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2024年5月24日发(作者:)

1 04・ Quality Control&Safety I质控与安全 

医用电子直线加速器高能x射线输出剂量测量的质量控制 

曾自力 

f摘要1 目的:分析医用电子直线加速器高能X射线输出剂量测量的质量控制的主要内容及测算方法,提高临床治疗 

的稳定性及治疗实施的准确性和精度。方法:介绍国际原子能机构第277号技术报告,医用电子直线加速器高能x射 

线在水模体中吸收剂量的公式及检测方法,剂量监测仪读数的刻度,源皮距SSD照射、源轴距肼D等中心给角照射处 

方剂量计算.数据的处理。结果:得出了医用电子直线加速器高能X射线输出剂量测量质量保证和质量控制的主要内 

容及检测方法 结论:作为加速器高能X射线输出剂量测量质量保证和质量控制的主要内容及检测方法,对各级放射 

治疗单位加速器高能X射线输出剂量测量质量保证体系的建立具有现实指导作用。 

[关键词】输出剂量;质量保证;质量控制;国际原子能机构;第277号技术报告 

[中国图书资料分类号】R318.6【文献标识码]A【文章编号]1003—8868(20t1)02—0104~03 

Quality Assurance and Quality Control for Determination of Exported Dose or fHigh 

Energy X-Ray on Medical Electron Linear Accelerator 

ZENG Zi—li 

(Department of Oncology,Liutie Central Hospital,Liuzhou,Guangxi Zhuang Autonomous Region 545007,China) 

Abstract Objective To analyze the major content and test methods of quality assurance and quality control for the 

determination of exported dose for high energy X—ray OU medical electron linear accelerator,and to assure clinic treatment 

stableness and raise clinic treatment accuracy.M ̄hods No.277 technical reports of International Atomic Energy Agency, 

formula Dw(Peff)=M・Nd・SW.AIR・PU・PCEL and test methods of absorbed dose for high energy X—ray on medical 

electron linear accelerator,graduation of dose monitor indication。prescription dose account of source skin distance 

irradiation and source axle distance irradiation and data process were introduced.Results The maior content and test 

methods of quality assurance and quality control for the determination of exported dose for high energy X—ray on medical 

electron linear accelerator were obtained.Conclusion The major content and test methods of quality assurance and quality 

control for the determination of exported dose for high energy X—ray on medical electron linear accelerator can be used in 

direct radiotherapy unit at different levels and establishing quality assurance system of exported dose for high energy X—ray 

OU medical electron linear accelerator.[Chinese Medical Equipment Journal,201 1,32(2):1 04—1 O6] 

Key words exported dose;quality assurance;quality control;International Atomic Energy Agency;No.277 Technical 

report 

1 引言 

2一般资料 

2.1 被测机器 

放射治疗是指利用X、^,射线或其他电离辐射的放射性, 

使细胞及组织遭到破坏而达到治疗目的的方法。电离辐射进 

入人体组织后,会发生一系列物理、化学以及生物学的变化, 

最后导致组织的生物学损伤,即生物效应,该效应的大小正比 

于组织中吸收电离辐射的能量。这种治疗方法对幼稚和生长 

旺盛的肿瘤细胞作用很大,但放射性在破坏和杀死肿瘤细胞 

的同时,对周围正常组织细胞也有破坏作用。确切地了解组织 

Varian clinac23EX医用直线加速器,带有左右各40片等 

中心处宽1 cm的叶片组合构成的多叶准直器.X射线能量为 

15 MV和6 MV,X射线剂量率为100—600 cGy/min:电子线能 

量分别为6、9、12、15、18、22MeV,电子线剂量率为100~1 000 

eGy/nifn。源轴距100 CH1,等中心处最大射野为40 cmx40 cm。 

2.2测量条件 

中吸收的电离辐射能量对评估放射治疗的疗效和副作用极其 

重要。治疗设备输出剂量的精确测定是进行放射治疗最基本 

的物理学要素,稍有疏忽就可能会造成较大的剂量误差,直接 

影响到靶区剂量的准确性,从而影响放疗质量。因此,放疗剂 

量测量中的质量控制是对肿瘤患者进行精确治疗不可缺少的 

重要环节。现就Varian clinac23EX医用直线加速器高能x射 

线输出剂量测量与校准的质量控制相关内容按有关规定实 

施,并结合本单位的具体条件进行探讨。 

测量时,环境温度为15~35℃。大气压强为8O~110 kPa. 

