有關核醫 SPECT與PET的敘述，下列何者錯誤？

本題觀念：

本題測驗核子醫學中兩種主要斷層造影技術——單光子發射電腦斷層造影（SPECT）與正子發射斷層造影（PET）的物理原理與偵測機制。核心差異在於使用的放射性同位素衰變特性，以及偵測器所實際接收到的訊號來源。

選項分析

• A. SPECT偵測晶體大多使用 NaI（Tl）：正確。傳統且最廣泛使用的 SPECT 偵測器閃爍晶體為摻鉈碘化鈉晶體（NaI(Tl)）。此種晶體對於 SPECT 常用的核種（如 Tc-99m 釋放的 140 keV 伽瑪射線）具有良好的光產出率與適當的能量解析度。
• B. SPECT用於偵測γ標幟之核醫製劑：正確。SPECT（Single Photon Emission Computed Tomography）的運作原理為偵測發射「單一伽瑪射線（γ-ray）」的放射性同位素（如 Tc-99m、I-123、Tl-201 等）所標幟的核醫製劑。
• C. PET偵測晶體是在偵測正電子：錯誤。正子斷層造影（PET）所使用的核種會發生 β+ 衰變並釋放正子（positron）。然而，正子在組織中行進極短距離（通常少於幾毫米）後，便會與周圍組織中的電子結合，發生互毀作用（Annihilation）。此作用會產生兩道能量各為 511 keV、行進方向夾角約為 180 度的「互毀光子」（屬於伽瑪射線）。PET 的偵測晶體（如 BGO、LSO、LYSO 等）實際上是透過符合線路（Coincidence circuit）來偵測這對互毀光子（伽瑪射線），而非直接偵測正子本身。
• D. PET用於偵測β+射源標幟之核醫製劑：正確。PET 掃描必須使用會發生正子衰變（β+ decay）的放射性同位素（如 F-18、C-11、N-13、O-15、Ga-68 等）作為標幟射源，才能藉由後續的互毀作用產生 511 keV 光子對以進行成像。

答案解析

綜合上述分析，PET 的偵測原理並非直接捕捉核醫藥物釋放出的正電子，因為正電子在極短時間與距離內便會與電子發生互毀作用而消失。PET 偵測晶體真正捕捉與記錄的是互毀作用後產生的 511 keV 伽瑪射線（互毀光子）。因此，選項 C 敘述錯誤，為本題應選答案。

核心知識點

考生應熟記以下核子醫學儀器造影原理：

1. SPECT 物理原理：

   • 衰變類型：Gamma decay 或 Electron capture 產生的單一伽瑪射線 (γ-ray)。
   • 常用核種：Tc-99m, I-123, Tl-201, Ga-67, In-111。
   • 常用偵測晶體：NaI(Tl) (目前亦有半導體偵測器 CZT)。
   • 成像條件：需要準直儀（Collimator）以決定光子的入射方向。

2. PET 物理原理：

   • 衰變類型：正子衰變（β+ decay）。
   • 核心物理反應：互毀作用（Positron annihilation），產生一對 511 keV 的 γ-ray。
   • 常用核種：F-18, C-11, N-13, O-15, Ga-68。
   • 常用偵測晶體：BGO, LSO, LYSO（需具備較高的密度與有效原子序以阻擋 511 keV 高能光子，且衰減時間要短以利於符合時間窗的設定）。
   • 成像條件：利用電子準直（Electronic collimation）與符合偵測（Coincidence detection），不需要實體的鉛準直儀。

參考資料

1. The Physics of PET/CT Scanners | Radiology Key. (2016). Retrieved from https://radiologykey.com/the-physics-of-petct-scanners/
2. PET Physics and Instrumentation | Radiology Key. (2017). Retrieved from https://radiologykey.com/pet-physics-and-instrumentation/