放射物理劑量測(cè)量new

電離輻射吸收劑量測(cè)量中山大學(xué)腫瘤醫(yī)院放療科祁振宇內(nèi)容介紹劑量學(xué)中常用的物理量劑量學(xué)原理電離室測(cè)量吸收劑量的原理電離室工作原理及工作特性電離室在劑量測(cè)量中應(yīng)用高能輻射吸收劑量校準(zhǔn)（X線(xiàn)&電子束）后裝銥源校準(zhǔn)調(diào)強(qiáng)絕對(duì)劑量驗(yàn)證其他吸收劑量測(cè)量方法劑量膠片（XV，EDRII，EBT）半導(dǎo)體探測(cè)器常用物理量放射物理量放射診斷放射治療放射防護(hù)粒子注量能量注量照射量比釋動(dòng)能吸收劑量當(dāng)量劑量符號(hào)：R單位：倫琴SI：C/Kg符號(hào)：D單位：戈瑞SI：J/Kg符號(hào)：K單位：戈瑞SI：J/Kg基本概念照射量照射量是用來(lái)表示X（r）輻射致空氣電離程度的一個(gè)物理量定義：X（r）輻射

單位質(zhì)量空氣中（dm）

次級(jí)電子 停止同一種符號(hào)的離子總電荷的絕對(duì)值不包括次級(jí)電子生成的軔致輻射所產(chǎn)生的電離國(guó)際單位：C/Kg常用單位：倫琴（R）重要轉(zhuǎn)換：1R=2.58×10－4C/Kg基本概念+++++++＋＋－－－－－－－－－比釋動(dòng)能定義：不帶電粒子

單位質(zhì)量介質(zhì)中 全部帶電粒子初始動(dòng)能之和包括：軔致輻射＋二次效應(yīng)產(chǎn)生的帶電粒子國(guó)際單位：J/Kg專(zhuān)用單位：戈瑞（Gy）表達(dá)式：K＝Ψ(μen/ρ)/(1-g)基本概念X（r）輻射A次級(jí)電子吸收劑量（1－g）軔致輻射（g）比釋動(dòng)能吸收劑量定義：電離輻射給予單位質(zhì)量（dm）介質(zhì)的平均授予能?chē)?guó)際單位：J/Kg專(zhuān)用單位:戈瑞（Gy）換算：1Gy＝100rad表達(dá)式：D＝Ψ(μen/ρ)基本概念A(yù)BX（r）輻射軔致輻射X－ray次級(jí)電子吸收劑量帶電粒子間接致電離直接致電離轉(zhuǎn)換關(guān)系

X×（W/e）×（2.58×10－4）/（1－g）R33.97J/CC/Kgg:次級(jí)電子輻射損失份額比釋動(dòng)能（Gy）吸收劑量（Gy）照射量基本概念劑量測(cè)量基本原理電子平衡理論空腔理論

Bragg－Gray Spencer－Attix基本原理。P。P。P劑量測(cè)量基本原理X射線(xiàn)分別與介質(zhì)、氣腔壁、氣腔作用生成次級(jí)電子氣腔內(nèi)、氣腔外進(jìn)入、逸出基本原理。P介質(zhì)水氣壁氣腔電子平衡基本原理氣壁氣腔介質(zhì)：水∑Eein∑EeoutX-ray∑Erin∑EroutP∑Eδin

∑Eδ

out

[(∑Erin-∑Erout)+(∑Eein-∑Eeout)+(∑Eδin

+∑Eδout)]

D=1m電子平衡當(dāng)次級(jí)電子和delta電子滿(mǎn)足廣義：可以允許delta電子不平衡，只要在均勻介質(zhì)中測(cè)量體積元內(nèi)，離開(kāi)此體積元的電子，被另一個(gè)進(jìn)入該體積元具有相同能量的電子代替，則在該體積元內(nèi)存在著電子平衡電子平衡：DPX（r）沉積在空腔內(nèi)的能量，與均勻介質(zhì)中生成的次級(jí)電子無(wú)關(guān)

(∑Eein-∑Eeout)+(∑Eδin-∑Eδout)＝0

基本原理

∑Eein-∑Eeout＝0

電子平衡氣腔壁材料空氣等效材料不影響次級(jí)電子的能譜及角分布?xì)馇槐诤穸却渭?jí)電子的最大射程

提供足夠厚度建立電子平衡均勻介質(zhì)中生成的次級(jí)電子到達(dá)不了氣腔基本原理空氣等效有效原子數(shù)物質(zhì)密度E>1

MeV極化效應(yīng)Rmax自由空氣電離室基本原理自由空氣電離室滿(mǎn)足電子平衡條件室壁本身是空氣有效體積周?chē)諝怏w積>次級(jí)電子的最大射程

高能X（r）輻射次級(jí)電子射程大極板間距增大自由空氣電離室適用范圍:～400KV(最大<3MeV)基本原理XP=ρ*AP*L⊿Q*12.58*10-4Roentgens極板間電場(chǎng)均勻度下降復(fù)合效應(yīng)增大指形電離室基本原理指形電離室指形電離室構(gòu)造:以固體空氣等效材料（如石墨）代替空氣外殼100～250kVp:1mmCo-60r-ray:5mm其內(nèi)表面涂有一層導(dǎo)電材料，形成外電極另一電極位于中心，為收集極（如鋁）X（r）輻射

