21 利用MTF(modulation transfer function)來評估核醫造影儀的： (A)均勻度(uniformity) (B)靈敏度(sensitivity) (C)穩定性(stability) (D)空間解析度(spatial resolution)

記得在某本核醫物理的書中有舉一個很貼切的例子可以來說明MTF，書上說MTF就好比是部音響，當音響越能不失真的將原始的訊號音樂撥放出來，我們便會就會說它的MTF越好，在影像的系統中也是如此，MTF的曲線是可以用來計算影像系統的(D)空間解析度(spatial resolution)，另外呢，一個系統的最終影像解析度，或者是說MTF是由各項設備的MTF相乘所得的最終結果，例如MTF(最終)＝MTF(內在的解析度)×MTF(準直儀)×MTF(其他設備)，所以說camera在搭配不同準直儀的時候，其影像的解析度也會隨之變化，答案是(D)空間解析度(spatial resolution)。

22 每一次I-131-hippuran 流經正常腎臟約有多少百分比會被排出到尿中？ (A)10～20% (B)40～50% (C)60～80% (D)90～100%

我想講到I-131-huppuran(OIH)這個藥物，就不得不提一下ERPF有效的腎實質血流，我引述一下『NUCLEAR MEDICINE in Clinical Diagnosis and Treatment』第3版的書中1502~1506頁中的部分內容：
首先我們先定義幾個名詞，
RPF是renal plasma flow就是流經腎臟的血漿血流量；
clearance清除率，某物質的清除率可以被定義為在單位時間內可被腎臟完全清除掉包含該物質的實際血漿容量；
ER排泄率，某物質可以經由腎臟所排除的比例；
因此我們可以定義出一個計算式，RPF＝clearance/ER，那麼為什麼我們常常說的ERPF又是什麼呢？因為目前我們還找不到一個物質是可以百分之百被腎臟清除的東西，即使是目前所知最佳的測量物質PAH，它的ER排泄率亦不過是0.9，導致我們即使是以PAH來進行測量，所得到的RPF也會比實際上的RPF低個10 ％，因此我們就稱我們所測得的數據為ERPF，前面多加1個E就是effective有效的意思。現在我們再來看一下OIH這個藥物，OIH的結構和PAH極為類似，因此在1960年的時候Tubis和其研究團隊就研發出了以I-131標幟的I-131 OIH，經過不斷的研究和改進後，依目前的科技已經能將I-131 OIH的標幟效率提昇至接近百分之百，可是這種產品卻會因為光和溫度而發生崩解，因此在穩定度不足的情況下並無法使用，因此只好使用較為穩定的產品，現行的I-131 OIH約有小於2 ％的游離I-131，這會造成受檢者接受過多的輻射劑量，同時也會使檢查的結果偏低，另外由於I-131的能量364 keV較高，導致影像的解析度不佳，當然科學家們還是很認真的製造出了I-123 OIH，能量適中159 keV，就算有游離的I-123，也不會放出β粒子來增加輻射劑量，可是因為I-123是由迴旋加速器所製造的，因此售價偏高，加上半衰期又只有13小時，在價格又貴產品可供使用的時間的時間又短的情況下，當Tc-99m MAG3一問世，馬上就被取代掉了。現在所提到的3種藥物PAH，OIH和MAG3在體內幾乎都是經由腎小管以主動運輸的方式來排除，題目所問的I-131 OIH在人類尿液中的清除率為0.85，比PAH略低，當OIH自靜脈注射後，在一正常的人體中有70 ％的藥物會在30分鐘內被排泄至尿液中，另外在肝臟中對於這些有機陰離子也會有一定比例的排泄，會經由膽汁排泄，實際上所佔的比例並不清楚，不過在老鼠的實驗中是佔了1~2 ％，還有紅血球也會攜帶一定比例的OIH，因此這也回答了為什麼I-131-hippuran流經正常腎臟約只有(C)60～80%會被排出到尿中。

23 18F-fluorodopa(DOPA)經靜脈注入體內後之代謝及分布情形為何？ (A)在腦部主要聚集於紋狀體(striatum) (B)在腦部分布最低的部位是尾核(caudate nucleus) (C)在血中可能經catechol-O-methyl-transferase(COMT)代謝而無法穿透血腦屏障 (D)在血中清除率較慢，故可在檢查前注射carbidopa及nitecapone促進其清除

