就出在"安定"。鎝-99m-d,l-HMPAO由於相對化學不安定性,在腦組織內容易被硫醇物取代產生ligand-exchange反應而失去親脂性,從而失去通過血腦屏障(BBB)再回流的機會。"安定"的鎝-99m-meso-HMPAO就比較不會發生ligand-exchange反應,進得了血腦屏障
(blood-brain barrier)也出得去,所以就不受核醫的青睞了。鎝-99m-d,l-HMPAO因為體內的不安定贏了鎝-99m-meso-HMPAO,卻也因為藥瓶內的不安定帶給核醫諸多不便。放射化學純度考量限制鎝-99m-d,l-HMPAO必須在標幟後30分鐘內使用,原因即在此。談到藥瓶內的安定性,鎝-99m-ECD就優異多了。臨床腦造影用的ECD為l,l-form。包括人在內的靈長類動物腦中特有的esterase可以將親脂性的鎝-99m-l,l-ECD分子兩個酯鍵水解,生成低脂性的鎝-99m-l,l-EC,所以鎝-99m-l,l-ECD過得了血腦屏障,生成鎝-99m-l,l-EC只能滯留腦內
(順便一提的是鎝-99m-l,l-EC正是歐洲很熱門的ERPF診斷核醫藥物);另一種異構物d,d-ECD的鎝-99m錯合物就不會被esterase水解,當然對血腦屏障也就進得來出得去,也就沒有臨床價值
(問題也是出在"安定")。所以鎝-99m-l,l-ECD也是另一種方式的體內的不安定性造就成一種成功的核醫藥物。核醫藥物的立體世界影響了藥物的生理分佈及代謝途徑,有時候太在乎核醫藥物的安定性反而不是我們期待的結果,這是鎝-99m-d,l-HMPAO及鎝-99m-l,l-ECD的故事給我們的啟示。』
另外再提一下的是HMPAO所具有d,l及meso這兩種光學異構物在大腦及身體其他組織的分佈,有明顯的不同。值得注意的是d,l型留滯在腦部的量比meso型高出甚多。正常人在靜脈注射HMPAO後的10分鐘內d,l及meso 兩型都在1分鐘後達最高攝取量,隨後兩型均有下降,其中d,l型只在2分鐘時稍下降,隨後10分鐘內留滯在腦部的量,穩定維持在最高量的88.1%。相反的,meso 型則持續下降,到10 分鐘時剩下最高量的52%。甚至到注射8小時後,d,l型在腦內留滯量仍維持穩定,佔總注射量的4.1%,而meso型則只佔1.7%。HMPAO 進入腦組織之後,如何留滯在腦組織內的機轉尚不清楚,但大部分的人認為是由於HMPAO的不穩定性,在HMPAO進入腦組織後,很快的親脂性變成親水性,無法再擴散回血管中,而留滯在腦組織內。有人以老鼠實驗觀察HMPAO在腦細胞內分佈情況,顯示大部份HMPAO分佈在細胞器(cell organelles)內,比細胞質為多;且若將神經元細胞(neuronal cell)及神經膠質細胞(glial cell)分離之後,發現神經元細胞所攝取的HMPAO比神經膠質細胞為多。此外,更有研究報告探討為何d,l 及meso 兩型HMPAO 同樣穿過BBB 之後,在腦組織內留滯量不同的原因,顯示組織細胞內的麩胺基硫(glutathione)可能與d,l型HMPAO留滯在腦組織內的機轉有密切關係。因HMPAO 兩種光學異構物在不等濃度的麩胺基硫溶液中,兩者改變其親脂性的速度有明顯不同,d,l 型較不穩定,在較低濃度的麩胺基硫溶液中就會迅速變成親水性化物,變化速率為meso型的8倍以上。因此推論d,l 型HMPAO 在改變其性質之後無法再穿過BBB 回到血管中,而留滯在腦組織內。相反的,meso型變化較慢,因此會再從腦組織流回到血管中,造成腦內攝取量較d,l型為少。所以目前臨床上使用的製劑都是d,l型的HMPAO。
44 下列各項腦造影製劑中,何者無法穿過正常腦血管障壁(Blood-brain barrier)? (A)Tc-99m ECD (B)Tc-99m HMPAO (C)I-123 IMP (D)Tc-99m DTPA
