γ射線后裝治療輻射源的質量保證方法

張慶釗，曹小龍，陳梅芬，黃頌釗，胡家柱

廣州市番禺區(qū)中心醫(yī)院 設備科，廣東廣州 511400

ZHANG Qing-zhao,CAO Xiao-long, CHEN Mei-fen,HUANG Song-zhao,HU Jia-zhu

Equipment Department, Guangzhou Panyu Central Hospital, Guangzhou Guangdong 511400, China

近年來，我國近距離治療后裝機數(shù)量保持著較快的平穩(wěn)的增長[1]。獲得近距離治療劑量學資料的基本方法是根據準確的源強進行理論計算的[2]。由于192Ir源半衰期短，換源頻繁。按照美國醫(yī)學物理學會（AAPM）要求[3]，每個用戶應配備1個阱型電離室對源強度進行校準，這個電離室要經過認定實驗室的校準，而且要進行內部的長期穩(wěn)定性監(jiān)測。AAPM要求生產廠家給出的源強與用戶檢驗結果應在±3%內符合，如超過±3%，應找出原因；超過±5%，應要求廠家檢查其出廠時的校準程序，并幫助解決差異。但對這種源的校準，各家測量校準方法不盡相同[4]。由于192Ir半衰期短和能譜復雜等原因，至今，國際上還沒有一個基準劑量學實驗室（PSDL）能夠提供對標稱值為370 GBq(10Ci)192Ir源的直接校準方法，但有學術團體推薦內插法和使用阱型電離室兩種方法進行間接校準[5]。國際上，美國AAPM41號報告推薦在空氣中校準。中國原子能科學研究院使用該研究所實驗室研制的球形石墨空腔電離室通過散射修正的方法較準確地校準出高劑量率192Ir輻射源強度[6]，但上述方法的校準條件比較高，不容易作為臨床應用時的校準方法來推廣。我國也有國家制定的校準規(guī)程，它是在水模中進行，不用太過于考慮射線經過空氣后的吸收和散射修正，只需考慮相關轉換因子，最終即可換算源的外觀活度。此法在測量時相對容易執(zhí)行和計算，而且實驗成本較低。

經過調研，此方法在國內醫(yī)院的放療科室里的應用甚少，因此，很有必要用此方法對臨床上使用的放射源外觀活度進行校準，并將該校準值與當時后裝系統(tǒng)顯示的源活度進行比較，通過分析與討論，評價該規(guī)程的可靠性與準確性。

1 理論基礎

放射源校準在水模中進行[7]（圖1）。在水模體中，將施源器分別放在距電離室等距離的4個相互垂直的方位上，施源器與電離室平行放置，施源器與電離室軸線間距≥5cm。將源傳送到施源器中，垂直于電離室軸線，并處于通過電離室參考點的平面上。選1組固定照射參數(shù)，分別對每一位置照射3次，對4個方位的12個讀數(shù)求算術平均值，然后按(1)式計算吸收劑量：

式中：Dw為水中吸收劑量（Gy）；

Mw為劑量計讀數(shù)的平均值（div）；

Nx為電離室照射量校準因子（該值由所使用電離室說明書提供）；

KTP為溫度氣壓校正因子：

式中：T、P分別為實測環(huán)境的溫度和氣壓；

Cλ為水中吸收劑量與照射量的轉換因子（cGy/R），水中的值為0.961[8]；

Cg為劑量梯度校正因子，用于對近距離治療放射源劑量梯度的校準。當電離室與放射源距離>10cm，劑量梯度修正因子基本<1%。但是單憑此圖，并不能得到具體源～電離室中心距所對應的較為具體的劑量梯度校正因子的值進行量化計算。為此，可以通過對表1中的數(shù)據[9]進行線性插值處理，求出相對接近的數(shù)值。

圖1 水模中的校準

表1 源～電離室中心距與劑量梯度校正因子關系表

2 校準前準備

本次測量的是HDR型192Ir放射源后裝機，使用的是PTW 30001石墨指形電離室，其有效體積為0.6cc（1cc≈1mL），照射量校準因子Nx =1.027。此外，還有測量支架、溫度計、氣壓計和鋼尺。

根據實測時實驗環(huán)境因素：溫度為24℃ ，氣壓為101.3kPa，代入公式(2)得：KTP=1.014 。查表1，當源～電離室中心距為5cm時，Cg值為1.019，當源～電離室中心距為8cm時，用5、10cm處的數(shù)據進行插值計算：

Cg= (1.019-1.006)/(5-10) × (8-10)+1.006=1.011

3 水中吸收劑量的測量與計算

考慮到電離室靈敏體積內存在的劑量梯度變化，電離室與放射源距離不宜過大，對192Ir高劑量率放射源，測量距離一般為10～20cm，測量時間為3～5min[10]。根據國家規(guī)程規(guī)定，施源器與電離室軸線間距≥5cm。本次選取5cm和8cm兩處距離。在每個測量距離處，沿A、B、C、D軸方向上各用劑量儀測量3次取平均，最后得到4個方向的平均讀數(shù)。施源器與電離室軸線間距為5cm，測量結果為27.67；8cm處的結果為27.47。將相關的參數(shù)代入公式(1)，得到表2的結果。

