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目前研究方向
一 ､ 磁 振 造 影 之 定 性 與 定 量 量 測 分 析
磁 振 造 影 的 品 質 （ 解 析 度 、 訊 雜 比 、 影 像 扭 曲 、 假 影 等 ） 會 受 到 許 多 因 素 及 造 影 條 件 所 影 響 ， 例 如 ： 主 磁 場 強 度 與 均 勻 度 、 梯 度 磁 場 大 小 與 線 性 度 ， 以 及 受 測 體 之 自 主 性 或 非 自 主 性 之 運 動 等 。 如 何 針 對 各 種 情 況 下 之 造 影 條 件 與 變 因 從 事 定 性 與 定 量 分 析 量 測 是 本 研 究 的 主 要 課 題 。
血 管 阻 塞 病 變 的 嚴 重 性 可 藉 由 血 管 的 形 態 和 管 內 血 流 的 情 形 ， 來 進 行 診 斷 與 評 估 ； 此 外 ， 血 流 流 速 參 數 在 心 臟 血 管 疾 病 的 臨 床 診 斷 上 亦 扮 演 重 要 的 角 色 。 各 種 臨 床 上 常 用 來 量 測 血 流 的 工 具 都 存 有 不 同 的 限 制 ， MRI 亦 是 如 此 。 利 用 磁 振 血 管 造 影 會 受 到 不 規 則 流 速 與 流 體 型 態 所 影 響 。 本 研 究 的 目 的 在 探 討 分 岔 血 流 匯 合 成 單 一 血 流 後 ， 除 了 流 體 原 有 特 性 外 ， 由 於 另 一 流 體 的 加 入 ， 其 相 互 間 流 速 與 匯 合 角 度 之 關 係 對 磁 振 影 像 的 定 性 及 定 量 上 之 分 析 與 量 測 。
不 自 主 的 運 動 （ 如 水 分 子 擴 散 、 呼 吸 … 等 ） 造 成 的 假 影 常 是 無 可 避 免 的 。 而Diffusion Image 不 但 可 提 供 大 腦 局 部 貧 血 之 早 期 徵 候 ， 更 可 藉 其 外 加 的 大 梯 度 磁 場 來 紀 錄 運 動 資 訊 ， 配 合 Navigator Echo 校 正 運 動 假 影 ， 提 高 影 像 品 質 及 清 晰 度 ， 以 提 供 醫 師 做 最 佳 判 斷 。
磁 振 造 影 中 磁 場 扮 演 了 最 重 要 的 角 色 。 在 成 像 過 程 中 需 要 下 列 不 同 磁 場 的 設 備 ： 主 磁 場 、 Shim 線 圈 、 梯 度 線 圈 以 及 RF 線 圈 。 其 中 ， 梯 度 磁 場 在 裡 面 佔 有 一 席 十 分 重 要 的 地 位 ； 其 梯 度 磁 場 的 大 小 、 線 性 度 的 好 壞 與 反 應 時 間 (rise time 與 falling time ) 決 定 了 成 像 的 條 件 與 品 質 。 因 此 本 研 究 主 要 針 對 梯 度 磁 場 相 關 之 影 響 因 素 進 行 探 討。 包 括 ： 磁 場 均 勻 度 、 磁 場 強 度 、 磁 場 的 穩 定 度 、 鐵 磁 性 物 質 對 磁 場 的 影 響 以 及 線 圈 電 感 的 影 響 。
二 、 磁 振 造 影 輔 助 加 馬 刀 放 射 手 術 診 斷 與 治 療 計 劃 設 計
隨 著 輻 射 在 醫 學 上 的 應 用 日 益 廣 泛 ， 對 於 放 射 治 療 的 概 念 亦 有 所 突 破 。 傳 統 的 放 射 治 療 （ radiotherapy ） 的 最 大 缺 點 便 是 在 於 其 專 一 性 （specificity ） 不 佳 、 準 確 度 （ accuracy ） 不 高 ，在 此 照 射 下 ， 不 論 正 常 組 織 或 病 灶 細 胞 均 暴 露 在 同 等 劑 量 的 輻 射 之 中 ， 且 由 於 其 照 射 區 域 涵 蓋 較 廣 ， 難 以 將 有 效 照 射 範 圍 準 確 地 局 限 在 病 灶 的 邊 界 之 內 ， 其 結 果 將 使 得 治 療 後 發 生 併 發 症 的 機 率 大 大 地 提 高 ； 故 以 此 種 方 式 無 法 對 頭 顱 內 的 病 灶 施 以 適 當 的 放 射 治 療 。 近 年 來 ， 一 種 特 別 針 對 腦 部 腫 瘤 的 輻 射 治 療 儀 器 -- 加 馬 刀 （ Gamma Knife ） ， 己 被 研 究 發 展 成 功 ； 由 於 此 種 儀 器 具 有 很 高 的 準 確 度 與 局 部 性 （ localization ） ， 臨 臨 床 可 達 到 極 佳 的 治 療 成 效 。
