常用放療劑量儀修正因子Cf的取值計算

梁木青，何堂斌，韋立祥

（廣西壯族自治區(qū)龍?zhí)夺t(yī)院 放療科，廣西 柳州 545005）

目前國內(nèi)很多醫(yī)療機構(gòu)在用的放療劑量儀，例如RT-100、DOES-1或BDM-1等，都具有對溫度、氣壓的校正功能，除此之外，還具有Cf的計算功能。在實際測量時，只要把測量現(xiàn)場水模體的溫度（T）、大氣壓（P）及Cf輸入劑量儀，則劑量儀讀數(shù)M即為經(jīng)過T、P及Cf修正后的吸收劑量。

1 高能電離輻射在水中吸收劑量的測算

按照國際原子能機構(gòu)第277號技術(shù)報告（IAEA TRS-277）[1]和國家計量檢定規(guī)程《醫(yī)用電子加速器輻射源》（JJG589-2008）[2]的方法，X射線和電子束在水模體中吸收劑量的計算公式主要有：

式中，M是劑量儀的顯示值；Nd是電離室空腔的空氣吸收劑量校準因子；Nx是由標準實驗室標定的空氣照射量校準因子，每年更新一次，當(dāng)使用倫琴（R）做照射量單位時，1 R=2.58×10-4C/ kg；W/ e是在空氣中每產(chǎn)生一個離子對所消耗的平均能量，W/e=33.97 J/C；Km是室壁（及建成帽）的空氣不完全等效修正，Katt是室壁（及建成帽）的衰減及散射修正，兩者一般由廠家提供。也可通過（JJG589-2008）表C2“常用電離室Km、Katt與其乘積值”[2]查到。Sw,air為校準深度水對空氣的平均阻止本領(lǐng)比，可由（JJG589-2008）表5“輻射質(zhì)同校準深度和Sw,air的關(guān)系”[2]及（JJG589-2008）表C8“電子束的水對空氣阻止本領(lǐng)比Sw,air、實際射程Rp和水深的關(guān)系”[2]查出；Pu為擾動修正因子，其與射線能量、電離室壁材料及體積有關(guān)，取值可通過（JJG589-2008）圖C1“圓柱形電離室的擾動修正因子Pu”[2]及（JJG589-2008）表C4“電子束擾動修正因子Pu”[2]求出；Pcel為中心電極在60Co校準輻射和實用輻射中非空氣等效引起的修正因子。當(dāng)電離室室壁材料是由石墨，中心電極材料是鋁時，Pcel的大小見（JJG589-2008）表D2“修正因子Pcel”[2]，當(dāng)X射線能量≤25 MeV時，Pcel=1.000。

2 Cf值的計算

Cf可理解為照射量與吸收劑量的轉(zhuǎn)換修正因子[3]，引入Cf后，水中吸收劑量的公式為：

式中，M為劑量儀示值，KTP為劑量儀溫度氣壓修正因子[4]，KTP的公式為：

式中，T和P分別為測量室內(nèi)電離室所在水模體中的溫度（℃）和大氣壓（kPa）。

當(dāng)劑量儀帶有有溫度氣壓修正功能時，水中吸收劑量的公式變?yōu)椋?/p>

由以上公式，可得修正因子Cf為：

3 實例計算

3.1 高能X射線的確定

已 知：6 MV的 X射 線，SSD=100 cm，F(xiàn)SZ=10 cm×10 cm，D20/D10=39/67.2=0.58， 電 離 室 為RT-101 0.6 cc，Katt=0.990，Km=0.990，照射量校準因子為Nx=0.985 R/div。

求：Cf值。

解：通過JJG589-2008表5“輻射質(zhì)同校準深度和Sw,air的關(guān)系”查得當(dāng)D20/D10=0.58時，=0.68，Sw,air=1.119；再由（JJG589-2008）圖C1及（JJG589-2008）表D2“修正因子Pcel”，查得電離室的擾動因子Pu=0.994，對于中心電極為鋁的圓柱形電離室Pce1=1.000[5]。

①由照射量校準因子Nx計算吸收計量因子Nd

②由吸收劑量因子Nd計算Cf值

3.2 高能電子束的確定

已知：電子束能量為12 MeV；電離室（型號：RT-101）為0.6 cc，Nd=0.846（cGy/div）；SSD=100 cm，限光筒10 cm×10 cm。

