基于JJG589-2008的医用电子直线加速器电子束剂量刻度方法测定 朱前升;曾自力
【摘 要】目的:通过介绍基于JJG 589-2008的医用电子直线加速器电子束剂量的校准刻度方法,分析校准刻度中遇到的问题,提出解决方法.方法:采用全自动三维水箱测量电子束各能量的最大剂量深度,计算或查出相关参数,用剂量仪和标准水模体校准刻度.结果:能量6 MeV的最大剂量深度与相应的校准深度取值(1.0 cm)相同,其余各能量的最大剂量深度皆大于相应的校准深度取值1.0、2.0、3.0 cm,相差为0～1.0 cm,差值最大的为能量18 MeV,最大剂量深度值比相应的校准深度取值大1.0 cm.结论:医用电子直线加速器电子束剂量的校准刻度与许多因素有关,校准刻度时应全面考虑各种因素的影响. 【期刊名称】《医疗卫生装备》
【年(卷),期】2014(035)001
【总页数】3页(P103-105)
【关键词】医用电子直线加速器;电子束;最大剂量深度;校准深度;剂量刻度
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【作 者】贴片式led朱前升;曾自力
【作者单位】545002广西柳州,柳钢医院肿瘤科;545007广西柳州,柳州市柳铁中心医院肿瘤科
【正文语种】中 文
【中图分类】R318.6;TH774
医用电子直线加速器所产生的高能电子束的表面剂量较高，当很快到达最大剂量点深度后，进入剂量“坪区”，至射程末端时，剂量急剧跌落。因此，不同能量的电子束具有确定的、不同的有效深度。电子束的这一剂量分布特点，决定了在临床肿瘤放射中用它来表浅的、偏体位一侧的病变和浸润的淋巴结，可有效地避免对靶区后深部组织的照射。生物学效应的大小程度与组织中所吸收的电离辐射的能量成正比，确切了解组织中所吸收的电离辐射的能量对评估放疗的效果及其副作用是非常重要的，它的精确确定是进行放疗最基本的物理要素[1]。在大的放射中心接受放射的患者中，约15%左右的患者在放射过程中要应用高能电子束。其剂量准确与否将直接影响患者的受照射剂量。
电柜铰链然而，医用电子直线加速器电子束剂量校准刻度与从事校准刻度人员的水平、理解剂量校准的相关规定及公式、数据计算方法、相关技术指标的选择、测量条件等许多因素有关，因此，剂量校准刻度时应全面考虑各种因素的影响。本文根据国家质量技术监督局的《JJG 589—2008 医用电子加速器辐射源》[2]内容全面介绍了Varian 23EX医用电子直线加速器电子束剂量的校准刻度方法测定。
1.1 被测仪器
瓦里安23EX医用电子直线加速器。电子束能量分别为 6、9、12、15、18、22 MeV，电子束剂量率在100～1 000 cGy/min范围内。加速器源到电子束限光筒末端的距离为95 cm，电子束限光筒最大尺寸为30 cm×30 cm。
1.2 校准刻度条件及设备要求
电子束剂量校准刻度时，环境温度、大气压强和相对湿度在规定范围内；环境辐射为本底。全自动三维扫描水箱，最小步进距离、位置和重复的准确度不大于1.0 mm；电离室剂量仪符合有关规定的要求。容积为30 cm×30 cm×30 cm的标准水模体，以电离室几何中心
为0线刻度，最小分度值为1.0 mm。温度计、气压计的测量范围和最小分度值在规定范围内。
1.3 电子束不同能量的最大剂量深度测量
在特定照射条件下，电子束限光筒的尺寸为10 cm×10 cm，源皮距（source skin depth，SSD）SSD= 100 cm，利用全自动三维扫描水箱测量电子束能量为 6、9、12、15、18、22 MeV时的百分深度剂量（percentage depth doses，PDD）曲线，测量开始时让电离室有效测量点位于水表面，精确定位于射野中心。根据以上条件，可求出剂量曲线上的最大剂量深度值。
1.4 电子束相关参数的确定
中心轴上校准点处水的吸收剂量Dm（Peff）（Gy）为：
针式吸盘式中，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C/kg。Nx为电离室照射量校正因子。W/e为在空气中形成每对离子所消耗的平均能量，其值为33.97 J/C。Katt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，KM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，本文剂量仪分别为 0.990和 0.994；Katt、KM随所使用的电离室不同（主要是电离室室壁、收集电极材料不同）而有所变化。SW，AIR为校准深度水对空气的平均阻止本领比，由电子束能量和校准深度 （本文为最大剂量深度）决定。PU为扰动修正因子。首先根据电子束能量查出实际射程RP（沿入射方向从入射位置至完全停止位置所经过的距离），然后根据电子束水表面的平均能量E0和校准深度（本文为最大剂量深度）由公式计算出校准深度处电子束的平均能量[3]EZ=E0（1-d/RP），最后由剂量仪电离室r=3.15 mm，查出相应的PU。PCEL为电离中心收集电极空气不完全等效修正因子，其数值取1。