室壁近空腔處生成次級(jí)電子()石墨壁(Z=6)略低于空氣壁生成的次級(jí)電子略少中心電極(Al)代償石墨壁空氣不完全等效基本原理∑Ere空腔內(nèi)的空氣原子電離正負(fù)電荷B-G空腔理論當(dāng)對(duì)能量較高（≥1MV）的X(γ）射線(xiàn)，由于次級(jí)電子的射程增長(zhǎng),測(cè)量體積元增大,電子平衡不能建立照射量的定義僅適用于X(γ）射線(xiàn),不能用于其他類(lèi)型的電離輻射如電子和中子等Bragg-Gray原理，不需要電子平衡條件基本原理B-G空腔理論基本原理氣腔介質(zhì)：水∑Eein∑EeoutX-ray∑Erin∑EroutP∑Eδin

∑Eδ

out

[(∑Erin-∑Erout)+(∑Eein-∑Eeout)+(∑Eδin

+∑Eδout)]

D=1m氣壁B-G空腔理論氣腔的直徑遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于次級(jí)電子的最大射程X(γ）射線(xiàn)在空腔中所產(chǎn)生的次級(jí)電子的電離,即“氣體作用”,可以忽略氣腔的引入并不影響次級(jí)電子的注量及能譜分布?xì)馇恢車(chē)呐R近介質(zhì)中,X(γ）射線(xiàn)的輻射場(chǎng)是均勻的DP僅取決于氣腔周?chē)鶆蚪橘|(zhì)中生成的次級(jí)電子,與光子線(xiàn)和delta電子無(wú)關(guān)氣腔中產(chǎn)生的電離電荷量只和介質(zhì)中實(shí)際吸收的能量有關(guān)基本原理

(∑Erin-∑Erout)+(∑Eδin+∑Eδout)

=0B-G空腔理論B-G理論B-G理論氣腔足夠小(<<次級(jí)電子的最大射程)電離室壁足夠薄:使周?chē)橘|(zhì)中生成的次級(jí)電子能夠到達(dá)氣腔有一定厚度:阻止周?chē)橘|(zhì)中delta電子進(jìn)入氣腔

(<10MeV1mm)基本原理Em=Ja*eW*(S/ρ)m(S/ρ)aS－A理論B-G理論在計(jì)算質(zhì)量阻止本領(lǐng)時(shí)，假設(shè)次級(jí)電子在氣腔中的能量損失是連續(xù)的，并完全消耗在氣腔氣體的電離過(guò)程中次級(jí)電子在氣腔內(nèi)的電離過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生次級(jí)電離，形成二次電子（即delta電子），其射程較長(zhǎng)，可將部分能量帶出氣腔以外Spencer－Attix理論彌補(bǔ)了B-G理論的缺陷基本原理S－A理論S－A理論

次級(jí)電子基本原理Δ(10～30keV)慢電子快電子能量消耗在氣腔內(nèi)電子慢化譜的一部分(E<Δ)(E>Δ)限制性平均阻止本領(lǐng)排除在外小結(jié)電子平衡B-G空腔理論基本原理DP電離室壁近空腔處次級(jí)電子電離室壁厚度次級(jí)電子最大射程對(duì)空腔大小沒(méi)有特殊限制DP

周?chē)鶆蚪橘|(zhì)次級(jí)電子薄壁電離室氣腔應(yīng)足夠小理想劑量?jī)x器準(zhǔn)確性（Accuracy）精確度（Precision）探測(cè)能力（DetectionLimit）定性定量使用范圍（MeasurementRange）劑量線(xiàn)性（DoseResponse）劑量率線(xiàn)性（DoseRateDependence）能量依賴(lài)性（EnergyResponse)空間分辨率(SpecialResolution)電離室Farmer型電離室電離室Farmer型電離室電離室內(nèi)徑：3.15mm外徑：3.5mm收集極半徑：0.5mm平行板電離室電離室平行板電離室電離室平行板電離室平行板電離室的入射窗由0.01至0.03mm厚的聚酯薄膜等材料組成，其內(nèi)部有一扁平氣腔，電極間距非常小(≤2mm).平行板電離室的特點(diǎn)：①由于電離室的電極間距小，其氣腔在輻射場(chǎng)中產(chǎn)生的擾動(dòng)就非常小，使得它在電子束的測(cè)量中優(yōu)于指形電離室。②由于電離室的入射窗極薄，其有效測(cè)量點(diǎn)又位于氣腔的前表面中心，它適于測(cè)量人體表面的劑量和建成區(qū)的劑量分布。電離室電離室工作特性電離室方向性電離室的飽和特性電離室的桿效應(yīng)電離室的符合效應(yīng)電離室的極化效應(yīng)環(huán)境因素對(duì)工作特性的影響電離室電離室方向性電離室的靈敏度，會(huì)受不同方向入射的電離輻射的影響①電離室的角度依賴(lài)性直接影響電離室的靈敏度體積。②電離室的角度依賴(lài)性與中心電極和室壁的制作工藝如室壁厚度的均勻性有關(guān)等。電離室電離室方向性電離室水模體中電離室測(cè)量吸收劑量的幾何條件指形電離室:主軸線(xiàn)與射線(xiàn)束中心軸的入射方向垂直平行板電離室:前表面垂直于射線(xiàn)束的中心軸電離室的飽和特性電離室100V400V電離室工作區(qū)復(fù)合區(qū)電離室工作電壓V收集極電流IGeiger-Muller(電壓>800V)倍增區(qū)防護(hù)劑量?jī)x電離室的桿效應(yīng)電離室的桿效應(yīng)一般<1.0%電離室的桿效應(yīng)正比于射線(xiàn)能量電離室受照范圍小時(shí),桿效應(yīng)變化較大.當(dāng)受照長(zhǎng)度>10cm時(shí),基本不再變化電離室電離室的復(fù)合效應(yīng)定義：收集的電離離子數(shù)與輻射產(chǎn)生的離子數(shù)之比隨電離室極板電壓的增加，復(fù)合效應(yīng)減弱的緣故，收集效率不斷提高。為克服電離室的復(fù)合效應(yīng)，應(yīng)適當(dāng)選擇工作電壓，使收集效率達(dá)到99%對(duì)醫(yī)用加速器脈沖式輻射，特別是脈沖掃描式輻射，復(fù)合效應(yīng)校正尤為重要電離室電離室復(fù)合效應(yīng)校正脈沖式脈沖掃描式連續(xù)式電離室電離室復(fù)合效應(yīng)校正脈沖式脈沖掃描式復(fù)合效應(yīng)（PS）通常采用雙電壓法電離室的極化電壓分別取V1和V2，V1是電離室的正常工作電壓，V1/V2值在2～10之間用相同的輻射條件輻照電離室，測(cè)量相應(yīng)的電離電荷Q1和Q2