Dopamine是腦中神經傳遞訊息的物質，我們目前所研究腦部神經元的病變成因時，主要是針對於製造、傳遞以及接收訊息時這些傳導物質的濃度變化，18F-fluorodopa(DOPA)這個藥物可以用來觀察節前神經元製造dopamine的量足不足夠，表面上我們只要將F-18標幟在dopamine上，然後將其注入靜脈，就可以觀察節前神經元儲存的dopamine量足不足夠，可是麻煩的是不論是dopamine或者是F-18 dopa mine都無法穿透BBB進入腦中，因此我們並無法單純的按照先前的想法來進行，所以科學家們就製造出了一個可以穿透BBB，名為18F-fluoro-L-dopa的藥物，它和dopamine的前驅物L-dopa長得很類似，當18F-fluoro-L-dopa穿透BBB進入腦中時，就會被一種decarboxylase的酵素去梭酸化後，形成了F-18 fluorodopamine而儲存在節前神經元的囊泡中，因此我們只要測量紋狀體對於18F-fluoro-L-dopa的攝取量，就能反映出黑質核紋狀體系統神經元功能的完整性，白話一點來說明就是可以用來評估節前神經元製造多巴胺的情況，藉此來診斷巴金森氏病。在巴金森氏病的臨床診斷上，18F-fluoro-L-dopa在紋狀體的攝取會隨著病情的惡化而逐漸減少，最先是putamen的尾端會先減少，然後是putamen的前端，再嚴重下去連caudate nucleus的攝取也會減少，這點和Tc-99m TRODAT-1在腦部的攝取情形是相同的。現在我們再來看一下這4個選項的敘述，(A)是對的，紋狀體主要是由putamen和caudate nucleus所組成的，(B)在正常的個體，由於藥物都集中在紋狀體，因此其他區域的攝取量都很低，(C)是清除腦中多巴胺的重要酵素，並非作用於18F-fluorodopa(DOPA)，目前巴金森氏並的治療用藥中就有一種是COMT的抑制劑，18F-fluorodopa(DOPA)在靜脈注射後，穿透BBB後是被前面所說的decarboxylase酵素作用才會被轉化成F-18 dopamine，無法再穿越BBB而停留在腦神經細胞中，(D)這兩種藥物前者carbidopa的作用是decarboxylase的周邊血液抑制劑，是治療巴金森氏病的藥物，治療時會同時服用L-dopa，這樣藉著抑制周邊血液中decarboxylase的濃度就可以增加L-dopa進入腦中的機會，因此這藥物會導致血液中的清除率更慢；後者nitecapone是選項(B)所提到COMT的抑制劑，這個藥物和18F-fluorodopa(DOPA)血液的清除應該沒什麼關係，所以說答案是(A)才對。

24 加馬攝影機平行準直儀(parallel-hole collimator)的敏感度，與其孔深度的幾次方成反比？ (A)一 (B)二 (C)三 (D)四

這是個比較理論的題目，我在『NUCLEAR MEDICINE in Clinical Diagnosis and Treatment』第3版的書中1771~1772頁裡找到了相關的敘述：
決定準直儀的靈敏和解析度的因素包括準直儀的設計(孔洞的直徑，鉛隔的長度和厚度)和物體與準直儀之間的距離，以較單純的平行孔式的準直儀為例，準直儀的靈敏度和下列因素有關(見下圖)：
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×D^4/(L×(D＋T))^2
為了方便起見，準直儀的靈敏度通常會以γ-ray通過的百分比而比較不會以cps/MBq來表示(請參考96年第1次高考第48題)，舉例來說，如果C＝0.069，D＝2.5 mm，L＝32 mm，T＝0.2 mm，那麼Sensitivity＝0.069×2.5^4/(32×(2.5＋0.2))^2＝0.036％；另外解析度Resolution＝D×(L＋H)/L，那麼回過頭來看一下問題，敏感度與孔深度L的關係是什麼呢？，由計算式中可以明顯的看出來，Sensitivity和L的平方是成反比的，因此答案是(B)二。

25 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)

