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115年:放射治療(1)

關於以AAPM TG-43 演算法為基礎的 3D近接治療計畫之敘述，下列何者正確？

A必須使用 CT影像進行組織不均質的修正
B可利用正交 X光片重建病患器官的三維解剖輪廓
C無法計算密封射源的濾片效應
D使用鈦金屬治療導管時可利用 MRI影像取得解剖輪廓及位置

詳細解析

本題觀念：

本題探討近接治療（Brachytherapy）中以 AAPM TG-43 演算法為基礎的三維影像導引治療計畫（3D Image-Guided Brachytherapy, 3D IGBT）之相關物理特性與影像應用。AAPM TG-43 報告是目前近接治療劑量計算的國際標準，了解其基本假設（如水假體等效、射源參數定義）以及與不同影像學工具（CT、MRI、X光）搭配時的特性，是醫事放射師必備的專業知識。

選項分析

  • (A) 必須使用 CT 影像進行組織不均質的修正：錯誤 AAPM TG-43 演算法的核心假設為「無限大的均質水假體（infinite homogeneous water phantom）」。它將人體所有組織均視為水，並不考量骨骼、空氣腔隙等組織不均質性（Tissue inhomogeneity）造成的劑量差異。因此，即使引進了 CT 影像，傳統 TG-43 演算法也不會進行不均質修正。若要進行組織不均質修正，必須採用 AAPM TG-186 所提出的「模型基礎劑量計算演算法（Model-Based Dose Calculation Algorithms, MBDCAs）」。

  • (B) 可利用正交 X 光片重建病患器官的三維解剖輪廓：錯誤 正交 X 光片（Orthogonal X-ray films）僅能提供二維平面投影，利用幾何學原理，其最大功能在於重建高密度的「假射源（dummy source）或施源器（applicator）」在空間中的三維座標點。X 光攝影缺乏足夠的軟組織對比解析度，且非斷層截面影像，因此無法用來描繪或重建軟組織器官（如膀胱、直腸、腫瘤）的三維解剖輪廓。

  • (C) 無法計算密封射源的濾片效應：錯誤 密封射源（Sealed source）的包殼（encapsulation）會對輻射產生衰減與散射，這即為「濾片效應（filter effect）或斜向過濾（oblique filtration）」。TG-43 演算法在設計時已將此效應納入考量，公式中使用的 徑向劑量函數（Radial dose function, g(r)g(r)） 與 各向異性函數（Anisotropy function, F(r,θ)F(r, \theta)），就是特別用來描述輻射在射源核心的自吸收以及包殼材料造成的吸收與散射。因此 TG-43 是有包含密封射源濾片效應的。

  • (D) 使用鈦金屬治療導管時可利用 MRI 影像取得解剖輪廓及位置：正確 磁振造影（MRI）在近接治療中能提供最優異的軟組織對比，是界定腫瘤體積與危及器官（OARs）的黃金標準（如子宮頸癌）。傳統不鏽鋼施源器會在 MRI 中產生極大的磁化率假影（susceptibility artifacts）並具危險性；而**鈦金屬（Titanium）**為非鐵磁性材質，具有 MRI 相容性且金屬假影較小。因此，使用鈦金屬治療導管時，可以直接透過 MRI 取得極佳的軟組織解剖輪廓，並利用影像重建導管的確切位置。

答案解析

綜合上述分析，TG-43 預設為均質水假體而不做不均質修正 (A錯)；正交 X 光片無法繪製軟組織三維輪廓 (B錯)；TG-43 的各向異性函數已涵蓋密封射源包殼的濾片效應 (C錯)；鈦金屬具備 MRI 相容性，能在 MRI 導引近接治療中同時取得器官軟組織輪廓並確認導管位置，為目前臨床標準作法 (D正確)。故正確答案為 D。

核心知識點

醫事放射師國考針對近接治療計畫與 TG-43 演算法，常考以下重點，考生務必熟記：

  1. AAPM TG-43 基本假設：
    • 假設均質無限大水假體（Water phantom equivalent）。
    • 不考慮病人組織不均質性、施源器屏蔽效應（Applicator shielding）及假體邊界缺乏的散射缺失。
  2. TG-43 核心參數定義：
    • 空氣克馬強度（Air-Kerma Strength, SkS_k）。
    • 劑量率常數（Dose-rate constant, Λ\Lambda）。
    • 幾何函數（Geometry function, GL(r,θ)G_L(r,\theta)）：純粹描述反平方定律。
    • 徑向劑量函數（Radial dose function, gL(r)g_L(r)）：修正橫切面上的吸收與散射。
    • 各向異性函數（Anisotropy function, F(r,θ)F(r,\theta)）：修正射源包殼（encapsulation）與空間分佈造成的劑量變化（即包含本題提到的濾片效應）。
  3. 影像導引近接治療 (IGBT)：
    • MRI 為婦癌（如子宮頸癌）近接治療劃定靶區之黃金標準。
    • 材質相容性：鈦金屬（Titanium）與塑膠材質具 MRI 相容性，不鏽鋼則否。

參考資料

  1. Rivard, M. J., et al. (2004). "Update of AAPM Task Group No. 43 Report: A revised AAPM protocol for brachytherapy dose calculations." Medical Physics, 31(3), 633-674.
  2. Beaulieu, L., et al. (2012). "Report of the Task Group 186 on model-based dose calculation methods in brachytherapy beyond the TG-43 formalism: Current status and recommendations for clinical implementation." Medical Physics, 39(10), 6208-6236.
  3. Haack, S., et al. (2009). "Applicator reconstruction in MRI 3D image-based dose planning of brachytherapy for cervical cancer." Radiotherapy and Oncology, 91(2), 187-193.
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