在乳房攝影上，下列何種靶材／濾片不建議使用？

本題觀念：

乳房攝影（Mammography）為獲得高對比度的影像並降低病人平均腺體劑量（Average Glandular Dose, AGD），X 光管的靶材（Target）與濾片（Filter）組合選擇具有關鍵性的影響。其核心物理原理在於利用濾片材質的 K層吸收邊緣（K-edge） 效應來修飾 X 光能譜。

理想的組合中，濾片的 K-edge 能量必須「略高於」靶材所產生的特性輻射（Characteristic X-ray）能量，以允許高強度的特性輻射穿透，同時吸收低能量（無穿透力、徒增皮膚劑量）及高能量（降低影像對比度）的制動輻射（Bremsstrahlung）。因此，在設計靶材與濾片組合時，必須遵守一個基本原則：濾片的原子序必須大於或等於靶材的原子序（$Z_{filter} \ge Z_{target}$）。

選項分析

• (A) Mo / Mo (鉬靶 / 鉬濾片)：為正確且標準的組合。鉬靶（Z=42）產生的主要特性輻射為 17.5 keV ($K_\alpha$) 與 19.6 keV ($K_\beta$)。鉬濾片的 K-edge 約為 20.0 keV，恰好略高於其特性輻射，能有效讓 17.5 keV 和 19.6 keV 的光子穿透，並濾除能量 > 20 keV 的射束，是常用於一般厚度及低緻密度乳房的傳統最佳組合。
• (B) Rh / Mo (銠靶 / 鉬濾片)：不建議使用。銠靶（Z=45）產生的特性輻射為 20.2 keV 與 22.7 keV。然而，鉬濾片（Z=42）的 K-edge 僅為 20.0 keV。由於鉬濾片的 K-edge 低於銠靶的主要特性輻射能量，鉬濾片會將銠靶產生的大部分實用特性輻射強烈吸收（發生光電效應），這完全違背了靶材/濾片組合的設計初衷，導致 X 光輸出強度大幅衰減，臨床上無法使用此組合。
• (C) W / Ag (鎢靶 / 銀濾片)：為正確的組合。在全域數位乳房攝影（FFDM）與數位乳房斷層攝影（DBT）中非常常見。由於鎢靶（Z=74）在乳房攝影的管電壓（約 25-35 kVp）下僅會產生制動輻射，搭配銀濾片（Z=47，K-edge 約 25.5 keV），可以將能譜重塑為平均能量較高的 X 光束，這對於較厚或緻密度較高的乳房能提供優異的穿透力，並維持良好的對比訊噪比 (CNR) 與較低的輻射劑量。
• (D) Rh / Rh (銠靶 / 銠濾片)：為正確的組合。銠靶的特性輻射為 20.2 keV 與 22.7 keV，銠濾片的 K-edge 約 23.2 keV。K-edge 大於特性輻射，能夠順利讓有用的射束穿透。此組合產生的 X 光平均能量比 Mo/Mo 高，常應用於較厚、較緻密的乳房攝影。

答案解析

根據靶材與濾片匹配的物理原理，濾片材料的 K-edge 能量絕對不能低於靶材的特性輻射能量。在四個選項中，(B) Rh / Mo 組合中的鉬濾片 K-edge（20.0 keV）小於銠靶的特性輻射能量（20.2 keV, 22.7 keV）。若誤用 Rh/Mo 組合，高比例的實用 X 光光子會被濾片直接吸收，不但無法獲得理想的能譜，還會導致造影效率極度低落。因此，Rh / Mo 組合在物理學上不合理，也是實務上唯一不被建議使用的組合。

核心知識點

醫事放射師國考中，乳房攝影的「靶材與濾片 (Target/Filter)」選擇是必考的游離輻射物理觀念，請熟記以下重點數據與原則：

1. 靶材特性輻射與濾片 K-edge 對應關係：
   • 鉬 (Mo, Z=42)：特性輻射 17.5 keV、19.6 keV；K-edge 20.0 keV。
   • 銠 (Rh, Z=45)：特性輻射 20.2 keV、22.7 keV；K-edge 23.2 keV。
   • 銀 (Ag, Z=47)：乳房攝影電壓下無適用特性輻射；K-edge 25.5 keV。
2. 靶材/濾片組合原則：濾片的原子序不可小於靶材的原子序（$Z_{filter} \ge Z_{target}$）。若 $Z_{filter} < Z_{target}$（如 Rh/Mo），濾片會將靶材最重要的特性輻射吸收殆盡。
3. 臨床適應症整理：
   • Mo/Mo：適合一般厚度（約 3-5 cm）與脂肪型乳房。
   • Mo/Rh 或 Rh/Rh：適合較厚、緻密型乳房（能譜平均能量稍高，穿透力較佳）。
   • W/Ag 或 W/Rh：現代數位乳房攝影（FFDM/DBT）主流配置，以制動輻射搭配高原子序濾片重塑能譜，能大幅降低平均腺體劑量 (AGD)。

參考資料

1. Radiology Key. (2020). X-ray Imaging: Mammography. Retrieved from https://radiologykey.com/x-ray-imaging-mammography/
2. Sechopoulos, I. et al. (2023). Breast Imaging Physics in Mammography (Part I). PMC. Retrieved from https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC10571991/
3. Rizi, F. et al. (2020). Image Quality and Radiation Dose for Fibrofatty Breast using Target/filter Combinations in Two Digital Mammography Systems. PMC. Retrieved from https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7538965/
4. Ali, M. et al. (2020). Comparison between Recorded and Measured Radiation Doses in Diagnostic Full-field Digital Mammography: A Phantom Study. Retrieved from https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7685350/