Real-time dosimetry, organs dose and risk assessment for CBCT thorax protocols in IGRT procedures.

33 次療程的胸部 CBCT 影像導引，會讓患者的肺部與周邊器官額外吸收高達 260 mGy 的累積輻射劑量。錐狀射束電腦斷層雖然是精準定位的基礎，但單次 3 mGy 到 8 mGy 的游離輻射在常規分次治療下不斷疊加，使得臨床端必須正視非治療標的器官的致癌風險。本研究透過成體胸部假體與多重劑量測量工具，對影像導引過程中的輻射曝露進行了量化。

影像導引放射治療下的 CBCT 累積劑量挑戰

在現代影像導引放射治療（IGRT，Image-Guided Radiation Therapy）流程中，Cone Beam Computed Tomography（CBCT，錐狀射束電腦斷層）扮演了不可或缺的角色。為了確保治療等中心點的精準度，並針對病患的解剖構造變化進行即時校正，放射治療部門通常會將 CBCT 掃描納入常規的每日或每週擺位程序。這些高頻率的影像擷取確實大幅提升了放射治療的精準度，但同時也為病患帶來了額外且不可忽視的游離輻射曝露。即使近年來各大設備廠商不斷推出低劑量擷取技術與進階影像重建演算法，例行性的影像導引仍會造成相當可觀的累積輻射劑量。

從劑量合理抑低原則（ALARA，As Low As Reasonably Achievable）的觀點來看，非治療靶區的正常組織輻射防護始終是放射技術領域的關注重點。特別是在胸腔部位的放射治療計畫中，射束路徑涵蓋了多個對輻射極度敏感的重要器官。若未針對這些影像導引程序建立系統性的劑量評估機制，臨床端往往難以確切掌握病患在整個療程結束後，究竟額外吸收了多少游離輻射。本研究團隊有鑑於此，特別針對胸部 CBCT 掃描的常規參數設定，展開了深度的假體實驗與風險評估，試圖將這些看不見的累積劑量具象化。

探討累積劑量時，必須將單次掃描劑量乘以整個療程的總分次數。對於典型的胸部放射治療而言，療程往往長達數週甚至超過一個月。當每一次的精準對位都伴隨著毫格雷等級的輻射釋放，這些原本被視為微不足道的影像診斷劑量，便會在數十次的累積下跨越值得關注的門檻。因此，如何精確測量並評估這些器官的吸收劑量，成為當前放射物理與影像技術領域亟待解決的課題。

MOSFET 與胸部假體在器官劑量測量之應用

為取得貼近人體真實狀況的吸收劑量數據，研究團隊採用了成體胸部物理假體（adult thorax physical phantom）結合 MOSFET（金屬氧化物半導體場效電晶體，一種高靈敏度即時劑量計）偵測器進行實驗。相較於傳統依賴假體表面或是游離腔的測量方式，物理假體內部配置了對應人體各器官相對位置的測量孔洞。透過將微小且高靈敏度的 MOSFET 探頭植入假體內特定器官（如肺臟、胃部與肝臟）的對應位置，技術人員能夠在執行胸部 CBCT 掃描時，獲取實時的內部器官吸收劑量數據。

在具體的測量結果方面，當假體置於掃描等中心點（isocenter）附近並執行標準胸部 CBCT 協議時，上述輻射敏感器官單次掃描的吸收劑量落在 3 mGy 到 8 mGy 之間。這個數據區間清楚反映了射束衰減與幾何距離對劑量分佈的影響。靠近掃描中心且密度較低的肺部組織，其吸收的輻射能量特性與位於邊緣或較高密度區域的組織截然不同。MOSFET 即時讀數的特性，使得研究人員能快速驗證不同角度投射下的劑量變化，確保測量數據的穩定性。

將單次掃描的劑量數據推展至完整的放射治療療程，結果顯示其累積效應相當驚人。若以一個包含 33 個分次（fractions） 的標準放射治療計畫來計算，這些位於照射範圍內的高敏感器官，在整個療程結束時將承受高達約 260 mGy 的累積吸收劑量。這個數字早已超越了一般常規診斷 X 光攝影的劑量範疇，突顯了即時劑量監測與累積劑量記錄在影像導引流程中的必要性，也為後續的輻射致癌風險評估提供了堅實的數據基礎。

Table 1 不同測量工具的肺部與心臟劑量差異

在臨床劑量學研究中，選擇不同的測量工具或演算法，往往會導致結果的顯著差異。本研究特別針對同一套 CBCT 照射協議，平行比較了三種主流的劑量評估方法：Monte Carlo（蒙地卡羅模擬）、TLDs（熱發光劑量計）以及 MOSFETs。蒙地卡羅模擬依賴強大的運算能力來追蹤每一個光子的交互作用，而 TLD 與 MOSFET 則提供實體的物理量測。比較結果顯示，即便在完全相同的照射幾何條件下，器官評估劑量依然出現了極大的變動範圍。

