115 專技高考高等考試 醫事放射師 放射線治療原理與技術學（第一次） 考古題詳解

核心觀念

本題考查攝護腺癌接受放射治療後，發生「第二原發惡性腫瘤」的相對風險，並與接受手術治療者比較。

SEER 研究以年齡及攝護腺癌診斷後存活時間校正，計算放射治療組與手術組的相對風險差異：

$$\text{相對風險增加率} = \left( \frac{RR_{\text{放射治療}}}{RR_{\text{手術}}}-1 \right)\times 100\%$$

題目問的是「增加超過 $100\%$」，也就是放射治療組的相對風險至少高於手術組一倍。

解題方法

依據 SEER 研究結果，第二惡性腫瘤的風險會隨診斷後存活時間增加，尤其在存活至少 10 年的患者中，放射治療相關的晚期第二癌風險更明顯。

各腫瘤在存活至少 10 年時，放射治療相較於手術的相對風險增加率如下：

• 膀胱癌：約 $77\%$
• 直腸癌：約 $105\%$
• 白血病：未呈現顯著增加
• 肺癌：雖有增加趨勢，但未超過 $100\%$

其中只有直腸癌的相對風險增加超過 $100\%$。

直腸癌的比較可表示為：

$$\text{相對風險增加率}=105\%$$

這代表放射治療組發生第二原發直腸癌的相對風險，約為手術組的 $2.05$ 倍。

選項分析

核心觀念

本題考查急性輻射症候群（acute radiation syndrome, ARS）的典型病程，以及不同器官系統受高劑量全身性照射後的潛伏期與臨床表現。

ARS通常依序經過：

1. 前驅期（prodromal phase）：照射後數分鐘至數日出現噁心、嘔吐、厭食、倦怠、頭痛等症狀。
2. 潛伏期（latent phase）：前驅症狀暫時緩解，表面上症狀減輕。
3. 臨床疾病期（manifest illness phase）：依受損的主要器官系統，出現造血、胃腸道或腦血管／神經血管症候群。
4. 恢復或死亡：取決於受照劑量、照射範圍、個體狀況及醫療處置。

不同症候群的致死劑量與潛伏期不同：

• 造血系統症候群：通常於數週後出現嚴重感染、出血及骨髓衰竭。
• 胃腸道症候群：潛伏期較短，通常於數日至數週內出現嚴重腹瀉、脫水與電解質失衡。
• 腦血管／神經血管症候群：所需劑量最高，但潛伏期最短，常在數小時至數日內迅速惡化。

解題方法

判斷本題可掌握兩個病程原則：

• 時間順序是「前驅期 → 潛伏期 → 臨床疾病期」。
• 嚴重度越高、越接近中樞神經系統的症候群，通常潛伏期越短；腦血管症候群的潛伏期短於胃腸道症候群。

此外，周邊血液中的淋巴球對游離輻射相當敏感。全身接受 X 射線照射後，淋巴球數量可在低劑量下即出現下降，因此可作為早期評估造血系統傷害的指標。

選項分析

(A) 錯誤

核心觀念

本題考查不同染色體與 DNA 損傷分析技術的偵測對象。

「染色體易位」是指一段染色體片段轉移至另一條非同源染色體，常涉及兩條染色體的斷裂與重新接合。其重點不只是偵測 DNA 是否受損，而是要確認特定染色體位置是否發生重新排列。

最適合直接偵測染色體易位的技術，是利用帶有特定螢光標記探針，定位染色體基因座與其相對位置的：

$$\text{螢光原位雜交法（FISH）}$$

FISH 可使用不同顏色的探針標記兩個染色體區域。若兩個原本分離的探針在同一條衍生染色體上呈現融合訊號，即可判定發生易位。

解題方法

判斷此題的關鍵，是先確認題目要偵測的是：

• 一般 DNA 斷裂；
• DNA 雙股斷裂；
• 大型 DNA 片段；
• 還是染色體結構重新排列。

染色體易位屬於「染色體結構變異」，需要辨識特定染色體片段的位置改變與重新接合。因此，應選擇能直接在細胞核內定位特定染色體區域的技術。

FISH 的基本流程為：

1. 使細胞染色體 DNA 變性。
2. 加入與特定染色體序列互補的螢光探針。
3. 探針與目標序列雜交。
4. 以螢光顯微鏡觀察訊號位置、分離或融合情形。
5. 根據訊號排列判斷是否發生染色體易位。

因此，本題答案為螢光原位雜交法。

選項分析

(A) $\gamma$H2AX 免疫螢光染色

$\gamma$H2AX 是組蛋白 H2AX 在 DNA 雙股斷裂附近被磷酸化後形成的標誌，可透過免疫螢光染色觀察細胞核內的 $\gamma$H2AX foci 數量。

其主要用途是：

• 偵測 DNA 雙股斷裂；
• 評估放射線或化學物質造成的 DNA 損傷；
• 追蹤 DNA 損傷修復情形。

但 $\gamma$H2AX 主要反映「是否存在 DNA 雙股斷裂」，無法直接判定斷裂片段是否已與特定染色體重新接合。因此不適合用來直接偵測染色體易位。

錯誤。

(B) 彗星分析（comet assay）

彗星分析又稱單細胞凝膠電泳，是將單一細胞包埋於凝膠中，經細胞裂解與電泳後，依 DNA 片段移動形成的「彗星尾」評估 DNA 損傷程度。

常見評估指標包括：

核心觀念

本題考查腫瘤缺氧與放射線治療效果的關係。

放射線治療主要利用輻射造成 DNA 損傷。當腫瘤細胞內有氧氣存在時，輻射產生的自由基可與氧氣反應，形成較穩定且不易被細胞修復的 DNA 損傷，此現象稱為「氧固定效應（oxygen fixation effect）」。

缺氧腫瘤細胞對低 LET 放射線具有較強抗性，其放射線敏感度可用氧增敏比表示：

$$\text{OER}=\frac{\text{缺氧條件下達到相同生物效應所需劑量}} {\text{有氧條件下達到相同生物效應所需劑量}}$$

對一般低 LET 放射線而言，OER 約為 $2.5\sim3$，表示缺氧細胞可能需要約 2.5 至 3 倍劑量，才能達到與有氧細胞相同的生物效應。因此，增加腫瘤氧合可提升放射治療效果。

解題方法

判斷重點是：哪一個選項能直接增加病人血液中的氧分壓，進而提高腫瘤組織的氧氣供給？

吸入純氧可提高肺泡氧分壓與動脈血氧分壓，使血紅素攜氧量增加，並增加血漿中溶解氧。當腫瘤仍具有一定血流灌注時，較高的血氧可改善腫瘤內缺氧程度，增強氧固定效應，使放射線造成的 DNA 損傷更難修復。

因此正確答案為提供病人純氧。

選項分析

(A) 提供病人純氧：正確

吸入純氧能提高動脈血氧分壓與組織氧供，改善腫瘤細胞缺氧狀態。氧氣可固定輻射所產生的自由基損傷，增加低 LET 放射線對腫瘤細胞的殺傷效果，因此可增進放射治療效果。

(B) 放射治療前進行輸血：錯誤

核心觀念

本題考查線性能量轉移（linear energy transfer, LET）與相對生物效應（relative biological effectiveness, RBE）的定義及其關係。

1. LET

LET 表示帶電粒子沿軌跡前進時，單位長度所沉積的能量：

$$LET=\frac{dE}{dl}$$

常用單位為 $\mathrm{keV}/\mu\mathrm{m}$。

2. RBE

RBE 是在產生相同生物效應下，參考輻射劑量與待測輻射劑量的比值：

$$RBE=\frac{\text{參考輻射達到某生物效應所需劑量}} {\text{待測輻射達到相同生物效應所需劑量}}$$

RBE 越大，表示該輻射在相同吸收劑量下造成的生物損傷越強。

解題方法

判斷本題可依三個關鍵原則：

• LET 的單位是「能量／長度」。
• 在相同吸收劑量下，通常 LET 越高，游離事件越密集，DNA 損傷越集中，細胞存活分率越低。
• RBE 隨 LET 增加，先上升至峰值；LET 過高時會產生「過度殺傷效應」（overkill effect），RBE 反而下降，因此不是無限持續增加。

當游離事件的平均間距接近 DNA 重要結構的尺度時，單一粒子軌跡較容易在同一 DNA 分子或鄰近位置造成多重損傷，RBE 因而達到最大。

選項分析

(A) LET 單位為 $\mathrm{kV}/\mu\mathrm{M}$。

錯誤。

LET 是單位長度的能量損失，常用單位為：

$$\mathrm{keV}/\mu\mathrm{m}$$

$\mathrm{kV}$ 是電位差單位，並非能量單位；且題目中的 $\mu\mathrm{M}$ 是微莫耳濃度單位，亦非長度單位。正確寫法應為 $\mathrm{keV}/\mu\mathrm{m}$。

