放射治疗方案由医生与物理剂量人员制定好以后, 由技术员用一到一个半月的时间, 通过摆位照射来完成这个治疗方案。如果剂量率测算不准确将导致计划剂量不准, 则累计处方剂量不准会给患者带来不必要的损失和痛苦:剂量高了, 其损伤无法修复和弥补; 剂量低了, 肿瘤受量不够, 会引起复发。所以, 治疗机吸收剂量率测算的准确与否关系到患者的治愈率及生存质量。

1 材料与方法 1.1 被测机器

Fyz50H钴-60放射治疗机。

1.2 测量条件 1.2.1 环境条件

测量时, 环境温度为15~35 ℃, 大气压强为80~110 kPa, 相对湿度为30 %~75%;测量环境的辐射为本底, 外来电磁场和机械震动等均不应引起剂量计值的显著偏差和不稳。

1.2.2 电离室剂量计

电离室剂量计必须经计量检定机构检定合格。剂量计的电离室性能应符合有关规定的要求。

1.2.3 测量模体

所用模体为水模体, 容积不小于30 cm×30 cm×30 cm。

1.2.4 其他剂量器具

温度计、气压计的测量范围为0~50 ℃, 80~110 kPa; 温度计、气压计、计时器的最小分度值分别为0.5 ℃、0.1 kPa、0.1 s。

1.3 测量方法 1.3.1 深度

电离室的有效测量点在射线束轴上距水模表面的深度为校准深度, 钴-60射线的校准深度为5 cm。

1.3.2 位置

选择正常的治疗距离SSD=75 cm, 水模表面光野为10 cm×10 cm, 电离室的轴与射线轴垂直。

1.3.3 温度与气压

测量水模体温度T=25.8 ℃, 环境大气压P=100.9 kPa。

1.3.4 读数

开机出射线, 从剂量仪表上读取3~5个读数, 并得出仪表平均读数。

1.3.5 有效测量点处的水的吸收剂量

D_(W)(Gy)为:

式中M为标准剂量计的平均读数, 单位为C/kg。N_x为电离室照射量校正因子, RT-100剂量仪为0.964。W/e为在空气中形成每对离子(其电荷为1个电子的电荷)所消耗的平均能量, 33.7J/C。K_att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, RT-100剂量仪为0.99。K_M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, 对于RT-100剂量仪为0.99。S_{W, AIR}为校准深度水对空气的平均阻止本领比, 钴-60射线为1.133。P_U为扰动修正因子, RT-100剂量仪钴-60射线为0.993。P_CEL为中心电极影响, 其数值取1。

2 测量结果

钴-60治疗机治疗时间分别设置为1, 2, 3和4 min, 得出剂量率分别为0.725 0, 0.732 5, 0.733 7和0.739 0Gy/min。钴-60治疗机正常治疗, 即稳定输出时, 测得剂量率为0.739 7Gy min。根据水下5 cm处吸收剂量为2 Gy时的时间测算出剂量率为0.738 8Gy/min。

3 讨论

电离辐射进入人体组织后, 会发生一系列的物理、化学、生物学变化, 最后导致组织的生物学损伤, 即生物效应。生物效应的大小正比于组织中吸收的电离辐射的能量。因此, 确切地了解组织中吸收的电离辐射的能量, 对评估放射治疗的疗效和它的副作用是极其重要的。单位质量的物质在单位时间内吸收的电离辐射的能量称为吸收剂量率, 它的精确测定, 是进行放射治疗最基本的物理学要素。世界卫生组织和国际原子能机构联合组织进行的世界范围的剂量比对结果显示, 当前放射治疗中约有15 %的患者接受的剂量不准确^[1]。所以必须规范化、科学准确地测量射线在水中的吸收剂量率。对于吸收剂量率的测量, 目前在现场应用的电离室法、热释光法、半导体法、胶片法等; 在实验室中应用的有量热法和化学剂量法等。其中电离室法是被国际权威性学术组织和国家技术监督机构确认的、用于放射治疗吸收剂量率校准和日常监测的主要方法。保证测量值的准确可靠和量值的统一, 所使用的剂量仪必须每年经计量部门校准实验室校准一次, 给出60~250 kV X射线及钴-60 γ射线的照射量校准因子。在钴-60 γ射线校准时, 电离室应加上平衡帽。使用仪器前, 应按照仪器说明书的要求检测仪器的稳定性; 然后检测仪器的漏电, 零点漂移等, 使其对测量值的影响在1 %以内。如果不符合要求, 要查明原因排除故障。仪器修好后, 必须送计量部门重新校准。放射治疗中人体组织所接受的电离辐射的吸收剂量, 一般是通过组织替代水模体中的吸收剂量进行转换。因此对吸收剂量的校准, 一般都是在水模体中进行。对钴-60 γ射线, 电离室测量有效点位于电离室几何中心向射线入射方向前移0.6R, R为电离室空腔内半径^[2]; RT-100电离室空腔内半径R=0.315 cm, 0.6R=0.19 cm.因此, 如果把电离室的几何中心置于水下5 cm处, 实际测量的是水下4.81 cm处的吸收剂量。按照IAEA准则要求, 应把电离室测量有效点置于校准参考深度5 cm, 可有两种做法:一是把电离室的几何中心置于水下5.19 cm处; 二是把电离室的几何中心置于水下5 cm处, 再根据百分深度剂量曲线进行附加0.19 cm的吸收校正。

测量前, 电离室在水模中至少要放置15 min, 以保证温度平衡。根据测算结果, 不同的测算方法得出的吸收剂量率不一样, 计算患者受到的剂量也不一样, 这样就产生了误差。钴-60治疗机一般要在200 ms到2 s时间内才能达到稳定输出, 而且退源时也要一定时间, 这种起始特性将直接影响授予患者的剂量。国际原子能机构和世界卫生组织在检测各放疗单位放射治疗机的剂量时, 让放疗单位给出照射时间使水下5 cm处吸收剂量为2 Gy, 所以笔者认为用水下5 cm处吸收剂量为2 Gy来计算吸收剂量率更科学准确。