相对湿度为30%一75%;测量环境的辐射为本底,外来电磁场 

和机械震动等均不应引起剂量计值的显著偏差和不稳。全自 

动三维扫描水箱,中国测试技术研究院生产的9606B型电离 

室剂量仪,剂量仪的电离室性能应符合有关规定的要求,经计 

量检定机构检定合格。检测时,所用模体为标准水模体,容积 

为30 cmx30 crux30 cm。其他剂量器具:温度计、气压计的测 

量范围为0~50℃,80~110 kPa;温度计、气压计、测距尺的最 

小分度值分别为0.5℃、0.1 kPa和l mm。 

3方法与结果 

3.1 IAEA TRS-277 

基金项目:广西壮族自治区卫生厅课题(Z2010134) 

作者简介:曾自力(1965一),男,四JII广安人,主任,副主任技师,主要从事 

肿瘤放射物理及精确放疗技术方面的研究工作,E—mail:gxzzl@sina coin。 

作者单位:545007广西柳州柳州市柳铁中心医院肿瘤科(曾自力) 

根据国际原子能机构(IAEA)1997年发表的第277号技 

医疗卫生装备・2011年2月第32卷第2期Chinese Medical Equipment Journal‘Vo1.32・No.2・February。2011 

质控与安全I Qualitv Control&Safe ・1 05・ 

术报 ”, Cs、 Co产生的射线和医用加速器产生的高能X 

射线以及高能电子束在水模体中吸收剂量测定分2步:首先. 

电离室空腔中空气吸收剂量因子Nd的确定公式为: 

Nd=Nk・(1-g)・K ・KM (1) 

时,水中校准深度为5 cm,S mR为1.119;15 MV时,水中校准 

深度为10 cm,Sw, 为1.099; 为扰动修正因子,RT一100剂 

量仪为圆柱形电离室,室壁为石墨,6MV时,只 为0.994;15MV 

时,尸U为0.997;% 为中心电极的影响,其数值取1。 

调整加速器剂量电位器,使: 

( )( )+PDD ̄]xl00=MU(1MU=l cGy) (6) 

式中, 为电离室剂量计空气比释动能校准因子:g为X辐 

射产生的次级电子消耗于轫致辐射的能量占其初始能量总和 

的份额;K 为仪器校准时,电离室室壁及平衡帽对校准辐射 

式中,6 MV时,PDD 为表面野10 cmxl0 cm,水下5 tin处的 

的吸收和散射的校准因子; 为仪器校准时,电离室室壁及 

平衡帽的材料对校准辐射空气等效不充分而引起的修正。 

其次,在未受扰动的水模体中,电离室测量有效点 

度处吸收剂量D ( )的确定公式为: 

D (P )=M・Nd-Sw,AIR ̄ ・PcEL (2) 

, 

百分深度量;15 MV时,PDD 为表面野10 cmxl0 cm,水下 

10 cm处的百分深度量 

深 

源皮距SSD照射处方剂量可由靶区(肿瘤)剂量D (单位 

为cGy)计算出处方剂量D ,此时,处方剂量是以MU为单位 

表示的剂量,计算公式为: 

校准深度水 

式中, 为经温度、气压修正后的仪器读数;Sw

对空气的平均阻本领比; 扰动修正因子;‰

响,其数值取1。 

D Dv/[PDD・SP(FSZ)・0UF(FSZo)-5S ・ ・wd (7) 

中心电极影 式中,D 为处方剂量;DT为肿瘤剂量;PDD为中心轴百分深 

度量;S (FSZ)模体散射因子, Z为表面射野大小;0 

( Zn)为射野输出因子, 为等中心处的射野大小。 

在 zo=FSZ・(SAD/SSD),如果射野输出因子0 

在我国现行量值传递体系中.给出的是照射量校准因子 

Ⅳ 其与Nk的关系是: 

Nk= ・( )・【1/(1 )1 

式中, 

所消耗的平均能量, 质为33.97 J/C。由此得出: 