所謂BBB是由腦組織內的微血管內皮細胞緊密相連而成,內皮細胞間沒有任何間隙,而將腦組織與身體其他部份的化學環境隔離,並保護腦部避免細菌侵襲。腦內外的物質交流,可經由內皮細胞膜上內外對稱的兩脂肪層,行被動擴散;或由貫穿兩脂肪層的特殊蛋白質,行促進擴散(facilitated diffusion)或主動運輸。經由被動擴散穿過BBB的物質必須具有分子量小於600 Daltons,不帶價電,且具親脂性等性質。此外,由於兩脂肪層對稱分佈在細胞膜內外,因此被動擴散呈雙向進行,最終物質經由此作用穿過BBB的百分比與該物質的血中及腦中的濃度有關。另外擴散作用速率與穿透膜的通透性,接觸面積及血流量等也都有關係。大腦平均血流量約為50ml/100g/min,其中灰質血流量約為80ml/100g/min,而白質約為20ml/100g/min。HMPAO由於具備有分子量小於500 Daltons,以及親脂性,不帶價電等性質,可以穿過正常BBB進入腦組織內。但由於HMPAO 在血漿內很快改變成親水性,以及部份HMPAO 與血漿中蛋白質結合成不完全可逆的化合物,因此在靜脈注射後,腦血流量為59ml/100g/min的情況下,HMPAO的BBB穿透率(extraction)只有72%(13)。至於(A)Tc-99m ECD與(C)I-123 IMP則都是很類似的藥物,同時也具備了分子量小於500 Daltons,以及親脂性,不帶價電等性質,因此可以穿過正常的BBB,只有(D)Tc-99m DTPA是水溶性的,這個藥物只有在BBB遭到破壞時(例如腦瘤)才能進入腦中,所以答案是(D)。
45 99mTc HMPAO,其藥理特性與下列那一種放射性藥物最相近? (A)99mTc-ECD (B)99mTc-MDP (C)99mTc-MAA (D)99mTc-MIBI
答案是(A)99mTc-ECD,它和Tc-99m HMPAO都是用來做腦部血流的灌注檢查,都具有分子量小於500 Daltons,親脂性,不帶價電等性質,因此可以穿過正常的BBB,不過兩者有些顯著的不同點,在藥物的穩定性方面,HMPAO因為很不穩定,因此在配製出來後30分鐘內必須使用完畢,但是ECD則很穩定(只有在進入腦部後才會被破壞),大約在配製後6小時內使用皆可,在造影時間方面,HMPAO進入腦部之後,相當穩定,可以打完針後2~3小時後再照相也沒關係,藥物在腦中的分佈並不會改變,不過Tc-99m的半衰期是6小時,因此太晚照相的話整體的活性會下降,收集的時間要加長,而ECD則是在進入腦部後會有一定程度的wash out現象,因此最好打完針後儘快照相,以免藥物流出腦外,影響結果的判讀;至於(B)99mTc-MDP多用來做骨骼掃描,(C)99mTc-MAA多用來做肺部的血流灌注掃描,(D)99mTc-MIBI多用於心臟灌注掃描或是腫瘤攝影等等。
光電效應顧名思義就是會吸收光子而發射出 (B)電子,這個部分相信在教科書上都寫得很詳細,因此我就不贅言了。
47 放射性活性dpm之d代表的是? (A)Disintegration (B)Day (C)Dose (D)Dot
沒想到會考這麼 基本的問題,(A)Disintegration就是指放射性元素的分裂,因此每分鐘衰變幾個原子,就可以dpm的形式來形容,以秒為單位則是dps,不過如果是以儀器測量的方式來表示的話,就會表達成cpm或是cps,每分(秒)的計數值,counts per minute(second)。
48 Tl-201半衰期為何? (A)6小時 (B)45小時 (C)73小時 (D)121小時
答案是(C)73小時。
49 下列何種正子核種半衰期最短? (A)F-18 (B)O-15 (C)C-11 (D)N-13
這題請參考 91年第2次檢覈考第27題,(A)F-18為110分鐘,(B)O-15為分鐘,(C)C-11為分鐘,(D)N-13為分鐘。
50 Ga-67產生的光子中何者所佔比例最高? (A)93 keV (B)185 keV (C)300 keV (D)394 keV
Ga-67衰變過程中主要是以能量為93、185以及300 keV的γ-ray為主,其中93 keV佔37.0%,185 keV佔20.4%,300 keV佔16.6%,因此以(A)93 keV所佔比例最高,不過實際上在收集影像時,在能量的設定上這三個能量都有包括在內,題目這樣問似乎是考的太細了一點。