醫學界X戰隊｜星島教室

2024-05-09 12:50

當我們身體健康出了疑問，總是要抽絲剝繭，找出真相。這時往往都少不了要找醫學界「X戰隊」幫忙，進行例行的身體檢查。今天為大家介紹他們其中4名成員，他們都是我們常見的放射診斷工具，在不同情境下各展才華，替我們找出問題的根源。

X教授

即是人稱的「X光」（X-Ray），是隊中的老大哥，通常大家對他不會陌生。他是4人中年資最長、使用範圍最廣，也是我們最常接觸的。不論是運動損傷後的骨折檢查，或是例行身體檢查中的肺部X光檢查，你都應與他碰過面了。X光是一種電磁幅射，由德國科學家Wilhelm Conrad Rntgen發表，於1895年正式被定義及命名，已差不多有129歲。X光出道後，就開始在醫學界展現光芒，用於拍攝人體內部結構，最常用於拍攝骨骼及軟組織，以觀察是否出現病變或異常狀態等情況。

我們日常從X光片上看到的黑白影像，就是幫助醫生診斷的最佳拍檔。X光的產生是由大量帶負電的電子，經由高壓電場的加速作用，以高速撞擊陽極靶，形成一個高速的電子流，轟擊陽極靶面後，99%轉化為熱量，僅約1%的能量轉換成X光。當這能量轉換成X光及穿透人體時，因為身體組織和骨骼對輻射的吸收能力有所不同，根據其密度以不同的量吸收或阻擋，這就產生了一個在膠片上看到的陰影。原理就像我們手持電筒，並在牆上投下陰影一樣。骨骼的組織密度吸收較多的X光能量，因而在底片上留下白色影像；相反如肺部空氣、或其他如腸胃道的空氣，吸收X光能量較少，便會呈現黑色影像。

CT博士

即是「電腦斷層掃描」（Computed Tomography），與X光其實是兩兄弟，因為他同樣是利用X光的拍攝技術產生影像。「X射線電腦斷層掃描」（X-Ray Computed Tomography，簡稱X-CT）是一種利用數位幾何處理後重建的三維放射線醫學影像技術。CT技術的誕生非常傳奇，他是由英國一間唱片公司機緣巧合下於大約1960年開發的，並在1971年10月1日，由放射師James Ambrose在英國展開CT掃描的旅程。CT是利用電腦技術，多角度拍攝人體不同深淺的橫切面，再重組成立體的效果。換句話說，照射一次CT，相當於在同一部位不同層次的進行X射線掃描，因此醫生就能逐層檢查器官情況，更仔細地了解病人體內的結構情況。電腦斷層掃描多用於如顱內出血、心臟、肺門淋巴腺、闌尾炎，胰臟炎等病情。

CT有輻射嗎？CT的輻射量多少是取決於甚麼因素呢？CT影像會分成不同數量的斷層，又稱為「切」。然而，CT的輻射量並不是取決於「切」，而是影像偵檢器，又稱「排」。「排」數越多，可拍攝的身體範圍便會提高，因此檢查過程的時間便可縮短，而病人曝露於輻射之下的時間和所承受的輻射量就會因此而較少。X光比CT的劑量高，因此病人所承受的輻射量亦相對高。那為甚麼CT不會淘汰X光？除了成本外，因為有時進行CT檢查時，病人需要注射顯影劑，而顯影劑有機會導致病人腎臟受損。

磁力王MRI

即是人稱的「核磁共振成像」（磁力共振，Nuclear Magnetic Resonance Imaging），他背後的物理原理並不是X射線，而是利用電磁波共振來達到成像的效果。MRI分別於1973及1977年於荷蘭和美國成功研發成像，這也標誌着MRI技術在醫學領域應用的啟航。任何物質都是由分子或原子組成，如水分子H20，便是由2個氫原子與1個氧原子所組成。氫原子核中只有1個質子，質子與原子核中心有一定距離，當質子自旋就相當於正電荷在環形線圈中流動，在其周圍會形成一個小磁場。

MRI技術主要是利用水分的氫原子核，達到成像效果。原理就是先將病人置於磁場之中，再利用電磁波照射，以達到氫原子共振的效果，並記錄它所產生的信號，由於不同部位及器官所產生的信號各有不同，MRI系統經電腦重組及分析信號後，就能把不同器官以圖像呈現出來。由於MRI大多利用水分的氫原子核作為成像元素，因此在軟組織的成像較為清晰，這也是MRI比CT和X光優勝的地方。MRI應用範圍廣泛，一般應用於心血管或腦血管疾病、腫瘤等情況。然而在肺部、肝臟、胰腺等部分器官的檢查上，則X光或CT更勝一籌。

核之子PET Scan

即是「正電子電腦斷層掃描」（Positron Emission Tomography，PET Scan），俗稱PET Scan。他與上述3名隊員所用的技術截然不同，他應用的是一種核子醫學技術，而且還需要一個好拍檔與他並肩作戰，這個拍檔就是放射性的顯影劑。電子電腦斷層掃描通常應用於腫瘤檢查上，而腫瘤通常就是電子電腦斷層掃描的目標追蹤物。病人檢查前需要先注射顯影劑，而顯影劑是具有追蹤性，能夠自動追蹤並積聚於癌細胞之處，當中放射性同位素在衰變過程中會放射出正電子，如同發出訊息讓掃描儀器能夠檢測出來，將癌細胞的分布、數量等情況分析成像。

做一個檢查，但要在體內注射具放射性的物質，會否很危險？對身體會否造成損害？會否因此而致癌？大家都不用過分恐慌，其實正電子電腦斷層掃描是相當安全的檢查工具，因為檢查所用到的放射性物質劑量相當低。你可能又會問，那即是有多低？事實上，電子電腦斷層掃描所用到的輻射量，比日常環境的輻射量還要低。雖然有一些人可能對顯影劑會有不良反應，如輕微的噁心、紅疹等，但這些都只是短暫反應，所以大家都可以放心找他幫手。

小思考，大智慧

相較X光與CT，為甚麼MRI為病人所帶來的損傷較低？
使用MRI有甚麼限制？
猜猜現時臨牀多結合哪2名隊員，以提高檢查的準確率？
除了本文所介紹的4名隊員外，你還能指出多一名常見的「X戰隊」成員嗎？

參考答案

原因有二︰MRI不含輻射；MRI亦不需使用顯影劑。
使用MRI的危險性包括︰機器會產生持續的噪音、器官溫度會升高；另外，檢查房間內是不可以出現任何金屬，包括病人體內的心臟起搏器，否則將會被強大的磁力吸過去，造成危險。
現時臨牀多用結合PET與CT的器材，一般稱作PET-CT，是結合了2種檢查方式的優勢，提高檢查的準確率。
超聲波掃描（Ultrasound Scan）

本欄逢周四刊登，由教育評議會邀請資深中小學老師、校長及大學講師撰稿，旨在為學生提供多元化的STEAM學習材料，引發學生探求知識的興趣，將學習融入生活，培養學生的世界觀、敏銳的觸覺、積極學習的態度。

文：仁濟醫院羅陳楚思中學校長楊佩珊