(B) 相同劑量下，LET 越小，所得的細胞存活分率越小。

錯誤。

核心觀念

本題考查臨床放射治療中，百分深度劑量（percentage depth dose, PDD）的經驗表示式，以及式中各參數的物理意義。

在光子束放射治療中，PDD 可用下列形式表示：

$$PDD(d,r,f) = 100 \left( \frac{f+d_m}{f+d} \right)^2 e^{-\mu(d-d_m)} K_s(r,d)$$

其中：

• $f$：源至皮膚距離，即 SSD。
• $r$：照野大小。
• $d$：計算劑量的深度。
• $d_m$：最大劑量深度。
• $\left(\frac{f+d_m}{f+d}\right)^2$：考慮不同深度之源軸距離所造成的反平方定律效應。
• $e^{-\mu(d-d_m)}$：描述光子束隨深度增加所產生的衰減。
• $K_s(r,d)$：描述散射劑量隨照野大小及深度改變的修正函數。

式中的 $\mu$ 是描述光子束衰減的有效線性衰減係數（effective linear attenuation coefficient），並非能量吸收係數或能量轉移係數。

解題方法

判斷本題的關鍵，是直接辨認公式中兩個符號的物理意義。

一、判斷 $\mu$

公式中的指數項為：

$$e^{-\mu(d-d_m)}$$

此形式源自窄束條件下的指數衰減關係：

$$I(x)=I_0e^{-\mu x}$$

因此，$\mu$ 所代表的是描述光子束強度衰減的線性衰減係數，主要與光電效應、康普頓散射及成對產生等光子相互作用造成的束流衰減有關。

必須區分下列三個係數：

• 線性衰減係數 $\mu$：描述光子束強度因移除作用而衰減。
• 能量轉移係數 $\mu_{\mathrm{tr}}$：描述光子能量轉移給帶電粒子的比例。
• 能量吸收係數 $\mu_{\mathrm{en}}$：描述轉移後真正被介質吸收的能量比例。

本題公式中的 $\mu$ 位於指數衰減項，故應為衰減係數，不是 $\mu_{\mathrm{tr}}$ 或 $\mu_{\mathrm{en}}$。

二、判斷 $K_s$

核心觀念

本題考查 TBI（全身照射，total body irradiation）製作組織補償器時，如何將「組織不足厚度」換算為「補償器實際厚度」。

補償器厚度比為 $0.8$，表示補償器所需提供的等效補償厚度為組織不足厚度的 $0.8$ 倍；再依補償器材質密度換算實際物理厚度。

使用公式：

$$t_c=\frac{TD \times r}{\rho_c}$$

其中：

• $t_c$：補償器實際厚度
• $TD$：組織不足厚度
• $r$：補償器厚度比
• $\rho_c$：補償器材質密度

解題方法

已知：

$$TD=8\ \mathrm{cm}$$ $$r=0.8$$ $$\rho_c=1.2\ \mathrm{g/cm^3}$$

先計算補償器所需的等效厚度：

$$TD \times r=8 \times 0.8=6.4\ \mathrm{cm}$$

再除以補償器材質密度，換算實際厚度：

$$t_c=\frac{8 \times 0.8}{1.2} =\frac{6.4}{1.2} =5.33\ \mathrm{cm}$$

因此補償器厚度為：

$$\boxed{5.33\ \mathrm{cm}}$$

核心觀念

立體定位放射手術（stereotactic radiosurgery, SRS）是利用立體定位系統，將高劑量輻射以極高的空間精確度集中於小型病灶，並盡量降低周圍正常組織的劑量。其主要要求包括：

1. 輻射束能從多方向聚焦於靶區。
2. 劑量分布具有高度適形性。
3. 能精確控制靶區深度與正常組織受量。
4. 適合顱內小型、邊界明確的病灶治療。

可執行 SRS 的設備或粒子種類，重點在於能否形成精確、集中且可控制的高劑量分布，而非僅看其是否能產生游離輻射。

解題方法

逐一判斷各選項是否能提供適合立體定位治療的輻射束：

• 光子束可藉由多角度照射、弧形照射或多葉準直儀形成高度集中劑量。
• 質子束可利用布拉格峰（Bragg peak）將主要能量沉積於特定深度，降低出口劑量。
• 電子束雖具有明顯射程與表淺部位劑量優勢，但橫向散射較大、束流聚焦能力有限，深部小病灶的劑量適形性與定位精度不足。

因此，不能用來執行立體定位放射手術的是電子束。

選項分析

(A) 直線加速器：錯誤選項

直線加速器（linear accelerator, LINAC）可產生高能光子束，並搭配立體定位架、影像導引、多葉準直儀（MLC）、錐形準直儀（cone）或弧形治療技術，將劑量集中於顱內靶區。

LINAC 是現代 SRS 常用的平台之一，可執行單次高劑量 SRS，也可執行分次立體定位放射治療（stereotactic radiotherapy, SRT）。因此可以用來執行立體定位放射手術。

(B) 加馬刀：錯誤選項

核心觀念

本題考查高能電子射束在水中隨深度增加而產生的能量損失，以及電子束「深度處平均能量」的估算。

臨床上常用電子束平均能量與水中深度的近似關係：

$$\bar{E}(z)\approx E_0\left(1-\frac{z}{R_p}\right)$$

其中：

• $E_0$：入射電子的初始能量
• $z$：水中深度
• $R_p$：電子束在水中的實用射程（practical range）

電子在水中的實用射程可近似為：

$$R_p\approx \frac{E_0}{2.33}$$

因此，電子進入水中後，深度越深，平均能量越低。

解題方法

已知：

$$E_0=9\ \mathrm{MeV},\qquad z=2\ \mathrm{cm}$$

先估算實用射程：

$$R_p\approx \frac{9}{2.33}\approx 3.86\ \mathrm{cm}$$

代入深度平均能量公式：

$$\bar{E}(2) \approx 9\left(1-\frac{2}{3.86}\right)$$ $$\bar{E}(2) \approx 9(0.482) \approx 4.34\ \mathrm{MeV}$$

計算值約為 $4.3\ \mathrm{MeV}$。選項以整數表示，因此最接近的是 $5\ \mathrm{MeV}$。

故選：

$$\boxed{(D)\ 5\ \mathrm{MeV}}$$

選項分析

核心觀念

AAPM TG-43 是近接治療劑量計算的標準議定書。其劑量率公式可表示為：

$$\dot{D}(r,\theta) = S_K\Lambda \frac{G(r,\theta)}{G(r_0,\theta_0)} g(r)F(r,\theta)$$

其中：

• $S_K$：空氣中參考點的空氣克馬強度。
• $\Lambda$：劑量率常數，表示射源強度與水中參考劑量率的轉換關係。
• $G(r,\theta)$：幾何函數，描述射源幾何形狀及距離所造成的劑量變化。
• $g(r)$：徑向劑量函數，描述在橫軸上，扣除幾何效應後，光子於水中傳遞時因吸收與散射造成的劑量變化。
• $F(r,\theta)$：各向異性函數，描述射源封套、結構及介質造成的角度依存性。

TG-43 中的徑向劑量函數通常定義於射源橫軸，即 $\theta=90^\circ$：

$$g(r)= \frac{\dot{D}(r,90^\circ)/G(r,90^\circ)} {\dot{D}(r_0,90^\circ)/G(r_0,90^\circ)}$$

其中參考距離通常為 $r_0=1\ \text{cm}$。因此，$g(r)$ 已經排除射源幾何因素，專門反映光子在水中隨徑向距離增加所產生的吸收與散射效應。

解題方法

判斷本題的關鍵，是辨識各 TG-43 劑量計算因子的功能：

1. 題目問的是徑向劑量函數 $g(r)$。
2. $g(r)$ 的定義是在射源橫軸上，通常為 $\theta=90^\circ$。
3. 它先以幾何函數 $G(r,\theta)$ 校正距離與射源幾何造成的影響。
4. 校正後的剩餘變化，主要反映光子在介質中的衰減、吸收及散射。

核心觀念

本題考查放射治療中的「病患固定與擺位器具」及其適用部位。乳癌放射治療通常需要使病患上半身及雙側上肢維持穩定位置，以確保每次治療的照射範圍與劑量分布一致，常使用 alpha cradle 等塑形固定模具。

Alpha cradle 是利用真空抽吸，使填充物依病患身形塑形成個人化固定模具，能固定軀幹、肩部及上肢，適用於乳房、胸壁等部位的放射治療。

解題方法

判斷固定器具的適用性，可依其固定或改善的身體部位區分：

• 乳房、胸壁及上半身固定：選擇可依身形塑形的固定模具，如 alpha cradle。
• 骨盆或下腹部固定：使用 pelvic board。
• 腹部及骨盆器官避讓、俯臥治療：使用 belly board。
• 頭頸部及口腔區域固定：使用 bite block。

本題問「適用於臨床放射治療乳癌病患」的固定模具，在四個選項中，能依病患軀幹形狀製作個人化固定效果者為 alpha cradle。

選項分析

(A) pelvic board

Pelvic board 是骨盆固定板，主要用於骨盆部位放射治療，協助固定骨盆位置、維持下肢及軀幹擺位，常見於婦科腫瘤、直腸癌或攝護腺癌等治療。

乳癌治療的主要固定區域為胸部、乳房及上肢，並非骨盆，因此不適合作為本題答案。

核心觀念

CT 虛擬模擬定位（CT virtual simulation）是利用病人的三維 CT 影像資料，在電腦中建立虛擬治療環境，以完成治療姿勢、照野、等中心及射束方向的規劃。其核心包含：

