98年第2次高考31-40題www.greenkid.idv.tw

31 以正子斷層掃描診斷帕金森氏症時，必須靜脈注射下列何種放射製劑？ (A)[I-123]IMP (B)[F-18]fluorodopa (C)[Tc-99m]TRODAT-1 (D)[In-111]DTPA

這是一種進行性神經退化性疾病，其臨床表現的特性為多種運動功能的缺損，包括顫動、僵直、運動遲緩、運動機能減退、運動失能、姿態異常等等。這是由於腦中神經元製造的神經傳導物質dopamine不足或者是負責接受dopamine的接受器發生問題所致，關於這方面的說明以及(C)[Tc-99m]TRODAT-1請參考94年第1次高考第4和34題。由於是要以正子來進行掃描診斷，因此這四個選項中只有(B)[F-18]fluorodopa的F-18才會釋放正子，關於這個藥物的介紹則請參考97年第1次高考第23題，至於其他選項(A)[I-123]IMP的資料請參考96年第1次高考第51題，(D)[In-111]DTPA是用於做腦池攝影(參考96年第2次高考第35題)。

32 下列核醫腎臟造影的放射藥劑中，何者在靜脈注入一小時後之renal uptake百分比最高？ (A)Tc-99m-DMSA (B)Tc-99m-DTPA (C)Tc-99m-MAG3 (D)I-131-OIH

核醫在腎臟造影方面所使用的藥劑請參考97年第2次高考第11題，裡面所引用的參考資料指出，(A)Tc-99m-DMSA在注射後2小時有16％會排泄至尿液中，Tc-99m DMSA會緩慢的聚積在腎皮質的部位，(B)Tc-99m-DTPA在注射後2小時，就有約50％的藥劑會被排泄到尿液中，(C)Tc-99m-MAG3和(D)I-131-OIH則在注射後30分鐘約有70％的藥劑會排泄至尿液中。
現在比較麻煩的是題目所指的renal uptake是什麼，如果說是指在注射後1小時腎臟殘留比例的話，那麼自然就會是專門用來做腎皮質造影用的Tc-99m DMSA殘留最多，我個人是比較偏向這個答案，不過如果是根據考試院給的標準答案(D)I-131-OIH來說的話，renal uptake指的就應該是腎臟所能排泄的量，這樣的話就必須重新評估一下那個藥物經由腎臟排出的量最多，由於我手上並沒有這些藥物在注射後1小時的排泄量，目前只知道在注射後2小時，Tc-99m DMSA有16％會排泄至尿液中，Tc-99m DTPA會有約50％的藥劑被排泄到尿液中，Tc-99m MAG3和I-131 OIH在注射後30分鐘約有70％的劑量會被排泄至尿液中。
不過因為Tc-99m MAG3在人體中的平均血漿清除率約為I-131 OIH的55～65％，所以如果要比較注射後1小時的排泄量，I-131 OIH的排泄量會比Tc-99m MAG3來的多，但是綜合的來說，兩者最後排泄的總量倒是都差不多，所以說答案應該還是(D)I-131-OIH沒錯。
在比較了這些無聊的數據之後，雖然說I-131 OIH在注射後1小時的排泄會比Tc-99m MAG3好，可是如果題目能夠改為為在注射1小時後何者的腎臟廓清率(renal clearance)較好，應該會比較適切，另外會把這兩個藥物拿來比較最主要的原因，是因為這兩個藥物都是拿來做有效腎實質血流用的，由於Tc-99m MAG3是較近才開發出來的藥物，它比起I-131 OIH來說，具有較低的輻射劑量，而且因為能量適中，因此影像的品質就會比較好，而且在進行有效腎實質血流的數據分析時，可以不用抽血和一連串的實驗室分析的技巧，不過其實到目前為止，我們在使用Tc-99m MAG3的過程上並不順利，主要是因為Tc-99m MAG3的檢查數據還稱不上穩定，我們還無法確定正常值與異常值的分界點在那裡，而且由於過去長期都是以I-131 OIH來進行有效腎實質血流的檢查，所以在結果的判讀上相當困擾，而且影像處理軟體也不支援Tc-99m MAG3的抽血數據分析，所以我們都還在持續的嘗試之中。