PS=ao+a1(Q1/Q2)+a2(Q1/Q2)2電離室電離室復(fù)合效應(yīng)校正電離室脈沖輻射二次項(xiàng)擬合系數(shù)

電壓比

aoa1a22.02.3370-3.636002.299002.51.4740-1.587001.114003.0

1.1980

-0.875300.677303.51.0800-0.542100.462704.01.0220-0.363200.341305.00.9745-0.187500.213506.00.9584-0.107500.149508.00.9502-0.037320.0590510.00.9516-0.010410.05909電離室復(fù)合效應(yīng)校正電離室脈沖掃描輻射二次項(xiàng)擬合

電壓比

aoa1a22.04.711-8.24204.53302.52.719-3.97702.26103.02.001-2.40201.40403.51.665-1.64700.98414.01.468-1.20000.73405.01.279-0.75000.47416.01.177-0.50810.33428.01.089-0.28900.202010.01.052-0.18960.1398電離室復(fù)合效應(yīng)校正電離室連續(xù)輻射束中的離子復(fù)合修正因子（Ps）電離室復(fù)合效應(yīng)校正連續(xù)輻射復(fù)合效應(yīng)修正AAPM雙電壓法V1是電離室的正常工作電壓M1V2=1/2*V1M2Aion=4/3–(1/3*

)Pion=1/Aion電離室M1M2電離室極化效應(yīng)對(duì)給定的電離輻射，電離室收集的電離電荷，會(huì)因收集極電壓極性的改變而變化，這種現(xiàn)象稱(chēng)為極化效應(yīng)極性效應(yīng)校正：正、負(fù)電壓，取平均讀數(shù)V1是電離室的正常工作電壓M1

V2=－V1M2

KP＝（M1+M2)/2M1電子線(xiàn)極化效應(yīng)較光子線(xiàn)嚴(yán)重；并隨電子能量減小而增大通常要求極化效應(yīng)<0.5%電離室環(huán)境因素的影響非封閉型電離室室腔中空氣質(zhì)量隨環(huán)境T、P變化濕度：電離室校準(zhǔn)時(shí)的相對(duì)濕度為50%，而現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量時(shí)的相對(duì)濕度在20%-70%之間則相對(duì)濕度的校正通常小于1%，故在大多數(shù)情況下可忽略不計(jì)電離室KPT＝273.2+t273.2+T*1013P其中：T＝20

℃或22℃劑量?jī)x標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)確性，高靈敏度電荷收集效率（Error<0.2%)長(zhǎng)期穩(wěn)定性（Dev<0.25%)鍶－90可以提供200～400V穩(wěn)定電壓可以改變電壓極性可以提供1/2或1/3電壓可以提供不同量程內(nèi)部時(shí)鐘劑量?jī)xNE2670劑量?jī)x劑量?jī)xNE2670劑量?jī)x劑量?jī)x劑量?jī)x使用使用前儀表預(yù)熱測(cè)量本底讀數(shù)，調(diào)“零”讀數(shù)前，預(yù)照射幾Gy改變電壓或極性時(shí)，重復(fù)上述步驟多次讀數(shù)取平均值注意存放劑量?jī)x電離室應(yīng)用高能輻射吸收劑量校準(zhǔn)（X線(xiàn)&電子束）指形電離室平行板電離室后裝銥源校準(zhǔn)井形電離室調(diào)強(qiáng)治療計(jì)劃劑量驗(yàn)證

高能輻射吸收劑量校準(zhǔn)校準(zhǔn)高能電離輻射吸收劑量的步驟指形電離室IAEANo.277平行板電離室

IAEANo.381步驟照射量校準(zhǔn)因子NXCPE照射量X，儀表校正讀數(shù)MNx=X/M（C/kg·div）X為照射量的標(biāo)準(zhǔn)值，單位是C/kg，當(dāng)用倫琴R做照射量單位時(shí)，

1R=2.58×10-4C/kg（精確值）M是劑量計(jì)的顯示值，其單位由于劑量計(jì)的設(shè)計(jì)不同而不同，故一般以劑量計(jì)的讀數(shù)div表示第一步照射量校準(zhǔn)因子NX100cmCo-60r-ray輻射場(chǎng)電離室＋平衡帽空氣中X＝N標(biāo)準(zhǔn)×X標(biāo)準(zhǔn)X＝N待測(cè)×X待測(cè)第一步空氣中照射量校準(zhǔn)因子NX電離室＋劑量?jī)xCPE

電離室（平衡帽）靈敏度量程環(huán)境T、P、濕度X自由空間P點(diǎn)（電離室有效體積的中心） 照射量Nx包含了電離室對(duì)射線(xiàn)質(zhì)的擾動(dòng)影響第一步*PP*(a)(b)空氣中