• 虛擬治療機：在治療計畫系統中模擬實際直線加速器或其他治療機的幾何條件。
• CT 影像資料：病人的連續軸向 CT 影像可重建為三維解剖模型，作為定位與治療計畫依據。
• DRR（Digitally Reconstructed Radiograph）：由三維 CT 資料沿特定射束方向計算、重建出的二維投影影像，用來模擬傳統 X 光模擬定位影像或治療機驗證影像。

解題方法

逐一判斷三個敘述是否符合 CT 虛擬模擬定位的基本定義：

1. 是否在電腦中模擬治療機？
2. 是否以病人的 CT 影像作為虛擬定位依據？
3. DRR 是否屬於由 CT 三維資料重建的二維影像？

三項均符合，因此選擇包含 ①②③ 的選項。

選項分析

① 治療機是虛擬的。— 正確

CT 虛擬模擬並非直接使用實際治療機進行定位，而是在治療計畫系統中建立虛擬治療機模型，模擬其射束方向、機架角度、準直儀、治療床及等中心等幾何關係。

核心觀念

本題考查放射治療設備自安裝、驗收到正式臨床使用前的責任分工與安全程序，重點包括：

1. 安裝與驗收測試（acceptance testing）：確認設備是否符合採購合約、製造商規格及安全要求。
2. 系統運轉前測試：確認設備可正常操作，且各項安全連鎖、警示與控制功能均可運作。
3. 初步輻射環境測量：設備開始能產生治療射束後，必須評估治療室外及鄰近區域的輻射劑量率，以確認屏蔽設計及使用安全。
4. 委託測試與臨床使用前確認：設備必須先確認性能、安全性及劑量資料充分，才可進行患者治療相關的治療計畫與劑量計算。

其中，賣方負責設備安裝及協助測試，院方醫學物理師則負責驗收的專業監督、獨立查核、輻射安全評估與臨床使用前的劑量基準建立，不能將責任完全排除。

解題方法

判斷本題可採「臨床使用前安全流程」分析：

$$設備安裝 \rightarrow 驗收測試 \rightarrow 初步輻射測量 \rightarrow 醫學物理委託與劑量資料建立 \rightarrow 治療計畫與患者治療$$

只要選項將院方醫學物理師的責任完全排除，或違反「設備須經測試確認後才能用於患者」的原則，即為錯誤。

選項分析

(A) 錯誤

直線加速器的安裝、初步啟動及部分原廠測試，通常由賣方工程師及原廠人員執行；但是，這不代表院方醫學物理師沒有責任。

院方醫學物理師至少應負責或參與：

• 審查設備性能是否符合採購規格。
• 見證、監督及查核驗收測試。
• 確認劑量測量系統及測試方法適當。
• 執行或審核獨立劑量與安全測試。
• 評估設備是否適合臨床使用。
• 建立後續治療所需的輸出量、劑量分布及品質保證基準。

核心觀念

直線加速器正式治療病人前，必須依序完成三個階段：

1. 安裝（installation） 將直線加速器及其附屬設備依核准規格完成裝設、連接與初步功能確認，包括機械、電氣、冷卻、影像及安全連鎖系統等。

2. 驗收測試（acceptance testing） 由醫療機構與原廠依合約、製造商規格及相關標準，確認設備性能是否符合採購要求與安全標準。驗收內容可包括輸出、能量、幾何精度、劑量監測系統、門控及緊急停止裝置等。

3. 系統臨床運轉前測試（clinical commissioning） 在設備驗收合格後，由醫學物理人員進行臨床使用前的完整測試與資料建立，例如：

• 測量各治療能量與模式的劑量特性
• 建立治療計畫系統所需的束流資料
• 確認劑量計算與實際輸出的符合程度
• 驗證機械、影像、治療計畫及治療執行流程
• 建立日常、月間及年度品質保證基準值

完成臨床運轉前測試後，設備才具備安全執行臨床治療的條件。

解題方法

判斷此題的關鍵是掌握「先硬體、後驗收、再臨床化」的流程：

$$\text{安裝} \longrightarrow \text{驗收測試} \longrightarrow \text{臨床運轉前測試}$$

其邏輯如下：

核心觀念

本題考查 DNA 雙股斷裂（DNA double-strand break, DSB）發生後的修復途徑，以及各修復蛋白的功能辨識。

題幹出現的蛋白具有以下意義：

• ATM：感受 DNA 雙股斷裂所引發的損傷訊號，啟動 DNA 損傷反應。
• MRE11：與 RAD50、NBS1 組成 MRN complex，參與雙股斷裂的辨識、固定與末端處理。
• BRCA1、BRCA2：參與同源重組修復，其中 BRCA1 協助斷裂末端處理，BRCA2 協助 RAD51 裝載至單股 DNA。
• RAD51：形成核蛋白絲，尋找同源 DNA 模板，進行鏈侵入與重組。

因此，ATM、MRE11、BRCA1/2 與 RAD51 同時聚集在 DNA 斷裂處，是典型的同源重組修復標誌。

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解題方法

先判斷損傷類型，再依修復蛋白判斷途徑：

1. ATM 與 MRE11 顯示此處是 DNA 雙股斷裂的損傷反應位置。
2. RAD51 是同源重組修復的核心蛋白，負責尋找同源序列並進行 DNA 鏈交換。
3. BRCA1/2 是 RAD51 依賴性同源重組修復的重要調控蛋白。
4. 因此，該斷裂點正在進行同源染色體重組修復。

同源重組修復的基本概念是利用尚未受損的同源 DNA，通常是姐妹染色單體，作為修復模板，因此具有較高的準確性，主要發生在 S 期與 G2 期。

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選項分析

(A) 鹼基切除修復（base excision repair）

錯誤。

鹼基切除修復主要處理單一受損鹼基，例如氧化、去胺或烷化造成的鹼基損傷。其典型流程包括：

1. DNA glycosylase 移除受損鹼基；
2. 形成無鹼基位置；
3. AP endonuclease 切開 DNA；
4. DNA polymerase 補入正確核苷酸；
5. DNA ligase 封口。

BER 主要修復小範圍、非雙股斷裂型的 DNA 損傷，與 RAD51、BRCA1/2 所代表的同源重組修復不同。

(B) 同源染色體重組修復（homologous recombination repair）

正確。

同源重組修復專門處理 DNA 雙股斷裂，利用同源 DNA 作為模板。BRCA1/2 與 RAD51 是此途徑的重要蛋白：

• ATM 偵測並傳遞雙股斷裂訊號；
• MRE11 參與斷裂端辨識與處理；
• BRCA1 協助 DNA 末端切除與修復路徑選擇；

核心觀念

本題考查線性二次模式（linear-quadratic model, LQ model）下，不同分次劑量之間的生物效應等效換算。

腫瘤的生物有效劑量（BED）為：

$$\mathrm{BED}=nd\left(1+\frac{d}{\alpha/\beta}\right)$$

其中：

• $n$：照射次數
• $d$：每次照射劑量
• $nd=D$：總劑量
• $\alpha/\beta$：組織特性參數

在腫瘤控制率相同的條件下，假設治療時間相同且忽略腫瘤再增殖效應，兩種分次方式的 BED 應相等。

解題方法

1. 原照射計畫

每週照射 $5$ 次，共 $5$ 週，因此總照射次數為：

$$n_1=5\times 5=25\text{ 次}$$

每次劑量為：

$$d_1=2\ \mathrm{Gy}$$

原總劑量：

$$D_1=n_1d_1=25\times2=50\ \mathrm{Gy}$$

腫瘤 $\alpha/\beta=10\ \mathrm{Gy}$，所以原計畫的 BED 為：

$$\mathrm{BED}_1 =25\times2\left(1+\frac{2}{10}\right)$$ $$\mathrm{BED}_1 =50\times1.2 =60\ \mathrm{Gy}$$

2. 新照射計畫

單次劑量降低為：

$$d_2=1.2\ \mathrm{Gy}$$

設新計畫的總劑量為 $D_2$，則：

$$\mathrm{BED}_2 =D_2\left(1+\frac{1.2}{10}\right)$$ $$\mathrm{BED}_2=1.12D_2$$

控制率相同，故：

$$\mathrm{BED}_1=\mathrm{BED}_2$$ $$60=1.12D_2$$ $$D_2=\frac{60}{1.12}=53.571\ldots\ \mathrm{Gy}$$

取至選項所示精度：

$$D_2\approx53.6\ \mathrm{Gy}$$

選項分析

核心觀念

本題考查細胞週期各階段的意義，以及 cyclins 與 Cdk 的調控方式。

細胞週期依序包括：

• G1 期（Gap 1）：細胞生長、合成蛋白質與細胞器。
• S 期（Synthesis）：進行 DNA 複製。
• G2 期（Gap 2）：進行有絲分裂前的準備與檢查。
• M 期（Mitosis）：進行有絲分裂及細胞質分裂。

Cdk 本身是細胞週期調控的核心激酶，但通常需與特定 cyclin 結合後才具有活性。細胞週期的推進，主要是由不同時期 cyclin 的合成與降解，依序活化不同 Cdk 複合體。