33 下列關於疊代式影像重組的敘述中，何者錯誤？ (A)在低影像對比下即可得到不錯的結果 (B)MLEM、OSEM都是疊代式影像重組法 (C)可以同時作衰減校正 (D)運算速度較反投影影像重組為快

核子醫學之疊代影像重建法iterative image reconstruction，是一種正子斷層掃描在影像重組的一種方法，它以具有重建高品質影像的優勢，逐漸取代在傳統臨床診斷上使用的濾波反投影法(Filtered Back-Projection，FBP)。在目前常用的疊代影像重建法中，以MLEM(Maximum Likelihood Expectation Maximization)和OSEM(Ordered Subset Expectation Maximization)較多人使用，這兩者雖然計算的方式略有不同，但是理論的基礎則都是相同的。疊代演算法顧名思義，在方程式求解的過程中，會重覆地使用一固定演算步驟來進行影像重建工作，一直到計算出最佳的影像後才終止。因此在PET影像重建時，它主要是將影像矩陣內的值不斷的計算，先求出第一次的計算結果，再將這結果代入計算式，再算一次，一次又一次的把計算結果，代入計算式中，讓數列逐漸的收斂，以求出最接近原始影像數值的近似值，由於疊代法的運算相當的複雜，所以花在計算的時間會比傳統的濾波反投影法久，不過這種方法所組出來影像的正確率就高了許多，這可以參考98年第2次高考第30題，利用疊代法即使在影像的訊號不足時也能夠很有效的消除雜訊，而且所組出的影像不像濾波反投影法在熱區會有發散，冷區會有收縮的情況，疊代法能更真實的表達出符合實際的影像。至於疊代法是如何計算的呢？在這裡我必須要鄭重推薦一本書，書名是『Essential Nuclear Medicine』，作者是Rachel A. Powsner & Edward R. Powsner，出版社是Blackwell，目前國內的合記書局有在賣，已經出第二版了，它的價格以原文書來說，還在可接受的程度，裡面的英文用語都不難，重點是圖畫得超級好，許多不容易用文字敘述的核醫物理學，都能用相當簡潔易懂的方式表達出來，如果懶得看原文，甚至只要看圖就能夠了解。在這本書中就有對於疊代法是如何重組影像的插圖，就在109和110頁，不過你們得先買書才能看的到就是了。接下來我們來看一下選項的敘述，(A)和(B)都是正確的，(D)則是剛好顛倒的敘述，不過(C)的部分我就不太確定了，依目前我所看到的機型來說，影像的重組和衰減校正是分開來計算的，或許有新的機種可以同時將PET和CT的影像同時進行計算，不過我們醫院的機型目前還不行就是了。

34 病患於接受Tc-99m-MDP骨骼造影時仍服用下列何種藥物，則可能造成骨骼之放射吸收率降低而影響造影品質？ (A)皮質固醇(Corticosteroids) (B)Dipyridamole (C)利尿劑 (D)含碘製劑