吸收劑量校準(zhǔn)因子NDND=NX×W/e×Katt×KmW/e是在空氣中形成一個(gè)電子電荷的每對(duì)離子消耗的平均能量，W/e=33.97J/CKatt是電離室壁及平衡帽對(duì)射線(xiàn)的吸收和散射的修正；Km是室壁及平衡帽材料的非空氣等效的修正第二步常用電離室Km*Katt第二步

電離室型號(hào)kmkattkm?kattNE0.2cm325150.9800.9880.968NE0.2cm32515/30.9910.9870.978NE0.2cm325770.9940.9870.981NE0.6cm32505/A0.9710.9970.962NE0.6cm32505/3，3A0.9910.9900.981NE0.6cm32505/3，3B0.9740.9910.965 NE

0.6cm32571/帶保護(hù)極

0.9940.9900.985NE0.6cm32581/PMMA帽0.9750.9900.966PTW0.6cm323333/3mm帽0.9820.9930.975PTW0.6cm323333/4.6mm帽0.9820.9900.972P76Km計(jì)算電離室壁與平衡帽材料相同Km

=S

air，m·

（μen/ρ）m，air電離室壁與平衡帽材料不同Km=aSair，wall(μen/ρ)wall,air+(1-а)Sair,cap

(μen/ρ)cap,aira是電離室壁產(chǎn)生的電子在空氣腔中引起電離的份額(1-а)為平衡帽產(chǎn)生的電子在空氣腔中引起電離的份額第二步Km計(jì)算第二步在鈷-60γ射線(xiàn)校準(zhǔn)時(shí)的km值材料

Sair，m

（μen/ρ）m,airkmA-150（組織等效材料）

0.8761.1010.964石墨（ρ=1.70g/cm3）

0.9981.0010.999石墨（ρ=2.265g/cm3）1.0001.0011.001PMMA（C5H8O2)n0.9081.0810.982聚苯乙烯(C8H8)n0.9011.0780.971Katt計(jì)算不同形狀的電離室的Katt值用蒙特卡羅方法計(jì)算對(duì)于NEFARMER型電離室,室壁與平衡帽的總厚度在0.45～0.60g·cm-2范圍時(shí)，Katt=0.990±0.005第二步

吸收劑量校準(zhǔn)因子NDNE25710.6ccFarmer指形電離室Katt×Km=0.985NX1.039(量程II，2004－10）ND=NX×W/e×Katt×KmW/e33.97J/CND=NX×W/e×Katt×KmND=1.039×33.97×0.985×(2.58*10-4)×（102）ND=0.897

C/kg.div×J/C

J/kg.div

第二步Gy/divM（R）cGy2.58*10-4吸收劑量計(jì)算根據(jù)B-G理論M為經(jīng)過(guò)T、P等校正的儀表讀數(shù)Sw,air為水對(duì)空氣的阻止本領(lǐng)Pu為擾動(dòng)校正因子Pcel為電離室中心收集極空氣不完全等效校正因子第三步Dw（Peff）=M·ND·Sw，air·Pu·PcelX線(xiàn)&電子束X（r）線(xiàn)阻止本領(lǐng)第三步輻射質(zhì)和5cm校準(zhǔn)深度處Sw,air

輻射質(zhì)

水中TPR20/TPR10D20/D10Sw,air

校準(zhǔn)深度（cm）

0.500.441.13550.530.471.13450.560.521.13050.620.541.12750.650.561.12350.680.581.11950.700.601.1165

P77Dw（Peff）=M·ND·

Sw，air

·Pu

·PcelX（r）線(xiàn)阻止本領(lǐng)第三步輻射質(zhì)和10cm校準(zhǔn)深度處Sw,air

輻射質(zhì)水中TPR20/TPR10D20/D10Sw,air

校準(zhǔn)深度（cm）

0.720.611.111100.740.631.105100.760.651.099100.780.661.090100.800.681.080100.820.691.069100.840.711.05910

P77Dw（Peff）=M·ND

·

Sw，air

·Pu

·PcelX（r）線(xiàn)擾動(dòng)校正因子第三步PDD20/10TPR20/10Dw（Peff）=M·ND

·Sw，air

·

Pu

·PcelPDD與TPR換算D20/D10與TPR2010間的關(guān)系為：TPR2010=2.189-1.308（D10/D20）+0.24（D10/D20）2例:Varian2100C電子直線(xiàn)加速器6MV-X射線(xiàn)

SSD=100cm，F(xiàn)SZ=10cm×10cm，根據(jù)在瑞典RFA—300射野分析儀中測(cè)量出的PDD曲線(xiàn)，可查出：D10=66.3%,D20=38.3%,D10/D20=1.73

代入上式：

TPR2010=2.189-1.308×1.73+0.249×1.732=0.671第三步PDD與TPR換算第三步10cmPDDTPR

加速器輸出劑量校準(zhǔn)Dw（Peff）=M·ND·Sw，air·Pu·Pcel/

PDD對(duì)石墨、塑料制成的中心電極Pcel=1M校正

=M原始×KT、P×Pion×KP日常加速器輸出劑量測(cè)量6MV,SSD＝100cm，F(xiàn)SZ＝10×10cm2,dmax=1.5cm1MU=1cGy

在水中5cm處測(cè)量吸收劑量D5cmDw（dmax)=M·ND·Sw,air,5cm·Pu·Pcel/PDD5cm第三步

高能電子束阻止本領(lǐng)第三步電子束在水中不同深度處水與空氣阻止本領(lǐng)比Sw/Sair

46810122.023.024.025.025.910.51.0711.0391.0191.0030.9911.01.0901.0581.0311.0130.9992.01.1301.1011.0651.0361.0182.51.1331.1201.0831.0531.0303.01.1291.1021.0691.0424.01.1261.1011.0715.01.1016.01.1218.0

