医用加速器光子水吸收剂量量值体系的研究与应用

研制石墨空腔电离室,搭建电离电流测量系统,复现Co-60γ射线水吸收剂量(u=0.37%),参加国际比对取得等效互认,建立了国家基准;研制开放式量热芯,搭建惠斯登交流电桥,通过H_2/N_2饱和水体系和热损定量评估,复现加速器光子水吸收剂量(u=0.35%@10MV),并参加国际比对取得等效互认。建立了我国医用加速器光子水吸收剂量量值体系,并实现了临床放疗剂量的量值溯源。     

医用加速器水吸收剂量测量研究及国际比对

介绍了量热法测量水吸收剂量的方法,着重论述了石墨量热计和水量热计的绝对测量过程和核心装置,讨论了主要发达国家的量热计装置和当前的不确定度水平。给出了各国计量实验室的医用加速器辐射质参数,申报国际计量局校准测量能力情况,以及加速器水吸收剂量国际比对进展和最新结果。     

医用加速器光子水吸收剂量国际比对及进展

医用加速器光子水吸收剂量国际比对采用星式比对方式,主导实验室为国际计量局,其石墨量热计复现的水吸收剂量为比对参考值.各国计量实验室依据各自医用加速器辐射质参数,进行2～3个辐射质的水吸收剂量绝对测量,现已完成7个国家的比对工作,比对数据公布在关键比对数据库中.     

医用电子束水吸收剂量测量及其不确定度讨论北大核心CSCD

目前医用电子束水吸收剂量测量不确定度超过3%,很难满足临床治疗和医用电子加速器辐射源检定规程的要求。中国计量科学研究院采用水量热法开展了电子束辐射剂量学的研究,实现了电子束水吸收剂量绝对测量相对标准不确定度为0.35%,同时也开展了医用电子束的同质溯源工作,总结了电子束水吸收剂量测量的5个方案,相对标准不确定度包含最高的3.7%和最低的1.4%。为方便临床电子束水吸收剂量测量,给出了电离室剂量计选取、送检和使用不同校准系数的注意事项。     

用于放疗量传的照射量、空气比释动能和水吸收剂量量值体系比较

用照射量和空气比释动能校准的电离室进行剂量测量时,依据IAEA TRS 277报告,需要经历四级量值转换过程,不确定度也较大,但目前仍是国内使用的量值体系.我国正在建立60Co γ射线以及高能光子下的水吸收剂量基准装置并进行国际比对,之后将拥有水吸收剂量的量值复现的能力.在60Co γ射线参考辐射场和加速器高能X射线辐射场下,使用NE2571和NE2570/1A、PTW TW30013和PTW UNIDOS两套电离室剂量仪,分别按照277和398报告的要求计算并比较2种方法计算出的水吸收剂量值,从而验证了277报告和398报告的一致性.     

医用加速器高能光子束水吸收剂量测量及不确定度分析

针对电离室的⁶⁰Co水吸收剂量校准因子使用中存在的问题,对NIM在⁶⁰Co辐射场下校准电离室的水吸收剂量进行了研究。针对校准电离室和校准医用加速器时所考虑修正项的差异,对各修正项进行分析。通过不确定度分析得出⁶⁰Co辐射场下校准电离室的不确定度为0.71%,传递到加速器高能光子束下水吸收剂量的不确定度为1.30%。最后,给出医用加速器高能光子束水吸收剂量校准时的建议和注意事项。     

北京地区医用加速器高能光子水吸收剂量398、277报告的量值验证

针对我国放疗水吸收剂量测量方法即将更新的现状,先后在北京多家医院放疗科的医用加速器下进行了200多次高能光子水吸收剂量量值验证实验。按照IAEA 277报告和IAEA 398报告的测量方法,测量高能光子最大剂量点处的水吸收剂量值并进行比较。统计2种方法测量结果的偏差,在NE2571电离室的实验结果中,398报告的测量结果比277报告的测量结果大0.23%;在PTW30013电离室的实验结果中,398报告的测量结果比277报告的测量结果测量结果大0.85%。实验表明,2种方法的测量结果在不确定度范围内一致,实验为398报告量值体系在我国的推行建立了实验基础。对结果的偏差做了分析,深入研究了相关因子的计算过程,从几个修正因子的角度探讨了偏差产生的原因。     

水吸收剂量直接法测量的不确定度来源与控制

对上海地区医疗机构主流使用的医用电子加速器高能光子,采用国际通行的水吸收剂量直接测量试验。分析、评价测量结果的影响因素,评定水吸收剂量实际测量结果的不确定度约为2.9%(k=2)。分析结果表明,控制好测量的水下参考点位置和准确使用k_Q值,是现阶段标准改进、发展的方向。     

医用高能光子水吸收剂量测量规范TRS-277与TRS-398比较

随着吸收剂量测量及其量值溯源理论和技术的发展,国际原子能机构先后发布了TRS-277、TRS-398号报告,规范了高能光子水中吸收剂量的测量,以满足临床应用时不确定5.0%(k=2)的要求.文中依据两个报告,从量值溯源方式、测量方法、参数引用、修正因子的来源及其确定等方面,比较了两个报告在高能光子水中吸收剂量测量中的使用差异;同时指出了应用TRS-398号报告能进一步减少测量结果的不确定度,对开展精确放射治疗具有指导意义.     