求：Cf值。

解：①在SSD=100 cm、射野面積=20 cm×20 cm的條件下，測PDD曲線，假設(shè)求得=5.1 cm，通過表1，查得其對應(yīng)的水模表面的平均能量當(dāng)時查表2可得水中校準深度為最大劑量深度即2.5 cm，并根據(jù)z的值由（JJG589-2008）表C8“電子束的水對空氣阻止本領(lǐng)比Sw,air、實際射程Rp和水深的關(guān)系”查出水對空氣的阻止本領(lǐng)比Sw,air=1.030。

②由（JJG589-2008）表C8“電子束的水對空氣阻止本領(lǐng)比Sw,air、實際射程Rp和水深的關(guān)系”可知時射程Rp=5.91 cm，由公式（1-z/Rp）[6]得校準點的電子束平均能量：

使用內(nèi)插的方法，由（JJG589-2008）表C4“電子束擾動修正因子Pu”查出，電離室半徑=3.15 mm時的擾動因子Pu值，Pu=0.972。

③由（JJG589-2008）表D2“修正因子Pcel”查得收集極半徑為0.5 mm時，電子束的Pcel=1.008。

④根據(jù)以上結(jié)果，有：

表1 較與的關(guān)系（SSD=10 cm，寬束）

表1 較與的關(guān)系（SSD=10 cm，寬束）

E0 /Mev 4 5 6 7 8 9 10 12 14 16 18 20 22 25 RD 5 0/cm 1.6 2.1 2.5 3.0 3.4 3.8 4.3 5.1 6.0 6.8 7.8 8.6 9.4 10.7 RJ50/cm 1.6 2.1 2.5 3.0 3.4 3.8 4.3 5.1 5.9 6.7 7.6 8.4 9.2 10.4

表2 電子束校準深度

4 討論

修正因子Cf在一些已廢除的劑量測量規(guī)程中就已經(jīng)存在，只是其表示方法不同。國際輻射單位與測量委員會（International Commission on Radiation Units and Measurements, ICRU）分別在1969年和1972年提出了高能X(γ)射線和電子束吸收劑量測量規(guī)程[7-8]，高能X射線對應(yīng)的吸收劑量的轉(zhuǎn)換因子為Cλ，高能電子束對應(yīng)的吸收劑量轉(zhuǎn)換因子為CE。雖然目前劑量測量使用的規(guī)程是國際原子能機構(gòu)（International Atomic Energy Agency, IAEA） 第277號技術(shù)報告，但Cf功能仍可繼續(xù)使用。IAEA方法定義了電離室空氣吸收劑量校準因子Nd，它依賴于電離室的幾何形狀和制作材料，并充分考慮了射線能量、測量深度對測量結(jié)果的影響[9-10]?；贜d計算出的修正因子Cf，使得輸出劑量的測量更精確、快捷。

[1]International Atomic Energy Agency. Absorbed dose determination in photon and electron beams： an international code of practice .Technical reports series No.277[R]. 2nd ed. Vienna： International Atomic Energy Agency, 1997.

[2]國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局. JJG 589-2008醫(yī)用電子加速器輻射源[S]. 北京： 中國計量出版社, 2009.

[3]修霞, 張紹剛, 胡家成. 對醫(yī)用高能X -射線輸出劑量測算的研究[J]. 現(xiàn)代測量與實驗室管理, 2006, 14(6)： 6-9.

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[5]曾自力. 醫(yī)用電子直線加速器高能X射線輸出劑量測量的質(zhì)量控制 [J]. 醫(yī)療衛(wèi)生裝備 , 2011, 32(2)： 104-106.

[6]胡杰, 陶建民, 張瑩, 等. 直線加速器高能電子束劑量校準時應(yīng)注意的若干問題及對策[J]. 中國醫(yī)療器械雜志, 2010, 34(2)：94- 96.

[7]International Commission on Radiation Units and Measurements.International Commission on Radiation Units and Measurements Report：14.Radiation dosimetry X-rays and gamma rays with maximum photon energies between 0.6 and 50 MeV[R]. Washington DC： International Commission on Radiation Units and Measurements,1969.

[8]International Commission on Radiation Units and Measurements.International Commission on Radiation Units and Measurements Report： 21.Radiation dosimetry electron with initial energies between 1 and 50 MeV[R]. Washington DC： International Commission on Radiation Units and Measurements, 1972.

[9]胡逸民. 腫瘤放射物理學(xué)[M]. 北京： 原子能出版社, 1999： 74.

[10]楊瑞峰, 黃輝, 何濤. Siemens primus E醫(yī)用直線加速器的劑量校準 [J]. 2009, 30(4)： 114-117.