深度能量RPp78Dw（Peff）=M·ND

·

Sw，air

·Pu

·Pcel

高能電子束擾動(dòng)校正因子RPēZ在水模深度Z處的電子束平均能量ēz可用一個(gè)關(guān)系式將其與表面平均能量ēo和射程RP

聯(lián)系起來(lái)：

ēz=ēo（1-Z/RP）應(yīng)注意：對(duì)較低能電子束（ēo<10MeV）或較高電子束能量而較小深度處時(shí)該式成立建議：ēz查表獲得P62第三步Dw（Peff）=M·ND

·Sw，air

·

Pu

·Pcel高能電子束擾動(dòng)校正因子高能電子束水中Z處平均能量ēz與表面平均能量ēo的關(guān)系Z/RP

水模表面平均能量ēo5MeV10MeV20MeV30MeV40MeV50MeV0.550.3590.3550.3480.3290.3140.2990.600.3130.3090.3000.2820.2690.2560.650.2700.2650.2550.2390.2280.2170.700.2310.2260.2160.2020.1920.1820.750.1970.1910.1800.1680.1590.1500.800.1640.1590.1490.1380.1310.1240.850.1370.1310.1200.1110.1050.0990.900.1140.1080.0960.0890.0840.0790.950.0910.0860.0760.0690.0650.0611.000.0770.0710.0590.0530.0490.045第三步EZ=20*0.300=6MeV高能電子束擾動(dòng)校正因子第三步ēz（MeV）r=1.5cmr=2.5cmr=3.15cmr=3.5cm40.9810.9670.9590.95560.9840.9740.9670.96380.9880.9800.9740.971100.9910.9840.9850.978120.9930.9880.9900.984150.9950.9920.9900.989200.9970.9950.9940.994注：r=3.15cm值為r=2.5cm與r=3.5cm的內(nèi)插值。Dw（Peff）=M·ND

·Sw，air

·

Pu

·Pcel

鋁收集極電離室Pcel值第三步收集極半徑電子束鈷-60γ射線(xiàn)和X射線(xiàn)X射線(xiàn)（mm）(hυ)max≤25MeV(hυ)max>25MeV

0.5

1.008

1.0001.0041.01.0151.0001.0081.51.0201.0001.0102.51.0231.0001.016Dw（Peff）=M·ND

·Sw，air

·Pu

·

Pcel有效測(cè)量點(diǎn)指形電離室：位于電離室中心點(diǎn)前方，面向電離輻射入射方向高能電子束：0.5r高能X射線(xiàn)：0.6rCo-60

r射線(xiàn)：0.5r中能X射線(xiàn)：幾何中心平行板電離室：位于空氣氣腔前表面的中心討論X（r）線(xiàn)校準(zhǔn)深度

射線(xiàn)質(zhì) 校準(zhǔn)深度（cm）低能X射線(xiàn)HVL≤2mmAl表面中能X射線(xiàn)2mmAl<HVL≤3mmCu5Co-60

r射線(xiàn)5高能X射線(xiàn)TPR20/TPR10≤0.705TPR20/TPR10>0.7010討論電子束校準(zhǔn)深度電子束在模體表面校準(zhǔn)深度平均能量ēo（MeV）

ēo<5最大劑量深度

5≤ēo<10最大劑量深度或水下1.0cm10≤ēo<20最大劑量深度或水下2.0cm20≤ēo最大劑量深度或水下3.0cm討論平行板電離室對(duì)能量低于10MeV的電子束，推薦使用平行板電離室測(cè)量其吸收劑量對(duì)能量低于5MeV的電子束則必須使用平行板電離室對(duì)較高能量的電子束如10MeV以上，亦可使用平行板電離室平行板平行板電離室測(cè)量深度ZDmax處的吸收劑量DW(ZDmax)=Mpp*ND,pp,air*SW,air(E0,ZDmax)*PQ(EZ)MPP：經(jīng)T、P，極性和復(fù)合效應(yīng)校正的儀表讀數(shù)ND,pp,air：平行板電離室吸收劑量校準(zhǔn)因子Sw,air:射線(xiàn)質(zhì)為Q的SW,air

與指形電離室的不同 P85表3－33（RP）PQ：平行板電離室的總擾動(dòng)因子平行板已知ND值的指形電離室高能電子束比對(duì)

平行板電離室的總擾動(dòng)因子PQēzCapintecExradin

Holt

PTWPTWRoos（MeV）PS-033P11pancakeNACPMarkusSchulzFK-6M23343M233462-1.0001.0001.0000.978-1.00030.9611.0001.0001.0000.9830.9691.00040.9701.0001.0001.0000.9870.9681.00050.9771.0001.0001.0000.9900.9751.00060.9821.0001.0001.0000.9930.9801.00070.9861.0001.0001.0000.9950.9851.00080.9891.0001.0001.0000.9960.9881.000100.9941.0001.0001.0000.9980.9951.000120.9961.0001.0001.0000.9990.9991.000150.9981.0001.0001.0000.9991.0001.000201.0001.0001.0001.0001.0001.0001.000平行板

平行板電離室校準(zhǔn)IAEA381報(bào)告 未知ND,PP,air值的平行板電離室與一已知ND值的指 形電離室進(jìn)行比對(duì)：

1)應(yīng)用高能電子束在標(biāo)準(zhǔn)水模體中進(jìn)行比對(duì)校正

2)應(yīng)用60Coγ射線(xiàn)在標(biāo)準(zhǔn)水模體中進(jìn)行比對(duì)校正

3)應(yīng)用60Coγ射線(xiàn)在空氣中進(jìn)行比對(duì)校正

平行板平行板電離室校準(zhǔn)平行板校準(zhǔn)擺位高能電子束校準(zhǔn)法選用E>15MeV電子束減小參考電離室氣腔干擾在標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量源距模體表面（SSD）100cm條件下，F(xiàn)SZ>12×12cm2