表2 水中吸收劑量測量結果

4 水中吸收劑量率轉化為源外觀活度

源外觀活度（Aapp）與水中吸收劑量率的關系為：

式中:Aapp為源外觀活度(mCi )；DW(r)為水中吸收劑量率（cGy/min）；Γ 為源電離常數(shù)取值為 4.62R·cm2·mci-1·h-1。

192Ir衰變發(fā)射γ射線的能譜相當復雜，不同的封裝結構的濾過效果不盡相同，故不同廠家的銥源的電離常數(shù)也有差異。裸銥源的Γ為4.800R·cm2·mci-1·h-1，SI單位制式 下 Γ 為 0.113μGy·cm2·mci-1·h-1，1981年《醫(yī)學 物理雜志》公布的Γ為4.620R·cm2·mci-1·h-1。

Cr為水中吸收劑量與照射量的轉換因子，水中的值為0.961。

S(r)為水介質衰減和散射校正因子，r為源到測量點電離室中心距（cm）。

將DW(r)值代入公式(3)，得到不同測量距離的源外觀活度值，見表3。

表3 不同測量距離的源外觀活度值

當后裝機計劃系統(tǒng)顯示Aapp=5.0101Ci時，為方便數(shù)據處理，將在5cm處測得的源活度記為A1=4.75Ci，A1相對Aapp的偏差值為-5.2%；在8cm處測得的源活度記為A2=4.69Ci，A2相對Aapp的偏差值為-6.0%，平均值為-5.7%。

5 測量結果的分析與討論

由于本次校準時的測量點按軸對稱呈輻射狀排布，在每個軸方向上相同距離的點位置都讀取3個值，最后對同距離測量結果的12個值取平均，這樣能抵消隨機產生的距離誤差所造成的數(shù)值影響，因此，本次校準所得的數(shù)據是真實可靠的。

通過國家規(guī)程校準的源活度約為4.72 Ci，比當時后裝系統(tǒng)顯示的源活度5.0101 Ci稍低，相差約5.7%。由于廠方提供的源強度精度一般為±10%，所以若按此精度計算，實際Aapp=5.0101×（1±10%）Ci，即4.5～5.5Ci。而此時校準的源活度約為4.72 Ci，在廠家精度范圍值內。綜上分析討論，根據我國制定的校準規(guī)程校準出的放射源的外觀活度，比較接近實際源活度的值。臨床上應按該規(guī)程定期進行質量保證檢測。

此外，由于廠方提供的源強度精度一般為±10%，因此，新源裝機后，必須經過醫(yī)院工程師和物理師校準后方能應用。值得注意的是，三維后裝治療計劃系統(tǒng)一般是以參考空氣比釋動能為單位的，這就要求醫(yī)院物理師要特別注意供應商使用的空氣比釋動能率常數(shù)是否與約定的一致，在校準時要求選用相同的物理參數(shù)。但是，目前國內計劃治療系統(tǒng)對放射源強度的表示往往僅允許使用顯活度，而且對選用的物理參數(shù)并無嚴格校驗，因此，對于國內的后裝治療計劃系統(tǒng)算出的源強度值的準確程度應當按規(guī)程進行校準，以提高治療的精度。

[1]殷蔚伯,余耘,陳波,等.2006年全國放療人員及設備調查報告-紀念中華放射腫瘤學會成立20周年[J].中華放射腫瘤學雜志,2007,(1):1-4.

[2]Godden T J.Physical aspects of brachytherapy[M].Boston: Hilger in collaboration with the Hospital Physicists' Association,1998.

[3]Muller-Runkel R.Measurement of Dosimetric Parameters for Alpha-Omega High Dose Rate Ir-192 Source[J].Med Dosim,2005,30(3):129-142.

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[5]李開寶,羅素明.醫(yī)用電離輻射物理劑量學的進展[J].中華放射醫(yī)學與防護雜志,1999,19(3):15-19.

[6]李景云,郭文,侯金兵.192Ir近距治療輻射源的校準[J].中華放射醫(yī)學與防護雜志,1999,19(1):51-53.

[7]國家質量技術監(jiān)督局.JJG 773-92近距離γ射線后裝治療輻射源檢定規(guī)程[S].北京:中國計量出版社,1992.

[8]International Atomic Energy Agency.Review of data and methods recommended in the international code of practice:IAEA Technical Reports Series No.277, absorbed dose determination in photon and electron beams[R].Vienna: IAEA,1996.

[9]馮寧遠,謝虎臣,史榮,等.實用放射治療物理學[M].北京:北京醫(yī)科大學、中國協(xié)和醫(yī)科大學聯(lián)合出版社,1999.

[10]王進,楊春勇,余寧樂,等.江蘇省后裝近距離治療機192Ir放射源有效活度檢測與分析[J].輻射防護,2009,(4):266-269.