放射 - 質子及中子治療機考古題解析 - 民國114年

本題觀念：

本題測驗質子治療 (Proton Therapy) 中，展開式布拉格尖峰 (Spread-Out Bragg Peak, SOBP) 深度劑量曲線的各項關鍵物理參數定義。根據國際原子能總署 (IAEA) 制定的 TRS-398 劑量量測準則，質子射束的品質指標與劑量校正高度依賴於射程 (range) 以及測量點深度的幾何關係。考生必須熟悉 $R_p$ 、 $R_{res}$ 以及 distal $R_{90}$ 在 PDD (Percentage Depth Dose) 曲線上的具體位置與定義。

影像分析：

圖片展示了一道 235 MeV 質子射束在水假體中的 SOBP 相對深度劑量曲線 (Relative dose vs. Depth in water)。我們透過觀察 Y 軸的相對劑量標示與虛線，可以解析圖中甲、乙、丙、丁四個標記的意義：

Y軸水平虛線：圖中分別在相對劑量 100%、90% 與 10% 處畫有水平標線。
丙 (Distal $R_{90}$ )：箭頭指向 SOBP 遠端下降區 (distal fall-off) 與 90% 劑量水平虛線的交點。這在臨床上通常對應靶區 (target) 遠端的包覆邊界，稱為 distal $R_{90}$ 。
乙 (Practical range, $R_p$ )：箭頭指向 SOBP 遠端下降區與 10% 劑量水平虛線的交點。在質子劑量學中，遠端 10% 劑量的深度被定義為實際射程 $R_p$ (practical range)。
甲 (Residual range, $R_{res}$ )：圖中甲是一個水平雙向箭頭，起點對齊參考深度 $z_{ref}$ (位於 SOBP 中間區域)，終點對齊代表 $R_p$ 的垂直虛線。在 TRS-398 準則中，這段距離定義為剩餘射程 $R_{res}$ (residual range)，其公式為 $R_{res} = R_p - z_{ref}$ 。
丁：為一個水平雙向箭頭，標示從參考深度 $z_{ref}$ 到 distal $R_{90}$ 的水平距離。

選項分析

(A) 甲：residual range（R res），乙：practical range（R p），丙：distal R 90 根據上述影像分析，甲為 $R_p$ 與 $z_{ref}$ 的差值，即 $R_{res}$ ；乙為遠端 10% 劑量深度，即 $R_p$ ；丙為遠端 90% 劑量深度，即 distal $R_{90}$ 。完全符合定義，為正確選項。
(B) 乙：practical range（R p），丙：distal R 90，丁：residual range（R res） 乙與丙的敘述正確，但圖中丁代表的是 $z_{ref}$ 到 distal $R_{90}$ 的距離，而非 $R_{res}$ 。 $R_{res}$ 必須計算到遠端 10% ( $R_p$ ) 處，即圖中的甲。此選項錯誤。
(C) 甲：residual range（R res），乙：distal R 90；丙：practical range（R p） 甲的敘述正確，但乙與丙的定義顛倒了。乙在 10% 劑量處應為 $R_p$ ，丙在 90% 劑量處應為 distal $R_{90}$ 。此選項錯誤。
(D) 乙：residual range（R res），丙：distal R 90，丁：practical range（R p） 乙的位置是 10% 深度，應為 $R_p$ 而非 $R_{res}$ 。丁是一段距離，不符合 $R_p$ 的深度定義。此選項錯誤。

答案解析

正確答案為 (A)。在質子治療的輻射劑量學 (如 IAEA TRS-398 報告) 中，對於 SOBP 曲線有著嚴格的參數定義：

Practical range ( $R_p$ )：質子射束穿過 SOBP 後，劑量驟降至最大劑量之 10% 所對應的深度，即圖中的「乙」。
Distal $R_{90}$ ：劑量下降至 90% 所對應的深度，通常代表臨床上預設的腫瘤遠端邊界，即圖中的「丙」。
Residual range ( $R_{res}$ )：代表質子在到達 $R_p$ 前還剩下的穿透距離。計算方式為實際射程減去當前測量深度 ( $z$ )。當測量點在參考深度 $z_{ref}$ 時， $R_{res} = R_p - z_{ref}$ 。圖中的「甲」精準地標示了從 $z_{ref}$ 到 $R_p$ 的區間，因此甲就是 $R_{res}$ 。 $R_{res}$ 是 TRS-398 用來決定質子射束品質修正因子 ( $k_Q$ ) 的核心參數。

核心知識點

醫事放射師在準備質子治療相關考題時，務必熟記以下 SOBP 深度劑量圖的關鍵參數：

$R_p$ (Practical range)：遠端 10% 劑量處深度。
Distal $R_{90}$ ：遠端 90% 劑量處深度 (臨床標靶遠端包覆基準)。
Proximal $R_{90}$ ：近端 90% 劑量處深度。
Modulation width (SOBP 寬度)：通常定義為 Proximal $R_{90}$ 到 Distal $R_{90}$ 之間的距離。
$R_{res}$ (Residual range)： $R_p - z_{ref}$ ，為 TRS-398 決定游離腔射束品質修正因子 ( $k_Q$ ) 的重要依據。
$z_{ref}$ (Reference depth)：參考深度，常設定於 SOBP 坪區的中心位置。

如圖所示為 235 MeV 質子射束的 SOBP 百分深度劑量圖，圖中關於射程甲、乙、丙、丁的描述，下列何者正確？

詳細解析

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影像分析：

選項分析

答案解析

核心知識點

參考資料