測(cè)量在標(biāo)準(zhǔn)水模體（30×30×30cm3）中進(jìn)行校準(zhǔn)用電離室有效測(cè)量點(diǎn)置放在最大劑量點(diǎn)深度處，指形電離室有效測(cè)量點(diǎn)位于幾何中心點(diǎn)前0.5r處（r為指形電離室外徑）,而平行板電離室有效測(cè)量點(diǎn)則位于電離室前窗內(nèi)側(cè)面的中心點(diǎn)處監(jiān)測(cè)電離室平行板

平行板電離室校準(zhǔn)的一般要求測(cè)量前進(jìn)行電離室與劑量?jī)x180s漏電測(cè)試，并應(yīng)用60s自動(dòng)調(diào)零測(cè)量前應(yīng)當(dāng)有足夠的時(shí)間，使電離室、模體與環(huán)境溫度達(dá)到平衡。由于整個(gè)校正過(guò)程耗時(shí)較長(zhǎng)，因此在測(cè)量前、測(cè)量中及測(cè)量后多次測(cè)量環(huán)境溫度、氣壓，以便對(duì)任何可能出現(xiàn)的溫度、氣壓波動(dòng)進(jìn)行及時(shí)的校正。在高能電子束校準(zhǔn)中，首次測(cè)量前本著從低能到高能的原則，對(duì)加速器進(jìn)行預(yù)熱，以使電子束的輸出劑量較為穩(wěn)定。電離室首次測(cè)量前及每次更換電離室后，均預(yù)照射2－5Gy，以使電離室與周?chē)橘|(zhì)達(dá)到電子平衡。每組測(cè)量的首次與末次測(cè)量均選用指形電離室（參考電離室），平行板電離室測(cè)量安排在其間。所有測(cè)量均至少重復(fù)5次，電離室儀表讀數(shù)取平均值。平行板平行板電離室校準(zhǔn)

根據(jù)IAEANo.381報(bào)告推薦公式

ND，pp，air= ND，ref，air×〔(Mref/Mref’)

/(Mpp/Mpp’)〕×〔(Pwall,ref×Pcav,ref×Pcel)/(Pwall,pp×Pcav,pp)〕

ND，ref，air

為指形電離室空氣吸收劑量校準(zhǔn)因子ND，ref，air

＝NX×（W/e）×KattKm×Kcel

Pwall與Pcav分別為電離室室壁擾動(dòng)修正因子和電離室空氣氣腔擾動(dòng)修正因子Pcel為指形電離室中心電極擾動(dòng)修正因子Mref與Mpp是經(jīng)過(guò)氣壓溫度、極性效應(yīng)與復(fù)合效應(yīng)校正的指形電離室與平行板電離室儀表平均讀數(shù)Mref’,Mpp’為參考電離室讀數(shù)平行板平行板電離室校準(zhǔn)參考指形電離室:Pwall,ref=1Pcav,refPcel

石墨:11mm直徑鋁:0.998

平行板電離室:Pwall,pp=1Pcav,pp=1平行板

電離室氣腔擾動(dòng)修正因子

Pcav,ref(EZ,r)=1-0.02155re-0.1224EZr為指形電離室氣腔半徑，EZ為校準(zhǔn)深度處平均能量

平行板ēz(MeV)r=1.5cmr=2.5cmr=3.15cmr=3.5cm40.9820.9690.9610.95960.9850.9740.9700.96580.9880.9790.9770.972100.9910.9850.9830.979120.9940.9890.9880.986150.9970.9940.9920.993200.9980.9970.9950.996查表法計(jì)算法平行板電離室對(duì)電子束：對(duì)能量低于10MeV的電子束，推薦使用平行板電離室測(cè)量其吸收劑量對(duì)能量低于5MeV的電子束則必須使用平行板電離室對(duì)較高能量的電子束如10MeV以上，亦可使用平行板電離室對(duì)光子線(xiàn)：可測(cè)相對(duì)劑量，如PDD，射野輸出因子等一般不用來(lái)測(cè)量絕對(duì)劑量對(duì)等劑量曲線(xiàn)，射線(xiàn)束離軸劑量分布等，一般也不提倡使用平行板電離室平行板討論參考文獻(xiàn)吸收劑量IAEANo.277IAEANo.381AAPMTG-21腫瘤放射物理學(xué)IAEANo.398AAPMTG-51后裝銥源校準(zhǔn)新源活度高，治療時(shí)間短，分次劑量大。如果源強(qiáng)標(biāo)定出現(xiàn)差錯(cuò)，短時(shí)間即可造成嚴(yán)重?fù)p傷。半衰期短，一年要更換3至4次放射源。銥源出廠校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)：≤10％國(guó)際/國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)：準(zhǔn)現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)≤3％銥源校準(zhǔn)的傳統(tǒng)方法空氣中校準(zhǔn)水模體中校準(zhǔn)傳統(tǒng)銥源校準(zhǔn)的難點(diǎn)定位準(zhǔn)確、可靠散射影響射線(xiàn)衰減電離室不均勻性校正銥源校準(zhǔn)方法現(xiàn)行校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)方法