由 G1 期進入 S 期時，主要涉及：

1. Cyclin D–Cdk4/6：早期 G1 期作用，促進細胞通過 G1 期。
2. Cyclin E–Cdk2：晚期 G1 期作用，促進 G1/S 轉換。
3. Cyclin A–Cdk2：S 期開始後作用，協助 DNA 複製與 S 期進行。

解題方法

本題可採「名詞定義＋調控原則」判斷：

1. 先確認各細胞週期階段名稱的英文來源。
2. 再區分 cyclin 與 Cdk 的變化方式：

• cyclin：濃度會隨細胞週期而週期性升降。
• Cdk：蛋白質量通常相對穩定，主要藉由 cyclin 結合來改變活性。

3. 最後依 G1 至 S 期的 cyclin 出現順序，判斷選項是否正確。

因此，符合標準細胞週期調控順序的是 cyclins D、E、A 依序參與 G1 至 S 期轉換。

選項分析

(A) 比較不同細胞的細胞週期，時間長度差異最大通常是 M 期。

錯誤。

不同細胞的細胞週期長度差異，主要來自 G1 期。有些細胞在 G1 期可迅速進入 S 期，有些細胞則會停留在 G1 期，甚至進入靜止的 G0 期。

M 期通常是整個細胞週期中相對短且變異較小的階段，並非不同細胞間時間差異最大的階段。

在放射生物學中，腫瘤細胞常具有細胞週期調控失常與增殖速度差異，但不能因此將週期差異最大歸因於 M 期。

(B) 週期素依賴性激酶的表現量，會隨細胞週期移動而改變。

錯誤。

核心觀念

本題考查「腫瘤缺氧（tumor hypoxia）」的偵測方法，以及各種影像或組織學技術所反映的生理意義。

腫瘤缺氧的偵測方式大致可分為：

1. 直接測量腫瘤內氧分壓：如氧氣探針（oxygen probe）。
2. 利用缺氧誘導的分子標記：如 carbonic anhydrase IX（CA9）免疫組織染色。
3. 利用缺氧選擇性示蹤劑進行核醫影像：如 $^{18}\mathrm{F}$-EF5。
4. 測量血流或灌流狀態：如 $^{15}\mathrm{O}$-H$_2$O PET，主要反映血流量，不是直接偵測組織缺氧。

因此，必須辨認各選項的「主要測量對象」，不能只要看到含有氧元素或核醫示蹤劑就判定為缺氧偵測技術。

解題方法

判斷每個選項所測量的生理量：

• 若直接測量氧分壓，屬於缺氧偵測。
• 若測量缺氧誘導蛋白或缺氧結合型示蹤劑，屬於缺氧偵測。
• 若主要測量血流、灌流或血容量，則不能直接作為腫瘤缺氧偵測方法。

$^{15}\mathrm{O}$-H$_2$O 是常用的 PET 灌流示蹤劑，注射後可依組織血流分布，用於估算局部血流量：

$$\text{局部血流量} \longrightarrow \text{灌流資訊}$$

它反映的是血液供應情形，而非腫瘤細胞或組織的實際氧分壓。因此，$^{15}\mathrm{O}$-H$_2$O 無法直接偵測腫瘤缺氧。

選項分析

(A) $^{15}\mathrm{O}$-H$_2$O

錯誤選項，亦即本題正確答案。

$^{15}\mathrm{O}$-H$_2$O 是 PET 灌流示蹤劑，主要用於測量組織血流量與灌流分布。腫瘤血流不足雖可能造成缺氧，但「血流不足」與「缺氧」並非同一項生理量；腫瘤仍可能因氧氣萃取率、微循環分布及氧氣擴散距離等因素產生缺氧。

因此，$^{15}\mathrm{O}$-H$_2$O 只能提供血流相關資訊，不能直接作為腫瘤缺氧的偵測工具。

須注意，$^{15}\mathrm{O}$-O$_2$、$^{18}\mathrm{F}$-FMISO、$^{18}\mathrm{F}$-FAZA、$^{18}\mathrm{F}$-EF5 等探討氧代謝或缺氧的示蹤方式，與 $^{15}\mathrm{O}$-H$_2$O 的用途不同。

核心觀念

本題考查放射線治療中的輻射保護劑，重點包括：

1. WR-2721 與 amifostine 的關係
2. amifostine 的作用機轉
3. 對頭頸部放射治療副作用的保護效果
4. 給藥時機及正常組織選擇性保護

WR-2721 是 amifostine 的化學代號，兩者並非作用機轉不同的藥物，而是同一種藥物的不同名稱。Amifostine 進入體內後，經由正常組織較豐富的鹼性磷酸酶去磷酸化，形成具細胞保護作用的活性代謝物 WR-1065。

其主要作用包括：

• 清除游離基；
• 減少 DNA、細胞膜及蛋白質受到放射線造成的損傷；
• 保護正常組織，尤其是唾液腺、腎臟及骨髓等組織。

由於腫瘤組織通常血流、鹼性磷酸酶活性及藥物活化條件與正常組織不同，amifostine 可產生一定程度的正常組織選擇性保護。

解題方法

本題屬於「藥物名稱—作用機轉—臨床效果—給藥時機」的觀念題。判斷順序如下：

1. 先確認 WR-2721 是否就是 amifostine。
2. 再判斷 amifostine 是否具有正式核准用途。
3. 確認其對頭頸癌放射治療常見副作用，尤其是口乾症，是否具有保護效果。
4. 最後判斷其給藥時機及腫瘤組織中的分布特性。

因此，正確敘述應符合：WR-2721 即 amifostine、具有 FDA 核准用途、可減少頭頸部放射治療造成的唾液腺損傷與口乾症，並且通常在放射治療前給藥。

選項分析

(A) WR-2721 與 amifostine 為作用機轉不同的藥物。

錯誤。

WR-2721 就是 amifostine，兩者是同一種放射線保護劑的不同命名方式，不是兩種作用機轉不同的藥物。

Amifostine 本身屬於前驅藥，進入體內後經去磷酸化形成活性代謝物 WR-1065。其活性代謝物可清除放射線產生的自由基，降低正常組織的放射線損傷。

因此，不能將 WR-2721 與 amifostine 視為兩種不同藥物。

核心觀念

本題考查兒童甲狀腺對游離輻射的年齡相關敏感度，以及輻射誘發甲狀腺癌的流行病學特徵。

甲狀腺癌的輻射致癌風險具有明顯的年齡效應：

• 年齡越小，甲狀腺組織對輻射越敏感。
• 幼兒及兒童接受頸部、頭部或全身輻射照射後，日後發生甲狀腺癌的風險較高。
• 兒童期的輻射致甲狀腺癌風險，通常以 15 歲以前最為重要。
• 年齡超過 15 歲後，誘發甲狀腺癌的機率會明顯減少；成年後則進一步降低。

本題沒有涉及特定法條，適用放射生物學與輻射防護中「年齡效應」的基本原則。

解題方法

題目問的是：「當年齡超過幾歲時，誘發甲狀腺癌的機率明顯減少？」

判斷關鍵在於辨認甲狀腺輻射致癌風險的年齡分界。放射線防護與放射生物學教材通常將 15 歲視為兒童甲狀腺高敏感期的重要界線：

$$\text{年齡} \leq 15\text{ 歲}：甲狀腺輻射敏感度較高$$ $$\text{年齡} > 15\text{ 歲}：誘發甲狀腺癌的機率明顯降低$$

核心觀念

本題考查游離輻射對男性生殖腺，尤其是睪丸內生精細胞的劑量效應。

睪丸中的精原細胞（spermatogonia）具有高度放射敏感性，因此輻射可造成：

• 精子數量下降，形成少精症（oligospermia）。
• 生精作用暫時停止，形成暫時性不孕或無精症（azoospermia）。
• 生精幹細胞遭受不可逆損傷，造成永久性不孕。

常用劑量概念如下：

單次睪丸照射劑量	主要效應
約 $0.1\ \mathrm{Gy}$	可造成少精症、精子數量下降
約 $0.15\ \mathrm{Gy}$	可造成暫時性不孕
約 $1$～$2\ \mathrm{Gy}$	可造成明顯生精抑制，甚至無精症
約 $3.5$～$6\ \mathrm{Gy}$	可能造成永久性不孕
大於 $6\ \mathrm{Gy}$ 單次照射	高度可能造成永久性不孕

判斷本題時，須特別注意「最低劑量」及「單次照射、分次照射」等關鍵字。

解題方法

先以男性生殖系統的輻射劑量閾值比對各選項：

1. 少精症的起始劑量約為 $0.1\ \mathrm{Gy}$，不是 $0.5\ \mathrm{Gy}$。
2. 暫時性不孕通常約在 $0.15\ \mathrm{Gy}$即可發生；$1\ \mathrm{Gy}$雖可造成嚴重生精抑制，但不是「導致無精症及暫時不孕的最低劑量」。
3. 單次劑量超過 $6\ \mathrm{Gy}$，已進入永久性不孕的劑量範圍。
4. 對睪丸而言，總劑量相同時，分次照射不一定能降低傷害；分次照射可能使精原細胞在不同細胞週期階段持續受到打擊，對生精功能的損害可較單次照射更嚴重。因此選項所稱「傷害小於」不正確。