以往SPECT影像在重組時，所使用的方法只有FBP濾鏡逆投影法，影像重組的運作原理只要是將各個不同角度的影像，往中心的方向逆著投射回來，然後再以一些filter來去除雜訊，這種方式相信大家在學校上課時都有教過，這種影像處理的方式所需要的計算過程較短，對於當時運算速度不夠快的電腦而言，是相當適宜的選擇，不過FBP在處理影像時如果有下列兩種情況出現時，很容易就會發生題目所說的星狀假影(star artifact)，第一個是影像收集的角度過大，這會導致在進行逆投影的時候因為影像收集的張數過少，導致有部分角度的資料無法被正確的計算出來，因此會出現較大的雜訊，這算是較廣泛說法的星狀假影，不過依目前收集SPECT影像時，只要是以3度為一收集的單位，所得到的影像角度就足夠，不會有星狀假影的問題，另一個我真正認為是屬於星狀假影的，就是像我們在做腰椎的Bone SPECT時，如果受檢者膀胱的尿液沒有排乾淨的話，在重組影像時就會膀胱處所聚積的大量活性在逆投影時，產生了過強的的投影資料，導致該處的影像出現了呈放射狀也就是所謂的星狀假影，這個可以從圖1中看得很清楚。後來影像處理的方式裡出現了一種稱之為疊代法的處理方式，這種利用繁複計算的方式大大的提高了影像的解析及對比，由於疊代法在處理影像上非常的耗時，因此便有人提出了MLEM，OSEM等等同樣是疊代法但是卻稍加簡化的計算方法，在PET上便首度使用了這類方法來處理影像，之後慢慢的傳統核醫的影像工作站也加入這些方法，圖2就是以OSEM所處理出來的影像，一樣是在膀胱的位置，幾乎就看不到星狀假影了，所以說答案是(B)逆投影法(backprojection)，至於(C)最大強度投影法我就不太清楚了。

圖一：FBP

圖一：OSEM

26 對F-18而言，碘化鈉偵檢器之厚度由3吋減為1吋時，其計數率有何變化？ (A)減少 (B)與偵檢器厚度成線性反比 (C)不變 (D)與偵檢器厚度平方成反比

記得在PET剛問世的時候，由於一台的售價直逼億元，因此當時就有出現一些過渡型的機種，它的閃爍晶體不是採用BGO，而是相當廉價的NaI，NaI的發光性相當好，但是由於它的有效原子序不夠(詳見93年第1次檢覈考第35題)，因此只好增加晶體的厚度以求能獲得足夠的訊號，一般的NaI晶體的厚度是針對Tc-99m最佳化的3/8英吋，在這種過渡機型晶體的厚度則可達7/8英吋或者是更厚，當厚度越厚所能阻擋的511 keV光子就越多，但是相對的影像的解析度就越糟，其實不論厚度為多少，NaI並非一可用於PET的理想晶體，原因在93年第1次檢覈考第35題裡應該說明的夠詳細了，現在回頭看一下題目所問的，當厚度減少時，很明顯的能阻擋511 keV光子的數量一定就會(A)減少，但是會不會呈線性的反比，我想在一定厚度的範圍內應該是會如此的。

27 下列何項臨床核醫檢查必須在給予放射製劑後進行靜脈抽血，以測量血中放射性強度？ (A)胃排空(gastric emptying) (B)左心室射出分率(left ventricle ejection fraction) (C)有效腎血漿流量(effective renal plasma flow) (D)膽囊射出分率(gallbladder ejection fraction)