井形電離室井形電離室基本結(jié)構(gòu)有效體積：245cm3井形電離室特性與要求定期校準(zhǔn)Nx值（每2年）長(zhǎng)期穩(wěn)定性（Long-lifesource）≤0.5％能量響應(yīng)和劑量線(xiàn)性(Ir-192）≤0.5％極性反應(yīng)<0.1%復(fù)合效應(yīng)<0.05%(300V高壓)漏電<測(cè)量讀數(shù)×0.1%井形電離室校準(zhǔn)銥源空氣比釋動(dòng)能強(qiáng)度

SK=M’×NK×KT、P×Pion

M’：校正了極性反應(yīng)的井形電離室讀數(shù)

NK：空氣比釋動(dòng)能校準(zhǔn)因子

KT、P：溫度、氣壓校正

Pion：復(fù)合效應(yīng)校正顯活度（Aapp）

Aapp=SK/Гδ

Гδ＝0.466Rm2h-1Ci-1或0.40682cGym2h-1Ci-1井形電離室校準(zhǔn)銥源溫度、氣壓校正極性效應(yīng)校正

M’=（M+300V+M-300V）/2復(fù)合效應(yīng)校正

AAPM雙電壓法KPT＝273.2+t273.2+T1013P×雙電壓法修正復(fù)合效應(yīng)V1是井形電離室的正常工作電壓300V

－－M1V2=1/2*V1,即150V電壓－－M2Aion=4/3–(1/3×M1/M2)Pion=1/Aion銥源校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)Ir-192放射源衰變

理論銥源表活度＝新銥源出廠標(biāo)定表活度×e(-0.693×t/T1/2)

百分偏差

%Error=（測(cè)量值－理論值）/理論值×100％校準(zhǔn)結(jié)果

%Error≤3％ 確認(rèn)廠家標(biāo)定Ir－192源表活度

%Error≥3％ 通知廠家處理井形電離室校準(zhǔn)過(guò)程將井形電離室置于機(jī)房中央。使用前預(yù)置機(jī)房30分鐘，使其恒溫、恒壓。劑量?jī)x開(kāi)機(jī)，加300V高壓，預(yù)熱10分鐘。使用專(zhuān)用Sourceholder連接、固定施源器。井形電離室最佳駐留位置。讀數(shù)：電流/電荷HDR-1000plus井形電離室有效測(cè)量點(diǎn)有效測(cè)量點(diǎn)位于距底部約5cm處在有效測(cè)量點(diǎn)±9mm內(nèi),劑量?jī)x響應(yīng)變化＜0.5%校準(zhǔn)結(jié)果HDR1000Plus井形電離室指形電離室空氣中校準(zhǔn)核通銥源國(guó)產(chǎn)銥源結(jié)論根據(jù)國(guó)際/國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，更換新源時(shí)必須對(duì)源強(qiáng)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)。此外在銥源使用過(guò)程中也應(yīng)定期對(duì)銥源進(jìn)行檢測(cè)井形電離室精度高，操作簡(jiǎn)便，是目前銥源校準(zhǔn)的最佳方法調(diào)強(qiáng)治療計(jì)劃絕對(duì)劑量驗(yàn)證獨(dú)立的MU計(jì)算檢驗(yàn)劑量測(cè)量驗(yàn)證模體劑量驗(yàn)證絕對(duì)劑量：電離室相對(duì)劑量分布：劑量膠片、電離室/半導(dǎo)體探頭矩陣三維空間劑量：Gel人體劑量測(cè)量調(diào)強(qiáng)治療計(jì)劃絕對(duì)劑量驗(yàn)證

模體計(jì)劃驗(yàn)證

患者治療計(jì)劃驗(yàn)證報(bào)告

模體計(jì)劃執(zhí)行模體CT影像模體計(jì)劃調(diào)強(qiáng)劑量驗(yàn)證工具電離室0.6

cc0.1

cc0.0125

cc劑量?jī)x模體20×20×20

cm水箱固體模體IMRT模體模體CT掃描模體＋電離室一起CT掃描在CT圖像上逐層勾畫(huà)出電離室空腔輪廓0.6cc測(cè)量點(diǎn)選取0.6cc

選取劑量分布相對(duì)均勻的區(qū)域0.1cc

可以用于測(cè)量劑量梯度較大的地方模體驗(yàn)證計(jì)劃生成體積平均劑量計(jì)劃驗(yàn)證注意事項(xiàng)定期校準(zhǔn)Nx值（每年）長(zhǎng)期穩(wěn)定性能量響應(yīng)和劑量線(xiàn)性≤0.5％極化效應(yīng)<0.1%復(fù)合效應(yīng)<0.05%(高壓)漏電<測(cè)量讀數(shù)×0.1%電離室要求計(jì)劃驗(yàn)證注意事項(xiàng)極化效應(yīng)校正正、負(fù)電壓，取平均讀數(shù)V1是電離室的正常工作電壓，讀數(shù)M1

V2=－V1讀數(shù)M2

KP＝（M1+M2)/2M1復(fù)合效應(yīng)校正雙電壓法電離室的極化電壓分別取V1和V2，V1是電離室的正常工作電壓，V1/V2值在2～10之間PS=ao+a1(Q1/Q2)+a2(Q1/Q2)2溫度、氣壓校正計(jì)劃驗(yàn)證注意事項(xiàng)使用前儀表預(yù)熱測(cè)量本底讀數(shù)，調(diào)“零”讀數(shù)前，預(yù)照射幾Gy多次讀數(shù)取平均值加速器輸出量對(duì)計(jì)劃劑量測(cè)量的影響加速器輸出量影響校正小水箱步驟1：校準(zhǔn)輸出劑量（SSD=100cm,FSZ=10×10cm,d=5cm，100MU）步驟2：模體計(jì)劃測(cè)量