選項分析

(A) 錯誤。

核心觀念

本題考查光子射束劑量計算中，治療定位方式與深度劑量參數的配對：

• SSD（source-skin distance）治療技術：以射源至皮膚距離固定，常用 **PDD（percentage depth dose，百分深度劑量）**進行劑量計算。
• SAD（source-axis distance）治療技術：以射源至等中心距離固定，常用 **TMR（tissue-maximum ratio，組織最大劑量比）**進行劑量計算。

PDD 的定義為同一 SSD、同一照野條件下，體內深度 $d$ 的劑量與最大劑量深度 $d_{\max}$ 劑量之比：

$$PDD(d)=\frac{D(d)}{D(d_{\max})}\times 100\%$$

因此，SSD 技術中可直接由表面或最大劑量深度的已知劑量，乘上該深度的 PDD，求得治療深度劑量：

$$D(d)=D(d_{\max})\times \frac{PDD(d)}{100}$$

解題方法

判斷此題的關鍵是先確認治療技術：

1. 題目指定為 SSD 治療技術。
2. SSD 技術的劑量會受到射源至皮膚距離、深度、能量及照野大小影響。
3. 最直接反映「某一深度相對於最大劑量深度之劑量比例」的參數是 PDD。
4. 因此答案選擇 PDD。

選項分析

(A) TMR：錯誤

TMR 是組織最大劑量比，定義為相同射源至等中心距離及相同照野條件下，深度 $d$ 的劑量與最大劑量深度 $d_{\max}$ 劑量之比：

$$TMR(d)=\frac{D(d)}{D(d_{\max})}$$

核心觀念

本題考查臨床光子射束中，組織最大比值（TMR）與百分深度劑量（PDD）之間的換算因素。

兩者定義如下：

• PDD：在固定 SSD 下，深度 $d$ 與最大劑量深度 $d_{\max}$ 的劑量比：

$$PDD(d)=100\times \frac{D(d)}{D(d_{\max})}$$

• TMR：在固定 SAD 下，深度 $d$ 與最大劑量深度 $d_{\max}$ 的劑量比：

$$TMR(d)=\frac{D(d)}{D(d_{\max})}$$

兩者主要差異在於測量幾何條件不同：

• PDD 採固定 SSD；
• TMR 採固定 SAD。

因此，TMR 與 PDD 的轉換不能只直接乘以 $100$，還必須修正測量點之間的距離與散射條件。

---

解題方法

TMR 與 PDD 的基本轉換可表示為：

$$PDD(d) = 100\times TMR(d) \times \left( \frac{SSD+d_{\max}}{SSD+d} \right)^2 \times C_{\mathrm{scatter}}$$

其中：

• $SSD+d_{\max}$ 與 $SSD+d$：分別為射源至最大劑量深度及射源至治療深度的距離；
• 平方項：代表距離平方反比修正；
• $C_{\mathrm{scatter}}$：假體散射條件、場大小及幾何條件不同時所需的散射修正因子。

因此，轉換時必須考慮：

核心觀念

本題考查臨床劑量參數 空氣中準直器散射因子 $S_c$ 的量測條件。

$S_c$ 用來表示不同照野大小下，治療機頭內準直器所產生的散射輻射變化。其基本定義為：

$$S_c= \frac{M_{\text{air}}(A)} {M_{\text{air}}(10\times10)}$$

其中：

• $M_{\text{air}}(A)$：照野大小為 $A$ 時，在空氣中量得的校正讀值。
• $M_{\text{air}}(10\times10)$：參考照野 $10\times10\ \mathrm{cm^2}$ 時的校正讀值。
• 偵測器外需使用適當厚度的增建帽，以建立近似電子平衡條件。

$S_c$ 的量測重點是「在空氣中」量測，因此沒有水模體中的實際量測深度。

解題方法

判斷各選項是否符合 $S_c$ 的標準量測條件：

1. 是否使用增建帽並讓照野涵蓋偵測器。
2. 是否採用 $10\times10\ \mathrm{cm^2}$ 作為參考照野。
3. 是否把 $S_c$ 誤認為水中某一深度的劑量參數。
4. 是否以固定源軸距離的 SAD 幾何方式量測。

其中最關鍵的判斷是：$S_c$ 是空氣中量測的準直器散射因子，不是在水中 $5\ \mathrm{cm}$ 深度量測的參數。因此，提到「量測深度」的選項即不符合 $S_c$ 的定義。

選項分析

(A) 照野大小要涵蓋整個增建帽

正確。

增建帽必須充分涵蓋偵測器，且照野應涵蓋整個增建帽，使偵測器周圍形成一致的輻射條件，避免增建帽邊緣未被照射而影響散射電子平衡與量測結果。

因此，$S_c$ 的量測照野需能涵蓋整個增建帽。

核心觀念

電子射束治療中的組織填充物（bolus）通常由組織等效材料製成，主要功能包括：

• 補償體表凹凸，使照射表面較平坦。
• 增加體表劑量，降低電子束的皮膚保留效應。
• 將高劑量區向體表方向移動。
• 模擬或補償缺少的組織厚度。

電子束在材料中的有效射程，與材料的質量碰撞阻止本領（stopping power）及散射特性有關。加入 bolus 後，電子必須先通過 bolus 才進入患者組織，因此實際可進入患者體內的剩餘射程會減少。

解題方法

判斷各選項是否符合 bolus 的基本作用即可。

電子束在組織中的總有效射程可概念性表示為：

$$R_{\text{total}} \approx R_{\text{bolus}}+R_{\text{tissue}}$$

當 bolus 厚度增加時，電子束在進入患者前已消耗一部分射程，因此患者體內的剩餘穿透深度為：

$$R_{\text{tissue}} \approx R_{\text{total}}-R_{\text{bolus}}$$

所以 bolus 會使電子束的高劑量區向表面移動，並減少其在患者組織內的有效穿透深度，而非增加穿透深度。

選項分析

(A) 正確。

核心觀念

本題考的是高能電子射束的穿透深度與「有效治療深度」之間的關係。

電子射束的有效治療深度通常以治療深度，例如 $R_{90}$，表示劑量仍維持約 $90\%$ 的深度範圍。臨床及考試常用近似公式：

$$R_{90}\,(\mathrm{cm})\approx \frac{E\,(\mathrm{MeV})}{3.2}$$

快速估算時，也可記成：

$$\text{有效治療深度}\approx \frac{E}{3}$$

其中 $E$ 為電子射束能量。

解題方法

題目給定電子射束能量：

$$E=12\ \mathrm{MeV}$$

代入有效治療深度公式：

$$R_{90}\approx \frac{12}{3.2} \approx 3.75\ \mathrm{cm}$$

以快速估算公式計算：

$$\frac{12}{3}=4\ \mathrm{cm}$$

因此，$12\ \mathrm{MeV}$ 電子射束的有效治療深度約為 $3$～$4\ \mathrm{cm}$。

選項分析

• (A) $0$～$1\ \mathrm{cm}$：錯誤。 此深度過淺，較接近低能量電子束的表淺治療範圍，不符合 $12\ \mathrm{MeV}$ 電子射束的穿透能力。

• (B) $1.5$～$2.5\ \mathrm{cm}$：錯誤。 此範圍通常對應較低能量的電子射束；

核心觀念

本題考查電子射束由垂直入射改為斜向入射時，射束在組織中的有效射程、最高劑量點深度及百分深度劑量（PDD）的變化。

設電子射束與組織表面法線的夾角為 $\theta$，組織中沿法線方向的深度為 $z$，則電子在組織內實際行進的路徑長度約為：

$$s=\frac{z}{\cos\theta}$$

當入射角增加時，$\cos\theta$ 變小，因此在相同的垂直深度 $z$，電子實際通過的路徑 $s$ 變長，能量損失及多重散射增加，電子射程在「垂直深度方向」的投影則縮短。

因此，斜向入射時通常具有以下趨勢：

• 電子在垂直方向的穿透深度變淺。
• 最高劑量點 $d_{\max}$ 向表面方向移動。
• $50\%$ 百分深度劑量的深度變淺。
• 由於行進路徑增加，多重庫侖散射及側向劑量擴散增加。

解題方法

判斷斜向入射的關鍵，是比較相同垂直深度下的實際行進距離。

垂直入射時：

$$s=z$$

斜向入射時：

$$s=\frac{z}{\cos\theta}>z$$

電子在相同垂直深度已經走過較長的路徑，因此消耗較多能量。電子射束的有效射程在垂直方向可概念性表示為：

$$R_{\perp}\approx R\cos\theta$$

其中 $R$ 為沿射束方向的射程。當 $\theta$ 增加時，$\cos\theta$ 減小，故 $R_{\perp}$ 變短。$d_{\max}$ 與 $50\%$ PDD 深度也會向體表方向移動。

選項分析

(A) 電子的穿透深度變深。—錯誤

核心觀念

本題考查不同源皮距（SSD）下，百分深度劑量（PDD）的換算，主要使用：

1. Mayneord inverse square factor（Mayneord 因子）
2. TAR（組織—空氣比）修正
3. SSD 改變時，照野在計算深度的投影大小也會改變。

PDD 定義為：

$$\mathrm{PDD}(d)=100\times\frac{D(d)}{D(d_m)}$$

由 TAR 與反平方定律，可寫成：

$$\mathrm{PDD}(d,r,\mathrm{SSD}) = 100\times \mathrm{TAR}(d,r_d) \left( \frac{\mathrm{SSD}+d_m}{\mathrm{SSD}+d} \right)^2$$

