根據AAPM TG-43 號議定書，徑向劑量函數 g(r)的意義為何？

本題觀念：

本題探討近接治療（Brachytherapy）中，美國醫學物理學會（AAPM）TG-43 號報告所建立的劑量計算公式。TG-43 議定書是目前臨床上計算近接治療射源劑量分布的標準規範。該公式將射源周圍的劑量率分解為幾個獨立的物理參數之乘積，藉此準確計算水中各點的劑量。TG-43 劑量率計算基本公式為： $\dot{D}(r,\theta) = S_K \cdot \Lambda \cdot \frac{G(r,\theta)}{G(r_0,\theta_0)} \cdot g(r) \cdot F(r,\theta)$ 其中各個參數（$S_K, \Lambda, G(r,\theta), g(r), F(r,\theta)$）皆有其明確定義的物理意義與修正目的。

選項分析

• (A) 考慮射源的幾何關係修正：此為 幾何函數 (Geometry Function, $G(r,\theta)$) 的意義。它主要考量射源內部放射性物質的空間分布（將射源視為點射源或線射源）所造成的幾何發散（即距離平方反比效應），此參數的計算忽略了光子的吸收與散射。
• (B) 考慮射源強度在水中的劑量率轉換：此為 劑量率常數 (Dose Rate Constant, $\Lambda$) 的意義。它定義了單位空氣克馬強度（Air-Kerma Strength, $S_K$）的射源，在假體中距離射源橫軸中心參考點（通常為 1 公分處，$r_0=1\text{ cm}, \theta_0=90^\circ$）所產生的絕對劑量率。
• (C) 考慮沿著橫軸的徑向距離其光子在介質中吸收及散射的關係：此正是 徑向劑量函數 (Radial Dose Function, $g(r)$) 的意義。$g(r)$ 專門描述在射源橫軸（$\theta_0 = 90^\circ$）上，隨著徑向距離 $r$ 的變化，光子因為在介質（如水或組織）中產生吸收（Attenuation）與多重散射（Scattering）而導致的劑量變化情形，並排除了幾何發散效應（已由幾何函數處理）。故此選項正確。
• (D) 考慮光子吸收及封套與介質散射的角度依存性：此為 異向性函數 (Anisotropy Function, $F(r,\theta)$) 的意義。由於射源的封套（encapsulation）在不同兩極角度下的厚度不同，會造成自吸收差異，加上光子在介質中的散射具方向性，$F(r,\theta)$ 用來修正相對於橫軸以外，其他不同角度 $\theta$ 的劑量率變化。

答案解析

根據 AAPM TG-43 號議定書，徑向劑量函數 $g(r)$（Radial Dose Function）的作用是修正隨著距離射源中心的徑向距離增加時，光子在介質中受到「吸收」與「散射」所造成的劑量衰減與增長綜合效應（此參數僅定義於橫軸上）。選項 (C) 完美且精確地描述了 $g(r)$ 的物理定義。相較之下，選項 (A) 描述的是 $G(r,\theta)$，選項 (B) 描述的是 $\Lambda$，選項 (D) 描述的則是 $F(r,\theta)$。因此，正確答案為 (C)。

核心知識點

近接治療劑量學 (Brachytherapy Dosimetry) 是放射治療物理學的重要考區。考生必須熟記 AAPM TG-43 基礎公式中各項參數的英文名稱、代號與其對應的物理意義：

1. 空氣克馬強度 ($S_K$, Air-Kerma Strength)：描述射源在真空（空氣中）的放射強度，單位為 $U$ ($1\ U = 1\ \mu Gy \cdot m^2 \cdot h^{-1}$)。
2. 劑量率常數 ($\Lambda$, Dose Rate Constant)：將 $S_K$ 轉換為水中橫軸 1 公分處基準點的絕對劑量率。
3. 幾何函數 ($G(r,\theta)$, Geometry Function)：修正因射源立體幾何分佈所造成的距離反比衰減。
4. 徑向劑量函數 ($g(r)$, Radial Dose Function)：修正橫軸上因「介質吸收與散射」所造成的劑量變化。
5. 異向性函數 ($F(r,\theta)$, Anisotropy Function)：修正射源不同角度下，因「射源封套過濾和介質散射」差異造成的角度依存性衰減。

參考資料

1. AAPM TG‐43 formalism for brachytherapy dose calculation of a 137 Cs tube source. (Medical Physics). https://aapm.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1118/1.1650564
2. Radial Dose - Eye Physics. https://www.eyephysics.com/PS/PlaqueSimulator/Physics/RadialDose/RadialDose.html
3. A Review on Main Defects of TG-43. (ResearchGate). https://www.researchgate.net/publication/221919420_A_Review_on_Main_Defects_of_TG-43