臨床10 MV射束其SSD增加時，則電子汙染會如何變化？

本題觀念：

在百萬伏特 (Megavoltage, MV) 高能光子射束放射治療中，光子在穿過治療機頭的結構（如射束整平濾波器 flattening filter、準直儀 collimators、托盤 trays 等）以及兩者之間的空氣時，會經由康普頓游離 (Compton scattering) 或成對游離 (pair production) 產生二次電子。這些跟著光子射束到達病患表面的二次電子即為「電子汙染」(Electron Contamination)。電子汙染會增加病患的表面劑量 (surface dose)，進而減弱高能光子射束特有的「表面低劑量效應」(skin-sparing effect)。

選項分析

• (A) 隨機：錯誤。電子汙染的劑量貢獻受到嚴格的物理定律（如反平方定律、散射角分布、空氣衰減等）影響，其隨距離的變化具有明確的物理規律，並非隨機變化。
• (B) 變高：錯誤。若射源至表面距離 (SSD) 縮短（即治療頭距離病患較近），從治療機頭產生的二次電子較容易直接打在病患表面，才會導致電子汙染變高。
• (C) 變低：正確。增加 SSD 時，雖然光子在更長的空氣路徑中會產生極少部分的電子，但構成電子汙染「最大宗」的來源仍是治療機頭內的結構。這些由機頭產生的污染電子具有較大的散射角分佈，當 SSD 增加時，這些低能量電子會在長距離的空氣中因多次散射與空氣吸收而迅速衰減，且其發散的程度大於初級光子。因此，射束到達病患表面時的電子汙染相對比例會顯著下降。
• (D) 不改變：錯誤。由於電子的發散角與射程特性，電子汙染必定會隨著 SSD 的改變而有顯著的增減變化。

答案解析

當 10 MV 光子射束的 SSD 增加時，到達病患表面的初級光子與二次電子都會因距離增加而減少。然而，由於電子汙染（主要來自治療機頭的準直儀與附屬配件）本身具有較大的發散角度，且電子的射程較短，更容易被較長距離的空氣路徑散射與阻擋，導致污染電子抵達表面的數量隨距離增加而「急遽」衰減。因此，相對光子而言，增加 SSD 會使光子射束中的電子汙染比例明顯變低。這也是為什麼在較大的 SSD 條件下，最大劑量深度 ($d_{max}$) 通常會微幅增加（因為表面電子汙染減少，使劑量建立區向深處推移）。故本題正確答案為 (C)。

核心知識點

醫事放射師在準備國考時，須熟記影響 電子汙染 (Electron contamination) 與 表面劑量 (Surface dose) 的四大核心要素：

1. 射源至表面距離 (SSD)：SSD 增加 $\rightarrow$ 電子因發散和空氣衰減而減少 $\rightarrow$ 電子汙染變低，表面劑量降低。
2. 照野大小 (Field size)：照野越大 $\rightarrow$ 準直儀開口越大，機頭內部散射至表面的電子越多 $\rightarrow$ 電子汙染變高，表面劑量增加，$d_{max}$ 變淺。
3. 附屬配件 (Beam Modifiers)：使用壓克力托盤 (acrylic trays) 等擋塊配件會產生額外的二次電子 $\rightarrow$ 導致電子汙染顯著增加。若需使用，通常建議托盤與病患表面須保持至少 15~20 公分的距離，以利用空氣吸收這些電子。
4. 入射角度 (Oblique incidence)：射束傾斜入射會導致電子偏向表面游離 $\rightarrow$ 表面劑量增加，$d_{max}$ 變淺。

臨床重要性

在放射治療計畫與擺位實務中，若病患需要保留表皮的低劑量以避免嚴重的輻射皮膚炎（例如深部腫瘤治療），放射師必須理解避免將高原子序或含氫物質的配件放置於太靠近病患皮膚處。同時，了解延長 SSD 可降低電子汙染的特性，有助於在執行非常規距離治療（如全腦脊髓照射、全身照射 TBI）時，正確預期皮膚劑量的變化與最大劑量深度的偏移。

參考資料

1. Faiz M. Khan, The Physics of Radiation Therapy, Chapter 10: A System of Dosimetric Calculations. (提到 "Since electron contamination increases with field size and decreases with SSD, the depth of maximum dose tends to... increase with SSD.") (https://radiologykey.com/a-system-of-dosimetric-calculations/)