NIM新一代二端对电容电桥装置

基于一种交流电桥自动辅助平衡方法,中国计量科学研究院(NIM)研制了新一代二端对电容电桥装置。电桥采用固定比率的感应耦合比率臂电桥,通过复用比率,用单一电桥即实现了计算电容过渡和电容10:1传递;采用一种改进的靴带法实现电桥感应比率臂比率的精确校验。该装置用于电容单位的量值复现和标准电容器的高准度量值传递。利用新一代二端对电容电桥装置,可从计算电容装置复现1 pF电容值,并实现电容 1~100 pF的十进制量值传递,电容量值传递相对标准不确定度可达5×10^-9(1592 Hz)。采用该电桥参加了10 pF和100 pF电容国际关键比对(CCEM.K4-2017),中国比对成绩优异,数据均非常接近关键比对参考值(KCRV),其中100 pF的结果最接近KCRV,与KCRV取得了很好的一致性,从而获得国际互认。     

60Co γ辐射空气比释动能基准的研究进展和相关国际比对

60Coγ辐射空气比释动能基准是医用加速器光子水吸收剂量的重要溯源基准之一.近三年来,中国计量科学研究院(NIM)先后就60Co γ辐射空气比释动能参加了国际原子能机构(IAEA)的国际比对,以及国际计量局(BIPM)组织的新一轮的关键比对,最新的关键比对数据库(KCDB)结果表明,NIM的比对结果与国际计量研究机构及地区基准实验室的结果之间的一致性较好.     

Studies on the response of the TLD badge for high-energy photons

Absorbed tissue dose measurements are carried out for high-energy photon beams using CaSO4:Dy thermo-luminescence dosemeter (TLD) badge and the results are also verified using ionisation chamber used in radiation therapy. The photon beams generated using linear accelerator at 6 and 18 MV photon beam energies have been used and the absorbed doses are measured at the surface as well as at various depths. It has been found that the depth at which maximum dose is delivered increases with the increase in photon energy and the depth of maximum absorbed dose in tissue occurs beyond 10 mm. It has also been found that the evaluation of the absorbed dose (or Hp(10) as well) using thermoluminescence readout of disc D1 clearly shows that the current TLD badge provides a reasonable estimate of the effective dose for photon fields from 6 to 18 MV linacs for anterior-posterior incidence. The paper also provides information regarding the misinterpretation of radiation pattern in multi-element/filter TLD badge.     

Photon beam audits for radiation therapy clinics: a pilot mailed dosemeter study in Turkey

A thermoluminescent dosemeter (TLD) mailed dose audit programme was performed at five radiotherapy clinics in Turkey. The intercomparison was organised by the University of Wisconsin Radiation Calibration Laboratory (UWRCL), which was responsible for the technical aspects of the study including reference irradiations, distribution, collection and evaluation. The purpose of these audits was to perform an independent dosimetry check of the radiation beams using TLDs sent by mail. Acrylic holders, each with five TLD chips inside and instructions for their irradiation to specified absorbed dose to water of 2 Gy, were mailed to all participating clinics. TLD irradiations were performed with a 6 MV linear accelerator and (60)Co photon beams. The deviations from the TL readings of UWRCL were calculated. Discrepancies inside the limits of ±5 % between the participant-stated dose, and the TLD-measured dose were considered acceptable. One out of 10 beams checked was outside this limit, with a difference of 5.8 %.     

Water equivalent plastic scintillation detectors in radiation therapy

A review of the dosimetric characteristics and properties of plastic scintillation detectors for use in radiation therapy is presented. The detectors show many desirable qualities when exposed to megavoltage photon and electron beams, including water equivalence, energy independence, reproducibility, dose linearity, resistance to radiation damage and near temperature independence. These detectors do not require the usual conversion and/or correction factors used to convert the readings from common dosemeters to absorbed dose. Due to their small detecting volume, plastic scintillation detectors exhibit excellent spatial resolution. Detector performance, in certain specific cases, can be affected by radiation-induced light arising in the optical fibres that carry the scintillator signal to a photodetector. While this effect is negligible for photon beams, it may not be ignored for electron beams and needs to be accounted for.     

高能X射线下水等效材料对水的等效性研究

针对水等效材料校准医用加速器中存在的问题,通过对比法测量水体模和3种水等效材料校准医用加速器的剂量学差异,分别给出PTW 30013和IBA FC65-G两种类型探测器在校准深度为5 cm和10 cm的修正因子。针对加速器日稳定性校准的必要性,通过近7个月的日稳定性测量结果,给出加速器漂移量和引起漂移的可能原因;针对水等效材料在相对测量中对水的等效性,通过测量12个辐射野的输出因子,得出水等效材料在相对测量中与水一致。最后给出水等效材料在高能X射线下水吸收剂量校准时的建议和注意事项。     

加速器辐射质测量方法的比较分析

针对加速器高能光子辐射质的不同测量方法,在剂量比(D20/D10)通过公式计算法和组织模体比(TPR20,10)直接实验法的基础上,提出了定剂量率和定剂量的测量方法.在中国计量科学研究院加速器实验室分别对6 MV、10 MV、25 MV光子的辐射质进行测量.实验结果表明:在测量加速器辐射质时,采用定剂量法比定剂量率法不确定度明显变小;采用定剂量法时,6 MV、10 MV、25 MV采用公式法计算的值比实际测量值分别偏小0.27％、0.31％、0.35％,采用剂量率法进行修正后和此结果一致.