ExamWise
114年:放射治療(2)

使用克拉森法（ Clarkson's method ）進行mantle field 劑量計算，若僅提供照野圖與照野 0×0到40×40 cm²不同深度 TAR表，可使用① TAR(0) ② 圖1 ③圖2 ，下列計算式何項正確？ 圖片 圖片

A②＝①＋③
B①＝②＋③
C③＝②＋①
D②＝①×③

詳細解析

本題觀念：

  • 克拉森法 (Clarkson's method)：用於計算不規則照野（例如傳統何杰金氏淋巴瘤治療中常用的 mantle field）的劑量分布與相關參數。
  • 射束成分拆分：在劑量計算中，會將任何射束對特定深度的總劑量貢獻，拆分為「主射束貢獻 (Primary component)」與「散射貢獻 (Scatter component)」。
  • 組織空氣比 (Tissue-Air Ratio, TAR) 與散射空氣比 (Scatter-Air Ratio, SAR) 的關係：特定深度的總 TARTAR 等於主射束的 TARTAR 與散射射束的 SARSAR 之和。

影像分析：

  • 圖 1：顯示為 TAR‾\overline{TAR}，代表「平均組織空氣比」(average Tissue-Air Ratio)。在不規則照野的劑量計算中，這表示該計算點所受到的總平均組織空氣比。
  • 圖 2：顯示為 SAR‾\overline{SAR}，代表「平均散射空氣比」(average Scatter-Air Ratio)。由於不規則照野各個方向邊緣距離不同，造成散射貢獻不一，克拉森法會將照野自計算點向外分為多個扇形區域（通常每 10∘10^\circ 切分一個扇形），計算每個扇形半徑對應的 SARSAR 後再取平均值，即得到 SAR‾\overline{SAR}。

選項分析

根據克拉森法的物理定義，不規則照野中特定點的平均組織空氣比 (TAR‾\overline{TAR})，等於主射束的 TARTAR (即 0×00 \times 0 照野的 TARTAR，因其無任何散射貢獻) 加上該點的平均散射空氣比 (SAR‾\overline{SAR})。

題目設定代號如下：

  • ① = TAR(0)TAR(0)，代表主射束貢獻
  • ② = TAR‾\overline{TAR} (圖 1)，代表總射束貢獻
  • ③ = SAR‾\overline{SAR} (圖 2)，代表總散射射束貢獻

公式推導為：TAR‾=TAR(0)+SAR‾\overline{TAR} = TAR(0) + \overline{SAR} 將代號代入即為：② = ① + ③

  • (A) ② = ① + ③：正確，完全符合克拉森法中總 TARTAR 等於主射束與散射射束總和的物理定義。
  • (B) ① = ② + ③：錯誤，此等式表示「主射束等於總射束加上散射射束」，在物理意義上不成立。
  • (C) ③ = ② + ①：錯誤，若要單獨計算散射成分，公式應為移項後的 ③ = ② - ① (SAR‾=TAR‾−TAR(0)\overline{SAR} = \overline{TAR} - TAR(0))。
  • (D) ② = ① × ③：錯誤，主射束與散射射束的貢獻是「相加」的線性關係，並非相乘。

答案解析

正確答案為 (A)。 醫事放射師在處理高度不規則形狀的照野 (如 mantle field) 時，由於無法直接套用對等方照野 (equivalent square field) 的查表數值，必須利用 Clarkson's method。該方法將劑量分為兩個獨立部分：

  1. 主射束 (Primary beam)：不隨照野形狀及大小改變，僅與深度有關，以 TAR(0)TAR(0) 呈現。
  2. 散射射束 (Scatter beam)：高度依賴照野形狀與大小，需透過扇形積分 (sector integration) 計算出 SAR‾\overline{SAR}。 兩者相加即可求得不規則照野的 TAR‾\overline{TAR}。對應題目給定的代碼，即為 ② = ① + ③。

核心知識點

準備本科目時，請務必熟記以下放射物理中原射束與散射射束的組成公式，無論是考哪一種參數，概念皆相同：

  1. TAR=TAR(0)+SARTAR = TAR(0) + SAR
  2. TMR=TMR(0)+SMRTMR = TMR(0) + SMR (Tissue-Maximum Ratio 與 Scatter-Maximum Ratio)
  3. TPR=TPR(0)+SPRTPR = TPR(0) + SPR (Tissue-Phantom Ratio 與 Scatter-Phantom Ratio)

臨床重要性

Mantle field 是一種包含頸部、鎖骨上、腋下以及縱膈腔淋巴結的巨大不規則照野。為了保護肺臟與心臟，必須使用客製化的擋塊 (cerrobend blocks) 進行遮蔽，這會導致照野形狀極不規則且中心軸可能被擋塊遮蔽 (off-axis)。克拉森法在現今雖大多已被電腦治療計畫系統 (TPS) 內的卷積疊加 (Convolution/Superposition) 或蒙地卡羅 (Monte Carlo) 演算法取代，但在手動驗算 (hand calculation) 或獨立劑量驗證 (independent dose verification) 中，其將射束拆分的核心物理概念依然是放射治療品質保證 (QA) 的重要基礎。

參考資料

  1. Principles of Radiation Physics - Clinical Gate
  2. Physics of Radiation Therapy - Third Edition by Faiz M. Khan
了解本站架構