這題在94年第2次高考第56題也有問過：『有一些患有自體免疫疾病(如SLE紅斑性狼瘡)或者是器官移植等等的人，就必須服用類固醇以降低體內的免疫力，根據統計長期大量服用類固醇的人會有一定的機率(機率並不高)會造成骨壞死osteonegrosis，至於致病的機制目前還不清楚，有一種說法是因為類固醇會增加骨髓內的脂肪，這導致骨髓腔內的壓力增高而造成血管的阻塞而發生骨壞死，另一個說法是脂肪微粒會造成血管的阻塞導致骨髓內缺血因而造成骨壞死，總之，當發生骨壞死的時候，因為經靜脈所注射的Tc-99m MDP無法隨血液運送到骨壞死的區域，因此該處的攝取量就會下降，造成降低骨骼吸收的現象。』我在另一份參考資料中也有發現類似的敘述，罹患SLE紅斑性狼瘡、腎移植以及鐮刀形紅血球貧血的患者因為需要長期的使用高劑量的(A)皮質固醇(Corticosteroids)來治療，這些人如過再同時合併有飲酒習慣的話，就有高達90％的人會造成次發性的缺血性骨壞死，不過雖然說這些罹病的族群看起來是跟使用皮質固醇有關，可是在動物實驗上並無法證明皮質固醇和缺血性骨壞死有足夠的關連性。當病患出現缺血性壞死的病症時，由於供應股骨的動脈會壞死，導致股骨頸處無法獲得血液的供應，因此這種疾病發展到最後，患者都必須更換人工髖關節才行，更嚴重者，連膝關節也難逃一劫，至於在影像上的表現則有許多種的變化，如果說是在缺血性骨壞死一剛開始的時候來做骨骼掃描，我們可以看到在髖關節周圍會出現藥物聚集增加的情況，而股骨頸處則出現藥物聚積減少的情形，這是因為負責供應股骨頸血液的血管受損，導致藥物無法運送，因此股骨頸處就會呈現冷區，而此時股骨頸附近的血管則會盡可能的生長出一些側肢循環，想辦法去供應血液到股骨頸處，因此周圍的藥物攝取會增加而形成熱區，這樣周圍熱而中央冷的影像，就像是甜甜圈一般。如果說等到股骨頸缺血性壞死已經發展到後期時，由於周邊所增生的血管也遭受到破壞，此時影像就只會出現單純的冷區，就如同裝置人工關節一般的陰影，此時如果使用Tc-99m SC來進行骨髓攝影的話，股骨頸處就會因為骨髓已壞死而呈現冷區的情況。
今天題目只是說可能的情況，因此答案是(A)皮質固醇(Corticosteroids)。

35 對於同一台正子造影機，其取像方式由2D mode換成3D mode將會造成下列何種現象？ (A)敏感度減小 (B)發生輻射線落在無感時間(dead time)內的機會減小 (C)影像空間解析度大幅提昇 (D)散射比例(fraction of scattered coincidence events)增加

關於正子攝影機在2D和3D收集模式的差異，可以參考96年第2次高考第46題，由於在3D模式下，會撤掉偵測環之間鉛或鎢合金製的隔板septa，因此所收集到的訊號量會增加，這就會造成(A)敏感度增加，以及(B)輻射線落在無感時間(dead time)內的機會增加。由於在2D模式下的隔板可以阻隔許多大角度的散射以及隨機光子的干擾，所以當3D模式沒有隔板的情況下，雜訊和隨機光子就會增加，這會導致(C)影像空間解析度會有降低的情形，以及(D)散射比例(fraction of scattered coincidence events)增加的情形。

36 下列何項是常用digital subtraction副甲狀腺造影的程序？ (A)先注射201TlCl造影後，再注射Na99mTcO4，接著造影 (B)先注射Na99mTcO4造影後，再注射201TlCl，接著造影 (C)同時注射Na99mTcO4以及201TlCl，先99mTc造影然後再201Tl造影 (D)同時注射Na99mTcO4以及201TlCl，同時造影