D ( ): ・Nx・( )・ ・KM・Sw,IAR ̄Pu 

(3) 

SAD测量,同时SSD=SAD时, = Z。SP(FSZ)=is…IOUF 

在空气中形成每对离子(其电荷为1个电子的电荷) (FS&)】,So,p=S (FSZ)・OUF(FSZo),S , 为准直器和模体造 

成的总散射因子。SSDr=[SCD/(SSD+dM)1 ,式中SCD为校 

(4) 

准测量时源到电离室有效点的距离,因为测量是在标称治 

疗距离SSD=100 cm处进行,所以SSDF:f(100+1.5)/(100+ 

电离室中心所收集的电离电荷是源于它前方的某点产生 

的次级电子,有必要定义电离室的有效测量点 ,以修正电 

离室气腔内电离辐射的注量梯度变化。有效测量点 位于 

电离室中心点P的前方(面向电离辐射入射方向),如以r表 

示电离室腔内半径,高能X射线和6OCo产生的射线, 位于 

0.6r处,其中高能电子束为0.5r。 

3.2 医用电子直线加速器剂量监测仪读数的刻度及处方剂 

量计算 

3.2.1 剂量监测仪读数的刻度 

1.5)] =【(100+3),(100+3)】。=1。TF为托盘因子,无托盘时取 

1; 为楔形因子,无楔形板时取l。上式变为D =D / 

(肋D・S…・ ・ F)。 

3_2_2源轴距鲋D等中心给角照射处方剂量计算 

计算方法为: 

D =DT/[TMR(d, )・S (FSZ ̄)・0UF(FSZo)・ADF・S ・ 

F] (8) 

式中,TMR(d,FS )为组织最大剂量比;OUF为射野输出因 

子,因在SAD测量,同时SSD=SAD,所以有Sc,p=S (FSZ)・ 

OUF(FSZo);SADF=(SCD/SAD) ,SCD为在标称源皮距SSD处 

刻度时,源到电离室有效点的距离,对于6MV,AD S:『(100+ 

对于加速器上的剂量仪,一般使参考射野在标称源皮距 

SSD或源轴距SAD处,标定成1 cGy=MU,MU为加速器剂量 

仪的监测跳数。在标称治疗距离SSD=100 cm.水模表面光野 

为10 cmxl0 cm,电离室的轴与射线轴垂直。中心轴上水中校 

准深度处,6 MV X线电离室有效测量点位于水下5 cm处, 

1.5)/lOO] :1.030;对于15 MV,SADF=『(100+3)/lOO]。:1.061。 

(8)式变为: 

15 MV X线电离室有效测量点位于水下10 cm处。测量前, 

电离室在水模中至少要放置15 min,以保证温度平衡。测量 

水模体内温度 25.8℃,环境大气压P=IO0.9 kPa,输入剂 

Dm--DT/[TMR(d,FS )・S。 SADv一 - FJ 

3.3数据的处理 

(9) 

通常测量时,一般都可估计到最小刻度的十分位.故在记 

量仪。开机出射线,从剂量仪表上读取3 5个读数,并得出仪 

表平均读数 。中心轴上校准点处的水的吸收剂量D ( ) 

载一个数量时只应保留l位不准确的数字,其余数字均为准 

确数字.记载的这1数字均为有效数字。数字应以10的次方 

前面的数字代表有效数字。如12 000m写为1.2x10 m则表 (Gy)的计算为: 

D( )(尸 ): ・ ・( )・ ・KM・ .m・R・PcEL (5) 

