2013小企业会计准则【综述】（UPMC）伽玛刀医用放射物理
ICON®伽玛刀设备是Perfexion型伽玛刀的改进产品，增加了基于无框架的选项和立体定向锥形束计算机断层扫描(CBCT)。增加的用于检测患者移动的红外线标志物，以及立体定向锥形束计算机断层扫描(CBCT)的使用彻底改变可以执行的伽玛刀程序。给出的伽玛刀设备基础医学物理概念的综述，包括钴-60 (60Co)源的描述，和讨论伽玛射线与物质、60Co剂量学原理，辐射防护原理、部件结构，绝对剂量率和相对输出因子测定，放射焦点（radiologic focal point）的定义以及维护伽玛刀装置的适当功能所需要的质量保证。对高清移动管理和立体定向锥形束计算机断层扫描(CBCT)等新增加的功能进行了讨论。对计划指标进行了回顾。 自伽玛刀设备的概念开始以来，伽玛刀的基本物理原理没有发生过重大变化。该装置使用钴-60 (60Co)源作为辐射源。在本章中会有更详细的描述，在60Co衰减期间，发射伽玛射线能量。就是伽玛射线被用于伽玛刀的临床和帮助到设备的命名。
稳定的59Co吸收一个中子时就人为产生了60Co。从所捕获的中子多余能量通过贝塔(β)衰变
而衰减。贝塔(β)衰变过程包括转换中子变成三个粒子:质子，电子，和反中微子（antineutrino）。有两个主要的贝塔(β)衰变通道能发射0.31和1.48 MeV能量的电子。这些电子在伽玛刀的源壳（source housing）内被吸收,且不会给病人带来很大的剂量。60Ni的激发状态是伽玛射线起源于60Co的贝塔(β)衰变。用于立体定向放射外科的伽玛射线发射的能量为1.1732和1.3325兆电子伏特（MeV)），平均能量约为1.25兆电子伏特（MeV)。60Co衰变的半衰期为5.26年，意味着经过5.26年只存在一半的初始活度，从而使时间翻倍。
伽玛射线是由原子核起源的光子。一个两步的过程发生；光子与介质相互作用，将其能量传递给电子，反过来这些电子又通过组织内的相互作用沉积它们的能量，导致生物损伤。光子可以在介质中无限传播，不断地传递能量给电子。一个可测量的属性是百分比深度剂量（the percentage depth dose），是指最大剂量与深度剂量的比值（the maximum dose to doses at depths）。对于60Co,这个最大剂量发生在水中5毫米深的地方。在5厘米和10厘米深处，有60Co伽玛射线衰减到最大剂量的约74%和50%。这一点的重要性可以这样来认识：如果有两个相互平行的辐射源，深度为5毫米处放入剂量，高于中心的剂量。
辐射防护
伽玛刀装置的辐射防护及发证的原则是按照核监管委员会（the Nuclear Regulatory Committee）概述的美国联邦法规（the Code of Federal Regulations）(10 CFR20章、35章)。在其他方面，这些法规定限定了辐射工作人员和公众，以及怀孕的辐射工作人员的剂量限制。伽玛刀装置的钨和钢的外壳(图1)作为主要的屏障以减少人员的暴露。钨是一种金属合金，能吸收来自源的辐射，源的初始活度约为6600居里（）Ci）或192个源，每个源大约34 Ci。居里(Ci)是放射性单位，对应于3.7×1010的每秒裂变（disintegrations per second）。此外,一个安放伽玛刀装置的混凝土的拱顶室墙壁厚度约10-14英寸。这样减少因辐射泄漏和散射而引起的暴露，从而使病人所受射到低于规定的限制。默多克
太原pm2.5
图1.显示中没有CBCT的ICON型伽玛刀或Perfexion伽玛刀的剖面布局。
PPS:病人摆位系统；Shielding doors ，屏蔽门；Shielding, 屏蔽防护；Cobalt sources, 钴源；Collimator body, 准直器体
伽玛刀装置
60Co源分布在驱动机械上(图2)，驱动机械将钴源置于准直器上的开口。将驱动装置看作一个扇区，24个源放置在每个扇区上，8个扇区可用于计划。源是按以下模式:6、4、5、4、5在扇区上对齐。所有扇区的这种模式可以被分成5个源环(图3)。环的分布距正常模式约15°，所成角度分别为75°、60°、45°、30°和15°。这意味着没有平行相对的源。这个源的分布确保最大剂量保留在靶区，不会在靶区以外出现热点区域。伽玛刀有四个准直器设置:16,8,4毫米和一个挡块（block）。从第1到第8扇区的每一个环到每个准直器的交点有一定的几何距离；
这个交点称为放射学焦点（RFP,表1)。
图2.加载有钴源的钴源驱动装置。
表1。环到RFP（放射学焦点）的距离以及6毫米准直器相对和有效输出系数相关的关系。
准直器 | 环 | V-SFD，mm | ROF | Eff ROF |
16 | 1 | 481 | 0.961 | 1 |
16 | 2 | 459 | 1 | 1 |
16 | 3 | 455 | 0.981 | 捍卫阳光1 |
16 | 粮食危机 恩道尔4 | 488 | 0.914 | 1 |
16 | 5 | 519 | 0.847 | 1 |
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验收和调试
(瑞典斯德哥尔摩市)医科达（Elekta）公司提供给用户安装报告，概述测定剂量的速率，辐射配置，和放射学焦点的结果。在临床使用前，物理师和工程师将记录结果按在客户验收协议记录伽玛刀装置的运行情况，概述装置的所有方面的功能、安全联锁、如果使用ICON®型则会包括成像特点，以及网络通迅系统。物理师用自己的方法负责测量和验证Elekta报告的辐射配置、放射学焦点，和剂量率校准。 辐射配置
为了测量辐射配置，我们需要两件设备:胶片和扫描仪进行图像处理。特殊胶片用于测量辐射配置，输出因素和放射学焦点。这种胶片叫做辐射变胶片，其中有一种叫做Gafchromic。这种胶片不需要胶片处理器。(美国肯塔基州Covington市Ashland生产的）Gafchromic EBT3是最新的版本，并有许多功能，使该胶片适合伽玛刀的剂量测定。这些配置是在ABS(丙烯腈丁二烯苯乙烯acrylonitrile butadiene styrene)头模中测量的，这是最初为伽玛刀射研制的头模或在x:y和x:z方向上通过校准胶片的固体水模。从Elekta的报告中，它们的测量值和它们在规划软件上的值可以让用户进行比较。确定的配置值（pro
file value）从50%等剂量线开始。物理师应该在预期的1毫米范围内验证配置。
放射学焦点
在Leksell坐标空间中每个准直器的辐射趋同性（convergence）应该在x = 100.0, y = 100.0, z = 100.0位置，也就是RFP（放射学焦点）。患者摆位系统(PPS)参考这一焦点将患者脑内靶区具体摆位。用辐射配置确定摆位系统(PPS)的准确性，我们测量每个准直器的配置情况，使用一根针准确地定位处放射学焦点（RFP）。医科达（Elekta）公司有一个特别的支架 ，可以在胶片上精确地对准刺出锋利的针孔。 我们确定出辐射配置的照射野的边缘(field edge of radiation profile)，然后确定胶片上的中央针穿刺的位置，并确定针刺孔(pinprick)相对照射野中心的差异。到现场中心。当完成并在x:y和x:z方向制成表格时，结果可以随后被处理为:
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