放射 - 深度劑量參數（PDD/TAR/TMR/TPR）考古題解析 - 民國114年

本題觀念：

本題主要測驗放射治療物理學中百分深度劑量 (Percentage Depth Dose, PDD) 的影響因子，以及康普頓散射 (Compton scattering) 隨光子能量變化的物理特性。 PDD 受到四個主要參數影響：射束能量 (Beam energy)、深度 (Depth)、照野大小 (Field size) 與射源至表面距離 (SSD)。在兆伏特 (MV) 治療射束中，光子與物質交互作用最主要的形式為康普頓散射。根據克萊因-仁科公式 (Klein-Nishina formula)，光子能量的高低會直接影響康普頓散射的發生機率與散射角度的分佈。

選項分析

A. 固定照野，固定深度，散射機率隨著能量增加而變小 正確。 放射治療的兆伏特 (MV) 光子射束在假體或人體內最主要的交互作用為康普頓散射。康普頓散射的總截面（即發生交互作用的機率）會隨著入射光子能量的增加而逐漸減小（近似與能量 $E$ 成反比）。因此，在固定照野與深度下，能量越高的光子發生散射的機率確實較小。

B. 對於PDD隨著照野的變化而改變，較低能量光子射束會比較高能量光子射束來的明顯 正確。 照野大小對 PDD 的影響主要來自於「散射光子」對中心軸劑量的貢獻。較低能量的光子發生散射時，其角度分佈較廣（較多側向散射），因此當照野張開時，從照野側邊散射回中心軸的劑量會顯著增加；而高能量光子的散射高度集中於前向（forward-peaked），照野側邊增加的體積對中心軸的散射貢獻相對有限。因此，較低能量射束的 PDD 隨著照野大小變化的幅度會比高能量射束更加明顯。

C. 固定深度，固定光子射束能量，隨著照野變大， PDD也隨之變大 正確。 在固定深度與能量的情況下，當照野面積增加，被照射的假體體積也隨之增加，這會產生更多的散射光子。這些增加的散射光子會貢獻到中心軸的深處，使得深部劑量相對於最大劑量深度（ $d_{max}$ ）的劑量提升，因此 PDD 會隨著照野變大而變大。

D. 較高能量的光子射束產生散射時，相對較低能量光子射束，有更多的比例是往側邊散射 錯誤。 根據描述康普頓散射角分佈的克萊因-仁科公式 (Klein-Nishina formula)，當光子能量越低時，散射光子的分佈較接近等向性（包含較多側向與背向散射）；而當光子能量越高時，散射會強烈地集中在「前向」 (strongly forward-peaked)。因此，較高能量光子射束產生散射時，絕大部分是往前散射，而非往側邊散射。

答案解析

選項 D 的描述與物理學事實恰好相反。高能量光子（如放射治療用的 MV 射束）在發生康普頓散射時，其散射角度具有強烈的前向性（forward-peaked），意即絕大比例的光子會繼續朝著原本的前進方向行進，側向散射的比例反而比低能量光子少。因此，選項 D 為錯誤敘述，是本題的正確答案。

核心知識點

醫事放射師國考中，關於 PDD (Percentage Depth Dose) 與 康普頓散射 的核心物理考點如下，考生務必熟記：

PDD 的四大影響因子：
- 能量 (Energy)：能量 $\uparrow$ $\rightarrow$ 穿透力 $\uparrow$ $\rightarrow$ PDD $\uparrow$
- 照野大小 (Field Size)：照野 $\uparrow$ $\rightarrow$ 假體內散射貢獻 $\uparrow$ $\rightarrow$ PDD $\uparrow$
- SSD (Source-Surface Distance)：SSD $\uparrow$ $\rightarrow$ 根據平方反比定律 (Mayneord F factor) $\rightarrow$ PDD $\uparrow$
- 深度 (Depth)：深度 $\uparrow$ (超過 $d_{max}$ 後) $\rightarrow$ PDD $\downarrow$
康普頓散射 (Compton Scattering) 的能量依賴性：
- 發生機率：隨光子能量增加而遞減。
- 散射方向性：能量越高，散射越具前向性 (forward-peaked)；能量越低，側向與背向散射的比例才較高。這也是為何高能射束的半影區 (penumbra) 較銳利、且 PDD 受照野大小影響較小的原因。

有關光子 PDD、照野與射束能量之間的關係，下列何者錯誤？

詳細解析

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核心知識點

參考資料