關於副甲狀腺造影的資料請參考核醫的檢查中的副甲狀腺檢查，以及核醫入門中SNM標準程序的副甲狀腺閃爍攝影，一般來說，最常見的作法是(A)先注射Tl-201造影後，再注射Tc-99m，接著造影。其實當使用Tl-201來進行檢查時，對於該先使用哪一個放射藥物並沒有定論，因為每個檢查程序都各有其優缺點，如果先注射Tl-201，好處是先注射低能量的核種可以避免Tc-99m的散射問題，同時也能夠收集到縱膈的影像。然而，缺點就是病人保持不動的時間需要長一些。先注射Tc-99m過鎝酸鹽的好處是病人保持不動的時間可以短一些，然而，缺點是Tc-99m會散射而進入Tl-201的能窗，如此便無法收集縱膈的影像。會有這些順序上的問題其實都是因為目前γ-camera的能量解析度實在是不夠好，如果我們同時注射Tl-201和Tc-99m，就會無法分辨而不能夠同時收集雙同位素的影像，而必須分開收集不同核種的影像，可是由於影像收集的時間有一點久，因此無法保證病人不會有移動的情形，這使得我們在進行影像相減時，會出現疊合時對齊的困擾，因此呢在進行副甲狀腺掃描時，還是建議使用Tc-99m MIBI雙相法會比較好。如果一定要用Tl-201和Tc-99m相減法的話，目前較建議的作法就是(A)先注射Tl-201並收集影像(甲狀腺和副甲狀腺)後，病人躺在床上不要動，然後在注射Tc-99m 5~10分鐘後才開始收集Tc-99m的甲狀腺影像。至於影像要如何相減？這部分因為各處的影像處理軟體都不同，因此我簡單說明一下我們的作法：
由於Tl-201的影像會出現在甲狀腺和副甲狀腺，而Tc-99m只有甲狀腺，所以如果理論上只要將Tc-99m的影像收集到恰恰符合Tl-201影像中甲狀腺的量，那麼直接將Tl-201的影像減去Tc-99m，剩下的部分就會是副甲狀腺，由於正常人的副甲狀腺很小，小到現今的γ-camera無法偵測辨識的程度，所以說只要相減後有出現亮點，就很有可能是亢進的副甲狀腺或者是副甲狀腺腺瘤，不過想要收集剛剛好的Tc-99m影像並不容易，因此我們會多收集一點時間，然後把Tc-99m的影像切成4份，接著進行影像相減的動作，相減的方式是Tl-2001的影像分別減去100％、75％、50％以及25％的Tc-99m影像，這樣分次相減就不用擔心會因為Tc-99m的影像收集過多，導致在影像相減後也順便將副甲狀腺也扣光光，或者是Tc-99m的影像收集過少，導致在影像相減後Tl-201剩餘影像太多而無法確認是否有副甲狀腺亢進或腺瘤的情況。

37 下列何者是高通透濾波器(high-pass filter)，也是影像重組時一定要用到的filter？ (A)Butterworth filter (B)Shepp-Logan filter (C)Hann filter (D)Ramp filter

這題簡單的來說，(A)、(B)還有(C)都是屬於low-pass的filter，只有(D)Ramp filter才是high-pass filter，我們可以選擇將這個解答背起來，或者是買一本好書，『Essential Nuclear Medicine』，作者是Rachel A. Powsner & Edward R. Powsner，出版社是Blackwell，這本書中對於filter的基本原理有著非常平易近人的圖解，在這裡為了要解釋整個filter的原理，我假設大家手上都有這本書，我就借用這本書的內容和圖片來解釋filter在核醫的影像重組中所扮演的角色。
首先我們在γ-camera上所收集的影像其實是以單位時間內有多少計數值或者是每個像素中有多少計數值來表示，這種型態我們稱之為time(時間)domain或者是spatial(空間)domain，像我們在計算甲狀腺的24小時攝取率時，就會用time(時間)domain，如果是要看甲狀腺的影像，我們就會用spatial(空間)domain的方式來表示，雖然這兩種看起來好像是不同的東西，其實骨子裡是完全相同的，只是資料呈現方式的不同罷了。不過如果要進行影像的處理，我們就必須將這些資料作一下轉換成一種frequency(頻率)domain，這樣才能夠進行複雜的運算，這種frequency(頻率)domain的表現方式為cycles/cm或者是cycles/pixel，這是什麼單位呢？簡單的說就是將原先在time(時間)domain或者是spatial(空間)domain上的圖形改以sine和cosine的波形來呈現，圖一至四中就是將原本的長方柱圖形轉換為一連串的sine和cosin函數的組合，這種轉換的過程只牽涉到資料呈現方式的不同，資料的內容是完全相同的，這種轉換就是利用了很有名的傅立葉轉換。在書中將原始的資料轉換成4個不同頻率的sine波，第一個頻率較低的波構成了原始影像的主體，接下來較高頻率的波則負起構築影像外型的部份，將這些波相加起來，便能夠組成原始的影像。