1.5 电子束剂量的校准刻度
在特定照射条件下，选择10 cm×10 cm的电子束限光筒，SSD=100 cm，采用标准水模体，分别对电子束各能量6、9、12、15、18、22 MeV进行剂量校准刻度。当加速器给出200 MU[4]（MU为加速器机头内监测电离室的计数单位，是衡量出束多少的指示。影响加速器射线束能谱分布的电路、机械方面的因素等可能会影响MU，使得1 MU的积分数不等于1 cGy。因此，应定期进行剂量校准刻度）时，此时电离室有效测量点在水模中校准深
烟囱脱硫度为各能量的最大剂量深度处，通过调节加速器上剂量监测系统的阈值电位器，将加速器电子束剂量校准刻度设为200 MU=200 cGy。
电子束能量为6、9、12、15、18、22 MeV时的PDD剂量曲线上最大剂量深度的平均值分别为1.0、1.4、2.0、2.6、3.0、3.4 cm，见表1。其中只有能量6 MeV的最大剂量深度值与相应的校准深度取值1.0 cm相同，其余各能量的最大剂量深度值皆大于相应的校准深度取值1.0、2.0、3.0 cm，相差范围在0～1.0 cm之间，差值最大的为能量18 MeV，最大剂量深度值比相应的校准深度取值大1.0 cm。
电子束能量越大，其实际射程RP越大。校准深度水对空气的平均阻止本领比（SW，AIR）随电子束能量的增加而减小；扰动修正因子（PU）随电子束能量的增加而变大，见表1。
经医用电子直线加速器加速和偏转后引出的电子束，束流发散角很小，基本是单能窄束，可利用散射箔将其展宽到临床所需要的最大射野范围。电子束展宽后先经X线准直器，再经电子束限光筒形成用野。高能电子束具有一定的射程、易于散射等物理特点，加上限束系统的影响，使得电子束输出剂量率随射野变化的规律变得复杂。对每一个
电子束限光筒而言，X线准直器都应取一个特定的位置。如果改变了X线准直器位置的设定，即使电子束限光筒不变，电子束射野的平坦度、对称性和电子束的输出剂量率也会有较大的变化，特别是对于低能电子束来说。Varian Clinac 23EX医用电子直线加速器采用X线准直器射野自动跟随系统，即随电子束限光筒的插入，自动选定相应的X线准直器的开口，以获得更好的电子束射野的平坦度、对称性，使其对电子束输出剂量率的影响减小。
用于吸收剂量测量的方法较多，但国家技术监督部门和国际权威性学术组织确定电离室法用于放射吸收剂量校准及日常监测的主要方法。电离室剂量仪包括电离室、静电计和连接它们的电缆。电离室腔中的空气质量随环境温度和气压变化而改
安全二维码变，即气压增加或温度降低空气质量都会增加，直接影响电离室的测量灵敏度。现场使用时，必须给予校正。因此，剂量校准刻度前，电离室在水模中至少要放置15 min，以保证温度平衡[5]。
国际原子能机构（intemational atomic energy agency，IAEA）1997年第277号技术报告《光子与电子束的吸收剂量测量》制定了统一、简明并易于执行的光子与电子束的吸收剂
量测量的技术规程[6]。我国国家技术监督部门根据这一技术规程，于1991年颁布了国家计量技术规范，1992年开始实施。该规程规定电离室有效测量点Peff应位于电离室中心点P的前方，当用r表示电离室腔内半径时，高能电子束Peff要位于0.5r处。本文电离室腔内半径r为3.15 mm，因此，0.5r约等于0.16 mm。水箱有机玻璃壁与水表面间存在表面张力，目测水面的实际深度会产生1～2 mm的误差，即来自水的表面张力形成的约1.5 mm高的一条“亮线”，水面的实际高度应在这条“亮线”的下沿，它的下沿，才是水的表面[7]。
医用电子直线加速器电子束能量为6、9、12、15、18、22 MeV时的最大剂量深度的平均值分别为1.0、1.4、2.0、2.6、3.0、3.4 cm。其中只有能量为6 MeV的最大剂量深度值与相应的校准深度取值（1.0 cm）相同，其余各能量的最大剂量深度值皆大于相应的校准深度取值（1.0、2.0、3.0 cm），相差范围在0～1.0 cm，差值最大的为能量18 MeV，最大剂量深度值比相应的校准深度取值大1.0 cm。在不同深度刻度校准会有不同的结果，它们之间有较大的差别，会直接影响患者临床放疗中的剂量[8]。
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