關於放射診斷中 X光濾片及射質之敘述，下列何者最不適當？

本題觀念：

本題探討 X 光設備中「濾片（Filter）」的作用物理原理，以及經典複合濾片「托瑞斯濾片（Thoraeus filter）」的構造與排列方式。濾片在放射診斷與治療中扮演重要角色，其主要功能是移除 X 光射束中不具穿透力、無法產生影像的低能光子，以達到降低病人輻射劑量的目的（即射束硬化效應）。

選項分析

• (A) 托瑞斯（Thoraeus）濾片中高原子序材料要安置在X光靶端：適當。複合濾片的排列原則是將「高原子序」的材料朝向 X 光管（靶端），「低原子序」的材料朝向病人。這樣排列的原因是，X 光激發高原子序材料發生光電效應後會產生二次特性輻射（Characteristic X-ray），該輻射可被下一層較低原子序的材料吸收，最後低原子序材料產生的極低能特性輻射則會被空氣吸收，避免增加病人表面劑量。
• (B) 托瑞斯（Thoraeus）濾片包括錫、銅、鋁：適當。托瑞斯濾片是一種經典的複合濾片（Compound filter），由錫（Sn，原子序 50）、銅（Cu，原子序 29）、鋁（Al，原子序 13）三種金屬板組成。依照排列原則，錫面向 X 光管靶端，銅夾在中間，鋁則面向病人。
• (C) 濾片主要用來濾除高能光子：最不適當（為本題正確選項）。濾片的主要作用是濾除低能光子（Low-energy photons）。低能量的 X 光穿透力差，只會停留在病人淺層組織並增加皮膚的輻射吸收劑量，且無法穿透人體到達偵測器形成影像。因此，使用濾片濾除這些低能光子，能有效降低病人的輻射劑量而不會損及影像品質。
• (D) 濾片增厚，平均能量增加：適當。因為濾片會優先吸收低能光子，當濾片厚度增加時，被濾除的低能光子數量與比例增加，使得穿透出去的 X 光射束中高能光子所占的比例相對提高。這個物理過程稱為「射束硬化（Beam hardening）」，會導致 X 光射束的「平均能量」上升，但射束的「最大能量」（由 kVp 決定）維持不變。

答案解析

綜合上述分析，X 光設備使用濾片的根本目的是為了過濾無助於成像的「低能光子」，以減少病人不必要的皮膚輻射吸收劑量（Skin dose）。選項 (C) 錯誤地描述濾片是用來濾除高能光子，這與輻射防護與射束硬化的物理原理完全相反，因此 (C) 是最不適當的敘述，為本題的正確答案。選項 (A)、(B)、(D) 皆為正確的醫學物理觀念。

核心知識點

建議考生針對以下觀念進行深入複習，此為國考醫學物理學的常考重點：

1. 濾片的物理功能與射束硬化（Beam Hardening）：
   • 濾片可濾除低能光子，降低病人皮膚劑量。
   • 濾除低能光子後，X 光射束的「平均能量」會提高，射束變「硬」（穿透力變強）；但射束的「最大能量」不變（僅由設定的最高管電壓 kVp 決定）。
2. 複合濾片（Compound Filter）與托瑞斯濾片（Thoraeus Filter）：
   • 材質成分：錫（Sn）、銅（Cu）、鋁（Al）。
   • 排列順序：高原子序朝向射源（靶），低原子序朝向病人。順序為 X光源靶端 $\rightarrow$ 錫 $\rightarrow$ 銅 $\rightarrow$ 鋁 $\rightarrow$ 病人端。
   • 作用機制：利用下一層材料的 K 吸收邊緣，吸收前一層高原子序材料所產生的特性輻射。

臨床重要性

在放射診斷中，適當的濾片配置是實踐 ALARA（As Low As Reasonably Achievable，合理抑低）輻射防護原則的重要手段。移除無益於影像生成的低能輻射，不僅能保護病人皮膚免於不必要的輻射曝露，也能在一定程度上減少低能散射線對影像品質的干擾。

參考資料

1. Quality of X-ray Beams | Radiology Key
2. Photon Treatment | Oncohema Key