示有效数字为2位,写为1.20x10 m则表示有效数字为3位, 

其余以此类推。记录测量数值时,只应保留1位不准确的数 

字。除非另有规定外,可疑数字表示末位上有±1个单位,或下 

式中,M为经过空气密度、湿度、离子复合修正后的剂量仪的 

平均读数,单位为Q/kg; 为电离室照射量校正因子,RT一100 

剂量仪为0.964; 为在空气中形成每对离子(其电荷为1个 

电子的电荷)所消耗的平均能量值取33.97 J/C; 为校准电 

离室时,电离室室壁及平衡帽对校准辐射的吸收和散射的修 

正,RT一100剂量仪为0.99;K 为电离室室壁及平衡帽的材料 

对校准辐射空气等效不充分而引起的修正,RT一100剂量仪 

为0.99;5w AlR为校准深度水对空气的平均阻止本领比,6 MV 

位有±5个单位的误差。当有效数字位数确定后,其余数字 

律弃去。即末位有效数字后的第一位大于5进l:小于5弃 

去;等于5时,前一位为奇数则加1,为偶数则弃去。若第一位 

有效数字大于等于8,则有效数字位数可多计一位。如9.13可 

作四位计算。加、减计算各数保留小数点后的位数以最少的为 

准。乘、除计算各数保留小数点后的位数以最少的或百分误差 

医疗卫生装备・2011年2月第32卷第2期Chinese Medical Equipment Journal・Vo1.32・No.2・February・2011 

Qualitv ControI&Safety I质控与安全 

最大的为准 所得商或积的精确度不应大于精确度最小的因 

子..如0.012 lx25.64x1.057 82中0.0 121的百分误差为1/12l= 

0.8%、25.64的百分误差为0.04%、1.057 8的百分误差为0.000 

减少了不确定性。目前,TRS一398已在许多发达曰家使用,但 

我国还不能按照IAEA的要求提供相关的校正因子,有条件 

的地方可使用IAEA TRS一398。 

09% 、应以最大的百分误差0.8%的数为标准定其他数的有效 

数字位数 、例题中的有效数字取3位,0.012 lx25.64x1.057 82= 

0.012 1x25.6x1.06=0.382。对数计算,所取对数位数应与真数的 

有效数字位数相等。求平均值,大于等于4个数的平均值可增 

加一位有效数字。所有计算中,常数等需要几位就取几位。表示 

精确度时,在大多数情况下,只取一位有效数字已足,最多取两 

位有效数字gl。 

4讨论 

个肿瘤放疗科应至少有2台电离室型剂量仪,一台 

作为参考剂量仪,另一台作为现场剂量仪。参考剂量仪只用 

来校对治疗科内其他的现场剂量仪。如果医院不具备有参 

考剂量仪的条件,建议在购买现场剂量仪时至少买2个电 

离室.其中一个作为参考电离室,另一个作为测量电离室. 