圖一：原始影像。	圖二：低頻率的sine波構成影像的主體。

圖三：中頻率的sine波。	圖四：高頻率的sine波構築影像的細節。

這些波除了頻率不同外，它們的振幅也不相同，在這裡振幅所代表的意義就是計數值，如果我們將這些波依據頻率和振幅來表示的話，我們就可以稱之為frequency spectrum(圖五)。

圖五：Frequency spectrum。

接著順便再介紹一個有有名的東西，Nyquist frequency(圖六)，我們要知道，在數位的影像中，要能夠分辨影像的外形或邊界，一定是要相鄰的兩個像素呈現一亮一暗才行，兩個都亮或者是兩個都暗是無法做出區隔的，也就是說，如果我們要以frequency(頻率)domain來描述影像的話，由於波峰是代表pixel亮，波谷是代表pixel暗，雖然說越高的頻率越是能修飾並構築出外型，可是當頻率高到某個程度時，也就是大於0.5 cycles/pixel時，每個像素都會是亮的，所以說用來描述影像的最小單位就是Nyquist frequency，不過要注意的是這裡的單位是cycles/pixel，也就是說如果是以cycles/cm來表示時，就會因為像素的大小不同而有所不同，在視野大小相同的情況下，影像矩陣的尺寸越大，相對的pixel的尺寸就越小，因此每cm中就能容納更多的cycle。

圖六：Nyquist frequency。

接著重點來了，要講到filter的設定，通常來說filter可分為low-pass和high-pass兩種，當我們把影像以frequency spectrum來表示時，低頻的部份是構成影像的主體，而高頻的部份則是構成影像的輪廓和細節，low-pass的filter會去除高頻的部份，導致影像的細節較不清楚，可是可以去除較高頻的影像雜訊；high-pass的filter可以保留較多的影像細節，可是卻無法去除高頻雜訊的影響。常見的low-pass filter包括了(A)Butterworth filter、(B)Shepp-Logan filter、(C)Hann filter以及Hamming、Weiner以及Parzen filter等等，這些filter會因為數學計算式的不同而能夠濾掉不同程度的高頻資料，high-pass filter則有ramp filter，它可以有效的抑制星狀假影以及低頻的資料。因此在利用FBP濾波反投影的方式重組影像時，我們通常會同時搭配low-pass和high-pass的filter，以求取最適當的影像品質(圖七至十)。

圖七：原始的資料包含低、中、高頻的資料。

圖八：Ramp filter可以去除低頻，保留高頻的訊號。

圖九：low-pass filter可以保留低頻，去除高頻的訊號。

圖十：同時合併使用Ramp和low-pass的filter。

38 EKG gated radionuclide ventriculography檢查時，一般區分RV和LV最好的角度為： (A)30°之LAO投影(30-degree left anterior oblique projection) (B)45°之LAO投影(45-degree left anterior oblique projection) (C)30°之RAO投影(30-degree right anterior oblique projection) (D)45°之RAO投影(45-degree right anterior oblique projection)