Dw（Peff）=M×ND×Sw，air×Pu×PcelIMRT模體引入“轉(zhuǎn)換因子”Dongetal(2003)“Patient-specificpointdosemeasurementforIMRTmonitorunitverification”.IntJRadiatOncolBiolPhys51(3):867-877

轉(zhuǎn)換因子（TF）步驟1：水箱步驟2：IMRT模體步驟3：計(jì)算TF步驟4模體計(jì)劃驗(yàn)證結(jié)果電離室絕對(duì)劑量驗(yàn)證小結(jié)優(yōu)點(diǎn)：可以為IMRT提供準(zhǔn)確的絕對(duì)劑量驗(yàn)證0.6cc:選取劑量分布相對(duì)均勻的區(qū)域進(jìn)行測(cè)量應(yīng)用體積平均劑量的概念0.1cc和0.0125cc:可以用于劑量梯度相對(duì)較大的位置的測(cè)量局限性：一次只能測(cè)量一個(gè)點(diǎn)的劑量吸收劑量測(cè)量方法絕對(duì)劑量量熱法化學(xué)劑量計(jì)電離室相對(duì)劑量熱釋光膠片半導(dǎo)體膠片劑量系統(tǒng)OmniProTM

I’mRT

softwearVIDARVXR-16scannerfilmprocessor膠片劑量學(xué)主要應(yīng)用：檢查射野的平坦度和對(duì)稱(chēng)性獲取臨床常用劑量學(xué)數(shù)據(jù)（如：高能X線(xiàn)的離軸比）驗(yàn)證劑量分布（如調(diào)強(qiáng)劑量驗(yàn)證）膠片劑量學(xué)KodakV

膠片EDRII膠片化學(xué)膠片（GAFChromic)膠片V膠片、EDRII膠片原理膠片Ag+Ag保護(hù)涂層片基含AgBr晶體的乳膠輻射潛影黑度差別的影像洗片液OD＝lg(I0/It)IoIt顯影定影0.01mm傳統(tǒng)劑量膠片與XV相比，EDRII膠片飽和值高；劑量－黑度曲線(xiàn)線(xiàn)性好；受沖片機(jī)的影響?。慌c射野的大小的依賴(lài)性?。皇苌湟澳芰康挠绊懶?。測(cè)量結(jié)果的重復(fù)性及與電離室測(cè)量的一致性?xún)?yōu)于XV。傳統(tǒng)膠片劑量膠片具有很高的分辨率膠片劑量系統(tǒng)的準(zhǔn)確性有賴(lài)于嚴(yán)格QA、QC膠片：模體：沖片機(jī)：PH值，溫度掃描儀：穩(wěn)定性、分辨率、噪音專(zhuān)業(yè)膠片分析軟件傳統(tǒng)劑量膠片存在難以克服的缺點(diǎn)輻射直接顯色膠片原理組織等效不需顯影、定影膠片0.23mm5層壓合結(jié)構(gòu)原

子

構(gòu)

成等效原子序數(shù)

ZeffCHONLiCl42.3%39.7%16.2%1.1%0.3%0.3%6.98SchematicoflayersinGAFCHROMIC?EBTfilm.

GAFCHROMIC?EBT劑量膠片的原子構(gòu)成及等效原子序數(shù)H2OZeff=7.3

KeV-MeV能量響應(yīng)0.5MeV—5MeV范圍能響曲線(xiàn)相對(duì)平緩鹵化銀類(lèi)膠片靈敏度隨能量變化曲線(xiàn)對(duì)低能射線(xiàn)有明顯過(guò)反應(yīng)ReportedatAAPMin2004byJamesonBaker,etal.小于5%偏差,keV~MeV光子線(xiàn),EBT膠片劑量技術(shù)EBT膠片雖然簡(jiǎn)化了一切與暗室或沖片機(jī)有關(guān)的質(zhì)量控制程序，但仍需要對(duì)膠片劑量系統(tǒng)進(jìn)行嚴(yán)格的刻度和檢測(cè)AAPMTG-55報(bào)告（1998）,介紹了輻射顯色膠片操作、使用的基本規(guī)程膠片典型感光曲線(xiàn)膠片gammalatitudeSpeed

OD=ODfog+1.0掃描儀的校正利用已標(biāo)定了光學(xué)密度OD（OpticalDensity）的校準(zhǔn)片，確定掃描儀的模數(shù)轉(zhuǎn)換ADC值(Analogue-to-digitalconverter）與光學(xué)密度OD之間的關(guān)系A(chǔ)DCODvs.膠片的劑量刻度

確定OD與吸收劑量Dose之間的關(guān)系，建立膠片劑量測(cè)量系統(tǒng)的感光響應(yīng)（劑量響應(yīng)）曲線(xiàn)

vs.ODDoseVXR-16掃描儀的校正32steps,0.734cm/step0.063.76........ODEBTEDR20.701.60劑量膠片的校正vs.ODDose膠片膠片的劑量刻度傳統(tǒng)刻度法Jaw/MLC膠片刻度技術(shù)每次測(cè)量都拍攝劑量校準(zhǔn)片劑量膠片使用注意事項(xiàng)洗片機(jī)QA（溫度、PH值）洗片機(jī)預(yù)熱沖片前，先沖洗幾張舊膠片本底膠片、標(biāo)準(zhǔn)劑量片每沖洗三張劑量膠片本底膠片、標(biāo)準(zhǔn)劑量片膠片掃描儀、膠片劑量分析系統(tǒng)掃描儀12位灰度校準(zhǔn)膠片劑量分析軟件DevelopingImportplanVIARTOGExportVerificationplanVXR-