其中 $r_d$ 為深度 $d$ 處的實際照野大小。

---

解題方法

已知：

$$d=7\ \mathrm{cm},\qquad d_m=1.5\ \mathrm{cm}$$

初始條件為：

$$\mathrm{SSD}_1=100\ \mathrm{cm}$$

目標條件為：

$$\mathrm{SSD}_2=130\ \mathrm{cm}$$

照野在深度 $7\ \mathrm{cm}$ 處的投影大小為：

$$r_d=16\times\frac{\mathrm{SSD}+d}{\mathrm{SSD}}$$

當 $\mathrm{SSD}=100\ \mathrm{cm}$ 時：

$$r_{d1}=16\times\frac{100+7}{100} =17.12\ \mathrm{cm} \approx17\ \mathrm{cm}$$

當 $\mathrm{SSD}=130\ \mathrm{cm}$ 時：

$$r_{d2}=16\times\frac{130+7}{130} =16.86\ \mathrm{cm} \approx17\ \mathrm{cm}$$

因此，兩種 SSD 下在深度 $7\ \mathrm{cm}$ 的有效照野皆可視為 $17\times17\ \mathrm{cm^2}$，故：

$$\frac{\mathrm{TAR}_2}{\mathrm{TAR}_1} = \frac{0.905}{0.905}=1$$

所以只需使用 Mayneord 因子：

核心觀念

本題考查旋轉治療（rotational therapy）使用組織空氣比（Tissue-Air Ratio, TAR）進行等中心點劑量計算的方法。

TAR 定義為相同射束條件下，體模中某深度點的劑量與該點在空氣中、相同射束幾何條件下劑量的比值：

$$TAR(d)=\frac{D_{\text{phantom at depth }d}}{D_{\text{air at same point}}}$$

旋轉治療時，射束會從不同角度照射等中心點。由於每一角度至體表的距離不同，等中心點相對於各方向的組織厚度也不同，因此每個角度具有不同的 TAR 值。計算時通常將各角度的 TAR 值取平均，作為旋轉治療的平均 TAR：

$$\overline{TAR} = \frac{1}{N}\sum_{i=1}^{N} TAR_i$$

其中 $N$ 為取樣的角度數。

---

解題方法

判斷本題的關鍵在於：

1. 是否需要取得等中心點至各方向體表的距離。
2. 是否依不同組織厚度查得各角度 TAR。
3. 角度取樣數是否與旋轉總角度相符。

完整旋轉一周為 $360^\circ$。若每隔 $10^\circ$ 取一個角度，取樣數為：

$$N=\frac{360^\circ}{10^\circ}=36$$

因此應取得約 36 個角度方向的 TAR 值，再計算平均值。$0^\circ$ 與 $360^\circ$ 為同一方向，不應重複計算，因此仍是 36 個獨立角度取樣。

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選項分析

(A) 需計算等中心點位置的平均 TAR 值。

正確。

核心觀念

本題考查立體定位放射手術（stereotactic radiosurgery, SRS）治療小體積腫瘤時的劑量學特性，重點包括：

• 劑量均勻度（dose homogeneity）
• 劑量順型度（dose conformity）
• 照射位置準確度
• 小照野的照野因子（output factor）

SRS 通常以多方向、窄照野及高劑量方式集中照射腫瘤，目標是提高腫瘤周圍劑量梯度，降低正常組織受量。

解題方法

針對 $1\ \mathrm{cm}$ 腫瘤，可視為典型小照野治療。判斷原則如下：

1. SRS 追求腫瘤劑量分布與腫瘤形狀高度吻合，因此順型度高。
2. 小照野常具有陡峭劑量梯度，腫瘤內部劑量均勻度不一定高，甚至可接受一定程度的劑量不均勻。
3. 腫瘤體積小且鄰近正常組織，對定位誤差非常敏感，因此位置準確度要求高。
4. 照野縮小後，側向電子平衡不足、準直器遮蔽及射源幾何效應會使輸出量下降，因此小照野的 output factor 通常較小，而非較大。

因此，不符合 SRS 小照野特性的敘述為 (D)。

選項分析

(A) 腫瘤劑量均勻度低：正確

SRS 使用小照野及多角度集中照射，常將最大劑量置於腫瘤中心或特定靶區，腫瘤內可能存在較大的劑量變化。因此，相較於傳統光子治療，SRS 的腫瘤內劑量均勻度可能較低。

臨床上 SRS 更重視靶區涵蓋、正常組織保護及劑量梯度，不一定要求腫瘤內每一點劑量完全均勻。

(B) 腫瘤劑量順型度高：正確

核心觀念

SRS（立體定位放射手術）使用極小照野與高劑量梯度，因此劑量量測工具必須兼顧：

• 偵測器尺寸小，以降低體積平均效應。
• 空間解析度高，以反映陡峭的劑量分布。
• 能量依存性與角度依存性低。
• 劑量反應穩定且不確定度低。

常見工具特性如下：

工具	主要優點	主要限制
游離腔	劑量量測準確、可追溯性佳	有效體積造成體積平均，微小照野下空間解析度受限
輻射劑量膠片	空間解析度極佳，可量測二維劑量分布	校正、顯影、掃描及能量反應造成劑量不確定度
TLD	可製成小型或片狀，適合體內及局部劑量量測	讀取、退火、能量反應及訊號衰減造成不確定度
半導體偵檢器	尺寸小、靈敏度高、即時讀值	能量依存性及角度依存性較明顯

解題方法

逐一核對各選項是否符合上述偵檢器特性。題目問的是「錯誤」的描述，因此只要找出與該工具主要物理特性不符者即可。

判斷重點在於：

1. 游離腔通常具有良好的劑量準確度。
2. 膠片的強項是空間解析度，而非絕對劑量準確度。
3. TLD 可縮小製作，但實務劑量不確定度通常高於標準游離腔。
4. 半導體雖尺寸小，但對能量與入射角度較敏感。

選項分析

(A) 游離腔能提供較為準確的劑量量測，但具有較高的能量依存性。

前半句正確。游離腔的劑量量測具良好準確度，且可透過標準校正程序建立劑量可追溯性。

後半句錯誤。一般游離腔的能量依存性相對較低，這也是其適合作為參考劑量量測工具的重要原因。

核心觀念

本題考查立體定位身體放射治療（stereotactic body radiation therapy, SBRT）的劑量分布與生物效應特性。

SBRT 的主要特徵包括：

• 少分次。
• 每次分次劑量高。
• 腫瘤靶區內給予高劑量。
• 靶區外劑量快速下降。
• 高劑量區與腫瘤形狀高度符合，以降低周邊正常組織受量。
• 生物等效劑量（biologically effective dose, BED）通常明顯高於一般分次體外放射治療。

BED 公式為：

$$BED=nd\left(1+\frac{d}{\alpha/\beta}\right)$$

其中：

• $n$：分次數
• $d$：每次分次劑量
• $\alpha/\beta$：組織特異性參數

當每次分次劑量 $d$ 增加時，BED 會因平方項效應而明顯上升。

解題方法

判斷本題可從兩個方向切入：

1. 觀察 SBRT 的物理劑量分布：是否具有高度順型度及快速劑量下降。
2. 觀察 SBRT 的生物劑量：少分次、高單次劑量是否造成較高 BED。

(A)、(B)、(C)均符合 SBRT 的典型治療設計；(D)則違反高分次劑量所造成的生物效應，因此為錯誤敘述。

選項分析

(A) 需最小化周邊正常組織傷害

正確。

SBRT 雖然在腫瘤內給予高劑量，但治療目標不只是提高腫瘤劑量，也必須嚴格限制周邊正常器官的受量，特別是脊髓、肺、食道、胃腸道及腎臟等危急器官。

因此，SBRT 的劑量規劃必須兼顧：

• 腫瘤控制機率提高。
• 正常組織併發症機率降低。
• 危急器官劑量符合限制值。

故本項正確。

(B) 腫瘤體積外劑量陡降迅速

正確。

SBRT 的劑量分布強調靶區內高劑量，以及靶區外快速劑量下降，也就是具有陡峭的劑量梯度（steep dose gradient）。

其目的在於：

• 使腫瘤獲得高劑量。
• 降低腫瘤外正常組織的低劑量浴。
• 保護鄰近危急器官。

核心觀念

本題考查臨床全身皮膚電子治療（total skin electron therapy, TSET）中，史丹佛六雙照野技術的基本設計。

TSET 使用電子束治療皮膚病灶，常以雙照野（dual field）方式安排射束，使電子束由略微向上、向下的角度照射病患，以改善身體表面曲線造成的劑量不均勻。

重要概念如下：

• 射束大致維持水平方向，機頭分別向上、向下偏轉約 $10^\circ$～$15^\circ$。
• 史丹佛技術通常將病患繞垂直軸分成六個治療方位。
• 每一方位包含向上、向下的兩個電子照野，因此稱為六個雙照野。
• 雙照野主要目的在於改善皮膚表面劑量均勻度，並降低身體曲線及射束入射角造成的劑量變化。
• 臨床要求組合照野的劑量分布大致維持在處方劑量的 $\pm10\%$ 內。