在 臨 床 上 ， 磁 振 造 影 （ MRI ） 為 常 用 的 診 斷 儀 器 ， 並 可 作 為 其 他 治 療 儀 器 的 輔 助 工 具 ， 加 馬 刀 便 是 其 中 之 一 。 但 關 於 磁 振 造 影 儀 器 與 加 馬 刀 之 間 卻 沒 有 一 定 量 上 的 誤 差 分 析 來 說 明 兩 者 間 在 定 位 上 的 準 確 度 關 係 。 本 研 究 是 利 用 近 幾 年 發 展 出 的 硫 酸 亞 鐵 劑 量 膠 （ ferrous sulphate gel ） 來 測 量 此 兩 儀 器 間 定 位 點 位 置 是 否 一 致 ； 綜 合 各 切 面 上 的 考 量 我 們 發 現 ， 此 兩 儀 器 間 的 定 位 誤 差 在 臨 床 上 是 可 被 接 受 的 。
在 使 用 該 劑 量 膠 來 測 量 吸 收 劑 量 （ absorbed dose ） 方 面 ， 一 般 均 採 用 T1 值 （ proton spin-lattice relaxation time ） 進 行 吸 收 劑 量 的 比 對 ； 此 步 驟 往 往 需 耗 費 較 長 的 造 影 時 間 在 測 量 上 會 受 到 時 間 分 子 擴 散 作 用 的 影 響 而 導 致 量 測 誤 差 。 我 們 針 對 硫 酸 亞 鐵 劑 量 膠 對 吸 收 劑 量 偵 測 程 序 的 冗 長 步 驟 提 出 改 良 ； 從 基 本 的 磁 振 造 影 原 理 推 導 出 以 影 像 強 度 變 化 量 與 吸 收 劑 量 之 間 關 係 ， 並 從 實 驗 證 實 其 準 確 度 。
三 、 加 馬 刀 立 體 定 位 放 射 手 術 方 法 與 系 統 研 發
Leksell 鈷 六 十 加 馬 刀 立 體 定 位 放 射 手 術 具 有 高 能 量 的 游 離 幅 射 ， 主 要 是 針 對 顱 內 深 部 中 、 小 型 不 易 以 手 術 切 除 的 病 灶 進 行 幅 射 治 療 。 除 了 擁 有 高 精 確 度 、 高 聚 焦 能 量 的 特 性 之 外 ， 並 無 外 表 傷 口 、 流 血 、 感 染 危 險 及 低 失 敗 率 、 住 院 時 間 短 等 優 點 ， 故 已 逐 漸 成 為 世 界 潮 流 。
劑 量 計 劃 是 整 個 治 療 步 驟 中 最 為 重 要 也 最 耗 時 的 部 份 。 從 早 期 的 KULA System 到 近 期 的 Gamma Plan System ， 電 腦 所 能 輔 助 的 功 能 有 限 ， 治 療 經 驗 成 為 劑 量 計 劃 良 窳 的 主 要 關 鍵 。 本 實 驗 室 經 數 年 的 研 究 ， 從 最 基 本 的 劑 量 計 算 ( Dose Calculation ) 至 整 體 的 治 療 計 劃 ( Treatment Planning ) ， 嘗 試 利 用 各 種 不 同 的 電 腦 演 算 法 ( Algorithm ) ， 例 如 : 類 神 經 網 路 ( Artificial Neural Network ) ， 模 擬 退 火 法 ( Simulated Annealing ) ； 配 合 臨 床 醫 師 的 醫 療 經 驗 ， 期 能 將 劑 量 計 劃 系 統 自 動 化 減 少 治 療 計 劃 時 間 並 提 昇 其 治 療 之 精 確 度 。
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