使用固体水和水箱对加速器输出剂量的校准

翟小娟 南方医科大学附属小榄医院 放疗科 （广东 中山 528415）

内容提要： 目的：按照国际原子能机构第277号技术报告方法分别使用固体水和水箱对加速器输出剂量进行测量，寻求一种准确、方便、快捷的测量方法。方法：将国际原子能机构第277号技术报告中确定的各测量参数值按照输出剂量计算公式，分别用固体水和水箱，对加速器输出剂量进行多次测量，比较二者测量值是否存在差异。结果：用两种方法测量的加速器输出剂量有显著差异，因此，尽管固体水进行加速器输出剂量的测量时比较方便、快捷，但不能简单就用固体水替代水箱进行校准，需用水与固体水转换系数进行转换。结论：在日常的质量保证与控制工作中，可以使用固体水及转换系数这种方法，对加速器输出剂量进行校准，这种方法较使用水箱更准确、方便、快捷。

随着放射治疗技术的提高，放射治疗的方式从常规二维放疗发展到三维适形放疗，再到现在主流的调强放射治疗，对加速器输出剂量的稳定性的要求越来越高。加速器输出剂量的测量，是物理师最基础的质量保证与控制工作之一。日常剂量测量主要用固体水和常规水箱这两种方法，本文将分别用这两种方法对加速器的输出剂量进行校准，比较校准结果，找出一种相对准确、方便、快捷的测量方法。

1.设备与方法

1.1 设备

Elekta Precise直线加速器（含有6MV、10MV两档X射线和4MeV、6MeV、9MeV、12MeV、15MeV、18MeV六档电子线）；IBA公司的DOSE 1剂量仪；FC65-G指型电离室；30cm×30cm×30cm水箱；PTW公司聚乙烯材料固体水；DYM3型空盒气压表，温度计及用于记录测量数值的笔记本电脑一台。

1.2 方法

1.2.1 参数确定

使用国际原子能机构第277号报告（IAEA277）推荐的测量方法[1]，进行校准测量。X射线的校准通常在标准源皮距离SSD=100cm，水模体内10cm×10cm射野中心轴上最大剂量点处，1Mu=lcGy。吸收剂量D的计算公式如下：

ND是电离室空腔的空气吸收剂量校准因子，ND=Nx×(2.58×10-4)×(W/e)×Katt×Km[2]，Nx是剂量校准因子取值101.4，W/e为平均电离功，其值为33.97J/C，在IEAE·TRS277表中查得Katt×Km=0.985，（Sw，air）U为校准深度水与空气的平均阻止本领比；Pu为电离室壁和空腔对水模体中电子通量影响的拢动校正因子；Pcel为电离室中心收集及非空气等效的校正因子；KTP为温度和气压校正因子；PDD为测量点的百分深度剂量。确定了这些参数后可以计算得出吸收剂量[3]。

1.2.2 测量方法

1.2.2 .1水箱法

将测量用小水箱至于加速器治疗床面。IEEA规程中指出，电离室的有效测量点并不在其几何中心，对于高能X射线来说，其测量点由几何中心向射线入射方向移动0.6r，对于电子线来说，其测量点由几何中心向入射方向移动0.5r。针对本科室FC65-G指型电离室，高能X射线有效测量点需向辐射源方向移动2mm，电子线有效测量点需向辐射源方向移动1.6mm。

高能X射线的测量：取源皮距100cm，源皮距10cm×10cm，6MV测量深度5.2cm，10MV测量深度10.2cm。将实时温度和气压值输入DOSE 1剂量仪完成对KTP的修正。两档能量各测量三次，取平均值，水中吸收剂量分别为

100.3 和100.4。

电子线的测量：取源皮距95cm，10cm×10cm限光桶，能量4MeV测量深度0.96cm，能量6MeV测量深度1.46cm，能量9MeV测量深度2.16cm，能量12MeV测量深度2.76cm，能量15MeV测量深度3.16cm，能量18MeV测量深度3.56cm。将实时温度和气压值输入DOSE 1剂量仪完成对KTP的修正。六档能量各测量三次，取平均值，水中吸收剂量分别为102.8、100.3、99.8、100.3、100.5及100.6。

1.2.2 .2固体水法

采用德国PTW公司聚苯乙烯材料的固体水，此种固体水适用于高能X射线及高能电子线[4]。其规格均为30cm×30cm×30cm，厚度分别为0.1cm、0.5cm的板块各1块，0.2cm的2块，1.0cm的29块，其中有1块2cm厚的测量板带有一个可以放置指型电力室的测量孔，其中心轴离表面0.8cm。测量前，先将固体水至于机房内8h以上，取10块1.0cm的固体水置于测量板下；测量时，将不同厚度的固体水进行匹配，达到水模体测量深度进行测量，其他参数均不变，计算方法也不变。高能X射线和电子线八档能量各测量三次，取平均值，水中吸收剂量分别为99.9、99.9、108.5、99.7、98.2、98.7、99.0、及99.5。

2.结果比较

将水箱法与固体水法测得的加速器八档能量的吸收剂量平均值分别进行t检验，t值均≤0.05，有统计学意义，即简单的用固体水的厚度来等效水的厚度，进行加速器能量的测量是有误差的，二者之间存在转换系数。AAPM的测量规程中对用固体水测量吸收剂量，并将其转换成水中吸收剂量的具体步骤与方法做了详尽的介绍。但在本研究中，我们采用了一种更直观的方式来确定这个转换系数，取51组水箱与固体水测量吸收剂量的数据Dwater与Dsolid，设定水与固体水的转换系数为SF，这样，八档能量均可得到51组对应的SF值，最终取每档能量SF的平均值作为水与固体水的转换系数。

3.讨论

加速器的吸收剂量常规都是用水来测量，但使用水箱测量过程中，有诸多不确定因素，比如（1）水温与测定环境不同；（2）加速器标尺灯在水箱上的折射引起的源皮距偏差；（3）不同的测量人员对于水平面的确定，多少会有差异；（4）测量过程中添加水或者放水过程比较繁琐，效率很低。因此，通过本文的研究，在日常的质量保证与控制工作中，可以利用水与固体水转换系数，用固体水对加速器输出剂量进行校准，这种方法比使用水箱更准确、方便、快捷，但每年至少有一次在水模体中进行测量[5]。