電子束產生的制動輻射（bremsstrahlung）屬於不希望增加的高能光子污染，並非雙照野設計所要補充的治療劑量。

解題方法

判斷本題可依序檢查三項內容：

1. 雙照野的射束角度是否正確。
2. 史丹佛技術的照野數目是否正確。
3. 雙照野的真正治療目的是否為改善劑量均勻度，而非增加制動輻射。

其中，電子治療中的制動輻射通常是電子束與治療機頭、病患及周邊物質作用所產生的污染成分。TSET 的治療目標是使電子劑量均勻分布於全身皮膚表面，因此設計重點是改善表面劑量均勻性，不是補充制動輻射劑量。

選項分析

(A) 可有效補充病患接受制動輻射的劑量。

錯誤。

雙照野的目的在於改善電子束對全身皮膚表面的覆蓋與劑量均勻度，並非補充病患接受的制動輻射劑量。

核心觀念

本題考查硼中子捕獲治療（Boron Neutron Capture Therapy, BNCT）中，超熱中子（epithermal neutron）的組織穿透能力與有效治療深度。

BNCT 的主要核反應為：

$${}^{10}\mathrm{B}+{}^{1}\mathrm{n} \rightarrow {}^{7}\mathrm{Li}+\alpha$$

硼-10吸收中子後產生高線性能量轉移（LET）的 $\alpha$ 粒子與鋰核，造成局部腫瘤細胞殺傷。治療效果取決於腫瘤內：

1. 硼-10藥物的選擇性聚集；
2. 足夠的中子通量；
3. 中子捕獲反應所產生的治療劑量。

超熱中子進入人體後會逐漸與組織內氫原子等發生散射並減速，最後轉變為熱中子，供硼-10捕獲。因此，相較於直接使用熱中子，超熱中子具有較佳的體內穿透深度。

解題方法

判斷 BNCT 的有效治療深度即可。超熱中子雖然比熱中子具有較好的穿透力，但在人體組織中仍會因散射、吸收及能量衰減，使深部腫瘤可利用的中子通量逐漸降低。

中子通量可用衰減概念表示：

$$\Phi(x)=\Phi_0 e^{-\Sigma x}$$

其中 $\Phi_0$ 為表面中子通量，$\Sigma$ 為組織對中子的有效衰減係數，$x$ 為組織深度。深度增加時，腫瘤可獲得的中子通量與硼中子捕獲反應劑量均會下降。

臨床與考試常用的概念是：以加速器或反應器產生的適當超熱中子射束進行 BNCT，對體表下約 $6$～$8\ \mathrm{cm}$ 內的腫瘤，仍有機會達到足夠的中子通量與治療劑量。

核心觀念

本題考查放射線治療計畫中，各種醫學影像設備的臨床角色。放射治療計畫需要：

• 建立病人體內腫瘤與正常組織的三維解剖位置。
• 進行射束入射方向、照野、劑量分布及器官劑量評估。
• 提供組織電子密度或相對電子密度，以利劑量計算。
• 配合病人固定、模擬定位與治療擺位。

目前臨床最常作為放射治療計畫主要影像資料來源的是 computed tomography（CT，電腦斷層攝影）。

CT影像的像素值可用 Hounsfield unit（HU）表示：

$$HU=1000\left(\frac{\mu_{\text{tissue}}-\mu_{\text{water}}}{\mu_{\text{water}}}\right)$$

其中 $\mu$ 為線性衰減係數。治療計畫系統可依 CT number 與電子密度的校正關係，將影像資訊轉換為劑量計算所需的組織密度資料。

解題方法

判斷「目前最常用於臨床放射治療計畫的影像設備」時，應抓住兩個關鍵：

1. 是否能提供完整的三維解剖資訊。
2. 是否能直接支援放射線劑量計算與治療定位。

CT具備快速掃描、三維重建、幾何比例準確、可配合固定裝置及雷射定位，且能提供組織密度相關資訊，因此可直接匯入治療計畫系統，作為靶區、危急器官與劑量分布計算的主要影像。

因此，正確選項為 computed tomography。

選項分析

(A) magnetic resonance imaging（MRI）—錯誤

MRI具有優良的軟組織對比，對腦部、頭頸部、骨盆腔及軟組織腫瘤的腫瘤邊界判定特別有幫助。

但MRI存在下列限制：

• 傳統MRI影像不直接提供電子密度資料。
• 可能有磁場造成的幾何變形。
• 影像座標與治療定位系統需經過額外校正。
• 通常需與CT影像融合，才能完成較可靠的劑量計算。

因此，MRI常作為CT的輔助影像或影像融合資料，不是目前最普遍的主要放射治療計畫影像設備。

(B) ultrasound（超音波）—錯誤

核心觀念

本題比較質子射線與高能光子在放射治療中的物理及生物效應，重點包括：

1. 劑量分布：質子具有布拉格峰（Bragg peak），可將高劑量集中在腫瘤深度，腫瘤後方的出口劑量極低。
2. 正常組織劑量：相較高能光子，質子通常具有較低的射束外正常組織吸收劑量。
3. 氧增強比（OER）：OER 是比較有氧與缺氧條件下，達到相同生物效應所需劑量的比值： $\mathrm{OER}=\frac{D_{\text{hypoxic}}}{D_{\text{oxygenated}}}$ 高能光子與治療能量質子皆屬低 LET 輻射，OER 通常約為 $2.5$～$3$，質子並沒有明顯高於高能光子的 $1.5$～$2$。
4. 臨床應用：質子適合用於眼睛腫瘤、脊椎腫瘤及鄰近重要器官的病灶，以降低正常組織受量。

解題方法

本題直接檢查各選項是否符合質子治療的三項基本特性：

• 深度劑量具有布拉格峰；
• 布拉格峰後的出口劑量很低；
• 質子屬低 LET 輻射，其氧效應與高能光子相近，不是顯著較高。

其中只要發現某選項將質子的 OER 說成比高能光子高，且給出 $1.5$～$2$ 的數值，即與質子的典型放射生物學特性不符，因此可判定為錯誤選項。

選項分析

(A) 正確

質子進入人體後，能量沉積會隨深度增加，在射程末端形成布拉格峰。治療時可將布拉格峰配置在腫瘤位置，使腫瘤接受高劑量，而腫瘤前方組織僅接受進入劑量。

高能光子在通過腫瘤後仍會持續產生出口劑量；質子在射程終點後的劑量則大幅下降。因此，質子相較高能光子通常具有較佳的劑量集中性，並能降低射束外正常組織的吸收劑量。

(B) 錯誤

核心觀念

本題考查帶電粒子在物質中的能量損失、阻止本領（stopping power）與 Bragg peak 的形成原因。

帶電粒子通過物質時，主要經由與原子電子的庫侖作用造成電離與激發，其單位路徑能量損失率可概念性表示為：

$$-\frac{dE}{dx}\propto \frac{z^2}{v^2}$$

其中：

• $z$：入射粒子的電荷數
• $v$：粒子速度
• $-\frac{dE}{dx}$：單位路徑的能量損失率，也稱阻止本領

粒子速度逐漸降低時，單位路徑能量損失率會增加，並在射程末端形成高劑量區，即 Bragg peak。

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解題方法

判斷本題的關鍵，是先記住阻止本領與粒子電荷及速度的關係：

$$-\frac{dE}{dx}\propto z^2$$

且

$$-\frac{dE}{dx}\propto \frac{1}{v^2}$$

因此：

1. 粒子電荷越大，能量損失率越大。
2. 粒子速度越慢，能量損失率越大。
3. 粒子進入物質後逐漸減速，能量損失率逐漸上升。
4. 射程末端形成 Bragg peak，粒子停止後劑量迅速下降。

逐項比對即可找出將關係式方向寫反的選項。

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選項分析

(A) 錯誤

選項敘述：「能量損失率會和電荷平方成反比，和粒子速率平方成正比。」

正確關係應為：

$$-\frac{dE}{dx}\propto \frac{z^2}{v^2}$$

也就是：

• 與電荷平方成正比，而非成反比；
• 與速度平方成反比，而非成正比。

因此，粒子電荷越大，與物質中電子的庫侖作用越強，能量損失越多；粒子速度越低，與物質作用的時間增加，單位路徑能量損失率越高。此選項將兩項關係均顛倒，故錯誤。

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(B) 正確

核心觀念

本題考查臨床質子筆型射束掃描（pencil beam scanning, PBS）治療胸腹部腫瘤時，如何處理呼吸造成的腫瘤位移與劑量分布偏差。

PBS 以細小質子射束逐點、逐層掃描腫瘤。病人呼吸時，腫瘤位置會隨時間改變，造成射束掃描位置與腫瘤實際位置不一致，產生所謂的 interplay effect（掃描與器官移動交互作用）。常見處理方式包括：

1. 重複掃描（rescanning／repainting）：將治療劑量分成多次，在不同呼吸週期重複給予，使各次位置偏差互相平均。
2. 呼吸同步或呼吸閘控（respiratory gating）：在特定呼吸相位才開啟射束。
3. 腫瘤追蹤（tumor tracking）：依據腫瘤移動位置，動態調整射束方向或照射位置。
4. 提高掃描效率、縮短單次照射時間：減少腫瘤在一次掃描期間的位移。