關於平衡法多時閘心室造影(multigated acquisition, MUGA)的說明可以參考97年第2次高考第19、21題，98年第1高考第80題以及94年第2高考第71題，要區分RV和LV最好的角度為(B)45°之LAO投影(45-degree left anterior oblique projection)，這是根據大多數人心臟解剖位置所訂出來的角度，實際上在造影時，角度還會稍微再做一些微調，有的時候是多一些47°，有的時候則少一些43°，要一直調整到左右心室能夠很明顯的被心室中隔所區隔為止。

39 LSF(line spread function)來評估加馬攝影機的： (A)均勻度(uniformity) (B)靈敏度(sensitivity) (C)空間解析度(spatial resolution) (D)能量解析度(energy resolution)

LSF(line spread function)線分散函數是個光看名字就知道挺麻煩的東西，我查了一些資料，不過核醫物理的部分實在不是我的專長，我只能很零散的說明，在SPECT的系統中，有許多東西是跟LSF有關的，譬如說準直儀的解析度、低能光子的散射、儀器本身的FWHM以及影像矩陣中像素大小，而這些因素綜合的來說，都跟(C)空間解析度(spatial resolution)有關，但是如何以LSF來評估空間解析度，這我並不清楚，不過一般會影響到空間解析度的原因主要有兩個，首先是這個造影系統本身的解析度，例如儀器的內在解析度以及準直儀的解析度，第二個則是我們在收集影像時所設定的影像矩陣大小。因為對一個尺寸固定的偵測器來說，所設定的影像矩陣越大(256>128)，那麼像素的大小就會越小，這樣影像的解析度就會越好，不過當像素小到一定程度之後，影像的解析度就會受到造影系統本身的解析度限制而無法再提升。就我所知，當LSF越低，空間的解析度也會越差，很抱歉我就只知道這樣了，(A)均勻度(uniformity)的評估請參考97年第2次高考第79題，(B)靈敏度(sensitivity)的評估方式請參考96年第1次高考第48題，至於(D)能量解析度(energy resolution)則是用FWHM來評估，這部分請參考96年第1次高考第61題以及92年第1次高考第77題。

40 在99mTc-IDA膽道造影檢查中，靜注嗎啡(morphine)的作用在： (A)增加Oddi括約肌張力 (B)收縮膽囊 (C)刺激肝細胞排出 (D)增進腸道蠕動

這一題在96年第1次高考第31題中有很詳細的敘述，另外97年第1次高考第20題也可以參考一下，注射嗎啡的作用就是(A)增加Oddi括約肌張力，可以強迫增加總膽管內的壓力，讓放射性藥物流入膽囊中，這樣就可以區分急性和慢性的膽囊炎，急性膽囊炎會見不到膽囊的影像，而慢性膽囊炎則在嗎啡注射後可見到膽囊的影像。嗎啡的注射方式可以參考SNM標準程序-肝膽道閃爍檢查中的敘述：
嗎啡硫酸鹽(Morphine sulfate)：當病人有疑似急性膽囊炎而且在40-60分鐘後膽囊未顯像，或許可以用 0.04-1mg/kg，靜脈注射2～3分鐘的方式來注射Morphine sulfate。如果病人膽囊管為暢通的， Morphine sulfate會使oddi括約肌暫時性的痙攣而讓膽汁比較容易流到膽囊裡。當使用嗎啡時，必須先確認肝內膽道分枝和總膽管(CBD)必須包含放射性的膽汁，小腸內也需出現放射示蹤劑活性才行。如果說當肝臟和肝內膽道分枝裡面的膽汁活性看起來不足以充滿膽囊的話，在注射Morphine之前必須注射第二次的放射藥物(大約1 mCi)，不然就是在造影時要用鉛來阻隔小腸的活性。在施打Morphine後會再多收集30分鐘的影像，如果需要的話可以再延長收集影像的時間。使用嗎啡的禁忌症包括呼吸不正常且未使用氧氣的病患、對Morphine過敏、急性胰臟炎。
另外在95年第2次高考第31題中有膽囊攝影的一些圖片可供參考。