现场剂量仪为日常用的剂量仪.作为校准治疗机剂量仪和 

剂量测量用,这种剂量仪只需要与参考剂量仪进行比对。2 

种剂量仪均用标准源对其长期稳定性进行检查,如果没有 

标准源,可用 Co机的钻源代替。稳定性检查的频率决定于 

剂量仪的使用频率。参考剂量仪应在与次级标准进行比对 

前或后,或在校对现场剂量仪之前进行稳定性检查:现场剂 

量仪应至少每月一次稳定性检查.至少每年或修理后或稳 

对于吸收剂量的测量,目前在现场应用的有电离室法、热 

释光法、半导体法以及胶片法等:在实验室中应用的有量热法 

和化学剂量法等。以上方法各有特点,电离室因具有测量准 

确、能量响应好、灵敏度高、性能稳定及操作简单等优点,被国 

际权威性学术组织和国家技术监督机构确定为用于放射治疗 

吸收剂量校准和日常监测的主要方法。放射治疗中,人体组织 

定性检查发现变化超过±2%时,应与参考剂量仪进行比对J 。 

为保证测量值的准确可靠和量值的统一,所使用的参考剂 

量仪必须定期与 家~级标准或次级标准进行比埘(或称 

所接受的电离辐射的吸收剂量,一般是通过组织替代水模体 

中的吸收剂量进行转换。因此,对吸收剂量的校准,一般都是 

在水模体中进行。放疗中吸收剂量的测量是临床辐射剂量学 

的一项重要内容,须严格按照IAEA TRS一277“高能光子和电 

校准、刻度、检定,就是把现有剂量仪的电离室与标准剂量 

仪的电离室放在标准辐射场的同一等效点上,在标准气温、 

气压环境中作测量结果的比较),给It;60~250 kV X射线及 

Co射线的照射量校准因子。在 Co射线校准时,电离室应 

加上平衡帽。使用仪器前,应按照仪器说明书的要求检测仪 

子束吸收剂量的测定”的内容,对加速器和 。治疗机等设 

备产生的X(F)射线及电子束在水模体中的吸收剂量进行测 

算。测量前、电离室在水模中至少要放置15 min,以保证温度 

器的稳定性;然后检测仪器的漏电,零点漂移等,使其对测 

量值的影响在1%以内 如果不符合要求,要查明原因排除 平衡 剂量仪预热后.在无辐射条件下,在最灵敏档进行零点 

漂移、开路噪声及漏电的检查。要求漏电给测量带来的误差小 

于1%。保持在清洁、防潮、防震环境中,最好把电离室存放在 

十燥皿中。连接电离室需关闭仪器电源。电缆不可踏踩,接头 

必须配套、接牢,否则误差可达5%~10%。测量时,剂量均匀部 

分的大小应是电离室截面的2~3倍,否则,应作相应的剂量 

梯度校正。电离室的室壁薄而脆,勿压、碰和擅自拆卸,否则, 

应重新标定。 

IAEA TRS一398『 I的推出为医用电子直线加速器剂量校准 

故障。仪器修好后,必须送国家一级标准或次级标准重新校 

准。全自动j维水箱每年或在作新的数据测量之前对水箱 

中探头到位和重复性进行检查,其允许精度为±l lltlm。 

医用加速器也需要一定时问内才能达到稳定输出,这种 

起始特性将直接影响授予患者的剂量。国际原子能机构和世 

界卫生组织在检测各放疗单位放射治疗机的剂量时.让放疗 

单位给出照射时间使校准深度处吸收剂量为2 Gv,所以我认 

为用校准深度处吸收剂量为2 Gv来计算吸收剂量率更科学、 

更准确t6]。 

提供了新的方法。主要特点是基于吸收剂量校准因子替代基 

于照射量的校准冈子.即将绝对剂量测量由使用空气中的校 

正因子改为使用水中的校正因子 具有更多优点而成为医用 

电 直线加速器剂量校准的发展趋势 。这使得校正因子更 

加简单,而且更加接近用户现场测量实际情况。应该注意的 

是,存TRS一398中如果使用指形电离室对。。CO 射线、高能 

光子束、治疗用的质子束的测量中电离室的空腔扰动因子 

[参考文献】 

[1】1AEA.Absorbed dose determination in photon and electron beams an 

international code of practice[J】.International Atomic Energ ̄r Agen— 

cy,1997,277:136—139. 

f2]杨兴纲.新概念放疗物理『_Ⅵ1.杭州:西泠印社出版社,2004:82— 

83. 

Pd/s被用在计算不同射线质的校正因子Kt) ̄o中。而TRS一277 

认为电离室中心所收集的电离电荷,是源于它前方的某点产 

生的次级电子,有必要定义电离室的有效测量点 ,以修正 

[3]IAEA.Absorbed dose determination in external beam radiotherapy: 

an all international code of practice if)r dosimetry based on standards 

of absorbed dose to water IJ1.International Atomic Energy Agency, 

2004,398:151-155. 

电离室气腔内电离辐射的注量梯度变化。有效测量点 位 

于电离室中心点P的前方(面向电离辐射入射方向),如以r 

f41王栋,赵庆军.基于IAEATRS一398的医用电子直线加速器剂量 

表示电离室腔内半径,高能X射线和 Co产生的射线, 位 

于0.6 r处:高能电子束为0.5 r。TRS一398对绝对剂量的测量 

作了非常详细的描述,高能光子、高能电子、kV级X射线、质 

子以及重粒子的测量有明确的测量方法,在使用时更加简单 

明了.同时在计算校正因子时考虑更加全面,使得测量剂量时 

校准方法lJ1.中国医学装备,2009,6(7):23—24 

f5】胡逸民.肿瘤放射物理学【M1.北京:原子能出版社,1999:626—628. 

f6]曾自力.钴一6O治疗机吸收剂量率的测量….中图辐射卫生, 

2004,15(4):300—301. 

(收稿:2010—04—20) 

医疗卫生装备.2011年2月第32卷第2期Chinese Medical Equipment Journal・Vo1.32・No.2・February"・2011 

本文标签: 剂量测量电离室校准加速器