就我在參考書目上查到，需要利用γ-counter來協助測量血中或是尿中放射性強度的，有下列幾種：
1.以I-131 HSA測量循環血液量(血液，參考95年第2次高考第76題)；
2.利用Cr-51 RBC或Tc-99m RBC來計算循環紅血球量(血液，參考95年第1次高考第32題)；
3.以Fe-59 ferric chloride來測定鐵的代謝(血液)；
4.以Cr-51 sodium chromate測定紅血球壽命(血液，參考95年第2次高考第3題)；
5.以I-131 OIH來測定(C)有效腎血漿流量(effective renal plasma flow)，這項檢查要測量注射後44分鐘的血液活度以及尿中的活度；
6.以Co-57 Vit-B12來測量Vit -B12的吸收狀況(測量尿液濃度，請參考93年第1次檢覈考第73題)；
上述的項目我只有在幾年前有做過ERPF的測定，其他的都只有在書上看到過，並沒有實際的操作經驗，其他(A)是利用Tc-99m SC或是Tc-99m MAA和蛋煮熟後讓病患吃下去，藉著計算胃ROI所畫出的時間活性曲線來推估胃排空所需的時間，(B)利用Tc-99m RBC配合心電圖將所收集的影像切割成16~32張影像，然後計算左心室最舒張和最收縮時的影像或者是利用左心室裡活性變化的曲線來計算出左心室的射出分率，(D)使用Tc-99m DISIDA然後收集肝臟膽囊的影像，然後以膽囊ROI活性所畫出的時間活性曲線或者是單純以最脹大和排泄膽汁後的影像來計算出膽囊射出分率。

28 Tc-99m的射線進入加馬攝影機的晶體後，會產生下列何效應？ (A)大部分是光電效應(photoelectric effect) (B)大部分是康普吞效應(Compton effect) (C)大部分是成對生成效應(pair production) (D)康普吞效應和成對生成效應約各占一半

這題和91年第2次檢覈考第54題問的差不多，由於Tc-99m的γ- ray能量為140 keV，屬於較低能的光子，因此(A)大部分是光電效應(photoelectric effect)。

29 FDG PET對下列何種癌症偵測效果較差？ (A)淋巴癌 (B)肺癌 (C)肝癌 (D)大腸癌

這一題在歷屆考試中出現了蠻多次的，可以參考一下94年第1次高考第13題；以目前台灣的環境來看，肝癌一直是國內男性死亡原因的前幾名，而這又多半是由C型(最多)和B型(次多)肝炎所引發，現今國內新購的PET scaner多半為PET-CT，因此雖然說F-18 FDG在肝癌的攝取雖然不夠明顯，但是加上CT的輔助，多少有好一點，當然腹部超音波和一些血液的檢驗如AFP，CEA也都是必備的追蹤工具，所以說當懷疑病患罹患肝癌時，要使用FDG-PET來進行診斷，會是一件較不智的行為，不過如果說是懷疑已經有轉移的情況下，要找尋轉移的位置時那就又另當別論了，答案是(C)肝癌。

30 Tc-99m-TRODAT-1 brain SPECT imaging 主要是用來評估下列何者？ (A)Dopamine之合成 (B)Serotonine之合成 (C)Dopaminergic transporter (D)Dopaminergic receptor

Tc-99m TRODAT-1是一個會結合在(C)Dopaminergic transporter的藥物，關於詳細的資料請務必要參考94年第1次高考第4題以及第34題，目前使用在腦部的藥物多半都是正子的藥劑，因為舉凡C-11，O-15，N-13和F-18的原子都很小，並且幾乎都是原本就是組成腦內各種神經傳導物質等等的基本結構原子，因此正子的藥劑可以做的和原本腦內物質的結構幾乎是相同的東西，不像是Tc-99m必須有龐大的負電子團才能結合，體積又大，導致所標幟的產物和原本體內物質的生理活性都大打折扣，這也是為什麼Tc-99m這麼多年來在分子影像的領域中一直沒有突破的主要原因，因此呢，(A)Dopamine之合成目前常用的藥物為18F-fluoro-L-dopa，(B)在腦中serotonnine傳輸的改變已經被證實和情緒低下，精神分裂，恐懼症，孤獨癖，阿茲海默病和巴金森氏病有關，目前關於Serotonine的研究主要是從前驅物的合成，攝取的情況，抑制攝取物質的情況來著手，不過相對應所發展出來的藥物實在是多如牛毛，我自己看的眼睛都花了，所以就不多做介紹了，(C)Dopaminergic transporter常用的藥物有Tc-99m TRODAT-1，I-123-CIT，(D)Dopaminergic receptort常用的藥物有C-11 raclopride和I-123 IBZM，都是結合在突觸後神經元細胞表面的接受器上，而且主要是D2這個receptor上(大致上可分為D1~5這5種)，事實上新的藥物不斷的被研發出來，我所列的只是較主流的藥物，答案是(C)Dopaminergic transporter。