以肺部劑量為例，不同方法所推算出的吸收劑量在 2.08 mGy 到 7.60 mGy 之間波動。造成這種現象的原因，部分歸咎於肺部極度不均勻的組織密度，這使得光子在該區域的散射與吸收行為變得異常複雜。實體劑量計（如 TLD 與 MOSFET）受限於探頭擺放的空間解析度與材質的能量依賴性，而蒙地卡羅模擬則受限於假體模型的細節設定與截面數據的精確度。這種高達三倍以上的數據落差，直接反映了不均勻介質中劑量測量的高度挑戰性。

同樣的變異也發生在心臟劑量的評估上。研究數據指出，心臟的吸收劑量評估值介於 4.9 mGy 到 10 mGy 之間（註：原文刊載為 4.9 Gy，基於常規 CBCT 劑量水平與前後文語境，此處推斷為 4.9 mGy 的單位誤植）。心臟位於胸腔中央，受到肋骨與脊椎等高密度骨骼組織的屏蔽與散射影響，不同測量工具對低能光子射束在此區域的反應截然不同。這不僅提醒了放射物理團隊在解讀劑量報告時必須考量測量工具的侷限性，也強調了在跨機構比較數據時，必須明確標示所採用的測量技術與假體規格。

BEIR VII 模型的癌症發生與死亡率風險評估

獲取精準的器官吸收劑量後，下一步便是將這些物理數據轉換為臨床上具備實質意義的生物風險指標。研究團隊導入了廣泛應用於游離輻射流行病學的 BEIR VII 模型（游離輻射生物效應第七版報告，專用於評估低劑量輻射健康風險），針對 20 歲至 80 歲的成人區間，計算胸部 CBCT 所引起的癌症發生率與死亡率風險。BEIR VII 模型綜合考量了年齡、性別以及不同器官的輻射敏感度，為低劑量游離輻射曝露提供了科學化的風險預測框架。

風險評估的結果毫不意外地指向了肺臟。在所有被評估的胸部器官中，肺臟因其極高的組織加權因數（tissue weighting factor）以及在胸部 CBCT 中較大的受照體積，成為各個年齡層中預期癌症發生案例數最高的器官。值得注意的是，輻射致癌風險與病患接受照射時的年齡呈現高度相關。對於年輕患者而言，由於預期壽命較長，潛在的細胞突變有更充分的時間發展為惡性腫瘤，因此其終身風險顯著高於高齡患者。

除了發生率，死亡率的評估同樣凸顯了肺部防護的急迫性。這意味著在執行影像導引程序時，若無法有效縮小照野（FOV）或優化曝露參數，患者將面臨不可忽視的遲發性生物效應風險。雖然與放射治療本身的數十格雷高劑量相比，CBCT 的數百毫格雷似乎微不足道，但在治癒率日益提高的現代放射腫瘤學中，患者存活時間的延長使得第二原發癌的預防成為整體照護品質的重要指標。

超越替代劑量指標的實體假體測量建議

在日常的臨床品保與儀器校正中，放射技術人員通常依賴 CTDIvol（CT 容積劑量指標）等替代劑量指標（surrogate dose-index）來監測設備的輻射輸出。這些指標雖然容易獲取且適合用於常規的品質管制（QC），但它們終究只是基於標準壓克力假體的物理測量值，無法真實反映不同體型患者內部複雜器官的實際吸收劑量。作者在研究中直言，過度依賴這些替代指標，將導致我們對病患真實輻射風險的低估或誤判。

為了提升風險溝通的準確度，研究強烈建議臨床端應優先採用器官吸收劑量評估（organ absorbed doses assessment），作為衡量游離輻射曝露群體真實風險的標準。這需要依賴更多標準化、協調一致（harmonized）的實驗性假體劑量學研究。當不同醫療機構能夠遵循統一的假體測量規範，使用經過嚴格校正的探頭進行實地量測，所產出的劑量數據庫將具有更高的參考價值與跨機構可比性。

最終，這些基於實體測量的高品質數據，將直接回饋到臨床決策的過程中。放射師與物理師可以根據確切的器官劑量數據，針對不同的病患群體制定更具針對性的 CBCT 協議選擇。無論是優化掃描參數、啟用更先進的影像重建技術，或是評估影像導引頻率的必要性，這些防護措施都將建立在堅實的實驗數據之上，真正落實精準醫療與輻射防護並重的放射治療理念。

在影像導引放射治療中，胸部 CBCT 的累積器官劑量可達 260 mGy，臨床應導入實體假體與即時測量取代單一替代指標，以精確控管致癌風險。