解題方法

判斷各選項是否屬於合理的呼吸移動管理策略即可。重點在於：面對呼吸造成的移動，治療技術應設法讓劑量分布更能平均化，或讓射束與腫瘤運動保持同步；不應無理由延長掃描時間。

因此，若選項描述能在多個呼吸週期平均劑量、同步呼吸、追蹤腫瘤，屬於合理方法；若降低掃描速度導致照射時間增加，則不符合主要臨床策略。

選項分析

(A) 在器官移動的週期內重複給予劑量數次。

正確。

這是重複掃描或重繪（rescanning／repainting）的概念。將原本一次完成的劑量分成多次，在呼吸週期中重複照射，可使腫瘤處於不同位置時所接受的劑量彼此平均，降低單次掃描與呼吸運動交互作用造成的劑量不均勻。

其核心概念可表示為：

$$D_{\text{total}}=\sum_{i=1}^{N}D_i$$

核心觀念

本題考查高能光子射束在軟組織中的劑量分布，以及「組織等效假體」應具備的主要物理特性。

醫用直線加速器產生的高能光子，通常指兆伏特級（MV）光子。此能量範圍在軟組織中主要透過康普頓效應作用，而康普頓散射的發生機率主要與單位體積內的電子數目有關。因此，假體最重要的條件是：

$$\text{假體的電子密度} \approx \text{軟組織的電子密度}$$

電子密度可概念性表示為：

$$\rho_e=\rho N_A\sum_i w_i\frac{Z_i}{A_i}$$

其中 $\rho$ 為物理密度、$N_A$ 為亞佛加厥常數、$w_i$ 為各元素的質量分率、$Z_i$ 為原子序、$A_i$ 為原子量。由此可知，電子密度不僅受物理密度影響，也與材料的元素組成有關。

解題方法

判斷此題可採「能量範圍 → 主要交互作用 → 主要影響參數」的方式：

1. 題目指定為高能光子射束。
2. 高能光子在軟組織中以康普頓散射為主要作用機制。
3. 康普頓散射與單位體積內的電子數目密切相關。
4. 因此，測量劑量分布所使用的假體，應具有接近軟組織的電子密度。

所以正確選項為 (B)。

實務上常使用水假體或水等效假體測量深度劑量、橫向劑量分布及輸出因子等。這些假體的目的，是在光子與電子的交互作用及散射條件上，盡量模擬人體軟組織。

選項分析

(A) 物理密度須接近軟組織。—錯誤

核心觀念

本題考查放射線治療中，SAD（source-axis distance）治療技術所使用的劑量計算參數。

SAD 技術將病人治療等中心固定在距離射源一定距離的位置，劑量計算通常採用以不同深度劑量比值表示的參數，例如：

• 組織空氣比（TAR）
• 組織假體比（TPR）
• 組織最大值比（TMR）

這些參數可降低射源至計算點距離變化對劑量計算的影響，適合等中心治療及 SAD 技術。

相對地，百分深度劑量（PDD）主要用於 SSD（source-surface distance）治療技術，並非 SAD 技術的典型直接劑量計算參數。

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解題方法

先判斷各參數的定義及其適用治療幾何條件。

1. 百分深度劑量（PDD）

百分深度劑量定義為：

$$PDD(d)=100\times \frac{D(d)}{D(d_{\max})}$$

其中：

• $D(d)$：深度 $d$ 處的劑量
• $D(d_{\max})$：最大劑量深度處的劑量

PDD 通常在固定 SSD 下測量，且會受到下列因素影響：

• 深度
• SSD
• 射野大小
• 射束能量
• 反平方定律造成的距離變化

由於 SSD 技術是以病人表面至射源的距離為幾何基準，因此 PDD 主要適用於 SSD 劑量計算。

2. SAD 技術常用的比值參數

SAD 技術以等中心為計算與治療基準，常使用不直接受 SSD 幾何變化影響的劑量比值：

組織空氣比（TAR）

$$TAR(d)=\frac{D_{\text{phantom}}(d)}{D_{\text{air}}}$$

表示在組織或假體內深度 $d$ 的劑量，與相同位置、相同射野條件下空氣中的劑量之比。

組織假體比（TPR）

$$TPR(d,d_{\mathrm{ref}})= \frac{D(d)}{D(d_{\mathrm{ref}})}$$

核心觀念

立體定位身體放射治療（stereotactic body radiation therapy, SBRT）是針對身體部位腫瘤，利用高精確度影像導引、治療計畫與擺位技術，在少數分次中給予高劑量放射線，並嚴格限制正常組織劑量的治療方式。

判斷某項技術是否適合執行 SBRT，主要看其是否具備：

1. 可精確定位腫瘤與病人位置。
2. 可從適當角度集中高劑量於靶區。
3. 可進行劑量塑形與正常組織保護。
4. 可配合影像導引及治療計畫執行高精度照射。

解題方法

本題採「治療原理與設備功能比對法」：

• 若選項屬於外照射放射治療技術，且能進行高精度劑量集中，通常可用於 SBRT。
• 若選項不使用治療用游離輻射，也不具備立體定位照射與高劑量分次治療的功能，則不屬於 SBRT 技術。

四個選項中，前三者均為可產生或調控治療用高能光子束的放射治療技術或設備；photodynamic therapy 則是利用光敏劑與特定波長光線產生細胞毒性反應，並非以高能游離輻射執行立體定位放射治療。

選項分析

(A) coplanar VMAT：錯誤選項

VMAT（volumetric modulated arc therapy，容積弧形調控治療）是直線加速器繞病人旋轉，同時改變射束強度、機器轉速及多葉準直儀葉片位置，以完成高度劑量塑形。

Coplanar VMAT 的所有主要射束通常位於同一平面，但仍可透過弧形照射、強度調控及影像導引，將高劑量集中於靶區，因此可用於 SBRT。肺部、肝臟、攝護腺等部位的立體定位治療，均可採用 VMAT 計畫。

(B) noncoplanar IMRT：錯誤選項

核心觀念

血管內近接治療（intravascular brachytherapy）主要用於經皮冠狀動脈成形術後，預防血管內膜增生及再狹窄。其靶體積是血管成形術所處理的血管區段，重點包括：

• 血管成形術區域的縱向長度。
• 動脈壁厚度。
• 血管內管腔直徑。
• 給予血管壁的治療劑量。

治療目標是使放射線作用於血管壁及內膜增生相關區域，並非單純照射血管腔內的血液。

解題方法

本題屬於數值範圍判斷題。依血管內近接治療的典型解剖尺寸判斷：

• 血管成形術區域長度約為 $2$～$5\ \mathrm{cm}$。
• 動脈壁厚度約為 $0.5$～$2\ \mathrm{mm}$。
• 動脈內管腔直徑約為 $3$～$5\ \mathrm{mm}$。
• 血管內近接治療的典型處方劑量通常約為 $15$～$25\ \mathrm{Gy}$，依放射源種類及劑量指定深度而有差異。

因此，將典型治療劑量寫成 $5$～$10\ \mathrm{Gy}$，低於一般血管內近接治療的典型劑量範圍，為錯誤敘述。

選項分析

(A) 動脈長度 $2$～5\ \mathrm{cm。

正確。血管成形術所處理的病灶區域通常屬於數公分長度，典型範圍約為 $2$～$5\ \mathrm{cm}$。近接治療導管及放射源需涵蓋此段血管壁，以避免病灶區域接受不足劑量。

核心觀念

本題考查輻射變色膠片（radiochromic film）應用於血管內近接治療（intravascular brachytherapy）時的劑量測量特性。

輻射變色膠片受輻射照射後，膠片內的特殊感光材料產生顏色變化，顏色深淺與吸收劑量相關。其主要優點包括：

• 輻射作用層薄，對射源周圍劑量分布的擾動小。
• 空間解析度高，可量測射源附近快速變化的劑量梯度。
• 可承受並量測較高劑量範圍。
• 不需傳統放射攝影膠片的化學顯影處理。
• 經校正後具有穩定、可重現的劑量—反應曲線。

但輻射變色膠片本質上仍是整合型、被動式劑量計，必須經過顏色發展及掃描讀取，並非即時顯示劑量。

解題方法

判斷各選項是否屬於輻射變色膠片的典型特性即可。關鍵辨識點是：

輻射變色膠片可以在照射後直接顯色，不需要化學顯影；但「不需顯影」不等於「可即時得知劑量分布」。

實際劑量測量通常須先建立校正曲線，將膠片的光學密度或色彩變化轉換為劑量：

$$D=f(\text{optical density})$$

其中 $D$ 為吸收劑量，$f$ 為由校正實驗建立的劑量—反應關係。完成照射後，需等待顏色反應發展，再以掃描器或影像分析系統讀取，因此不屬於即時劑量監測工具。

選項分析

(A) 具有較薄的輻射作用層（thin emulsion）—正確

輻射變色膠片的感光作用層通常很薄，適合放置於血管內近接治療射源附近。薄作用層可降低膠片本身對射線的影響，也能減少幾何位置與組織等效條件的誤差。