后装近距离治疗是我省放射治疗的重要组成部分并得到了广泛的应用, 其主要由计算机控制的遥控步进¹⁹²Ir密封型微型源, 根据参考点预设定剂量, 经治疗计划系统计算驻留点驻留时间, 得到优化处理的剂量分布, 从而给肿瘤区域足够的精确的治疗剂量, 以提高肿瘤的控制率, 减少正常组织的放射并发症。我省所有近距离治疗机均根据¹⁹²Ir源的有效活度制定治疗计划。由于¹⁹²Ir源存在半衰期短(74.2 d)和能谱复杂等原因, 至今国际上还没有一个基准剂量学实验室(PSDL)能够提供对标称值为370GBq(10Ci) ¹⁹²Ir源的直接校准方法。2004~2005我们使用指型电离室测量了11台近距离治疗机¹⁹²Ir源的有效活度^[1], 2006年12月我们使用阱式电离室对省内10台近距离治疗机¹⁹²Ir源开展了有效活度检测, 同时对两台阱式电离室开展了比对工作。

1 材料与方法 1.1 测量装置

检测设备包括Wisconsin大学设计的1000Plus型阱式电离室配套使用CDX-2000A型电荷数字化仪、PTW公司33004型阱式电离室配合使用PTW UNIDOSE剂量仪。

1.2 测量方法

1000Plus型阱式电离室高15.6cm, 井口直径3.6cm, 井深12.1cm, 收集体积245cm³, 工作电压±300V, 总漏电小于10^-13A。电离电流测量灵敏度可达2.0×10^-10Bq, 电离电流可测高达10^-8A, 测量范围达3.7×10¹¹Bq。源适配器为2.2mm直径的细长铝管, 与电离室共轴。源到收集极之间的材料等效壁厚大于0.31g·cm^-2, 满足电子平衡要求。数字化静电计具有改变极性(+P-)和电压(150V和300V)的功能, 既可测量电离电流也可测量电离电荷。测量时施源器直接接在阱式电离室上, 通过测量电离电流计算源有效活度^[2]。计算公式如下。

(1)

其中: A_t为放射源的有效活度; M_u为阱式电离室电流读数(nA)或60s积分电荷(nC/60s); N_sk为¹⁹²Ir源的空气比释动能刻度因子, 4.678×105;N_e为静电计刻度系数, 1.001; A_ion为电离电荷符合率(A_ion=4/3-Q₁/3Q₂; Q₁为+100%极板电压下的平均读数; Q₂为+50%极板电压的平均读数); C_tp为空气温度气压校正因子(C_tp=((273.15+T)/293.15)×10¹³/P; F为¹⁹²Ir源空气比释动能强度与源外观活度转换系数(1.09×10-13Gy·m²·Bq^-1·h^-1)。

PTW 33004型阱式电离室高压最大为500V, 电离电流灵敏度为1.2×10^-19A。漏电流小于5×10^-13A。电离室截面结构总高度为150mm, 井口直径32mm, 收集体积为200cm³, 参考点在距电离室顶端约84.5mm处。与PTW UNIDOSE型配套可测量高剂量率(HDR)、脉冲剂量率(Pulse dose rate, PDR)和低剂量率(Low dose rate, LDR)源。测量时施源器直接接在阱式电离室上, 通过测量电离电流计算源有效活度^[3]。计算公式如下。

(2)

其中:E:阱式电离室及剂量仪刻度系数(Bq/A), 出厂校准因子为8.449GBq·nA^-1(针对Nucletron microSelectron ¹⁹²Ir源)。实际测量时在电离电荷最大点附近重复测量两次取平均值。A_t、M_u、C_tp定义与公式(1)相同。

检测时将近距离治疗机施源器与阱式电离室相连, 制定计划, ¹⁹²Ir源通过后装机传输到阱型电离室并开始以步进2.5mm寻找源的最佳驻留位置。确认后测量60s的电离电荷积分, 通过公式(1)或公式(2)计算¹⁹²Ir源有效活度。根据《后装γ源治疗的患者防护与质量控制检测规范》WS262-2006附录A提供的计算公式计算源的有效活度相对偏差^[4], 见公式(3)。

(3)

式中: D_eu:有效活度相对偏差; A_t:检测后计算所得的源外观活度; A_n:厂家提供的源外观活度。

2 结果 2.1 10台近距离治疗机治疗机¹⁹²Ir源有效活度检测结果

2006年12月11日至12月16日, 使用1000Plus型阱式电离室对10台近距离治疗机治疗机¹⁹²Ir源有效活度开展检测。结果见表 1。

由表 1可见, 10台近距离治疗机的¹⁹²Ir源有效活度偏差均在±3 %范围以内, 符合《后装γ源治疗的患者防护与质量控制检测规范》WS262-2006中所规定的“源标称活度值与检测值的相对偏差不超过的±5 %”的要求。检测结果同时满足IAEA报告书^[5]建议的偏差不超过±3 %的要求。

2.2 2台近距离治疗机治疗机¹⁹²Ir源有效活度比对检测结果

使用1000Plus型阱式电离室和PTW 33004型阱式电离室分别对Nucletron和HY-HDR-18近距离治疗机进行了¹⁹²Ir源有效活度比对检测, ¹⁹²Ir源活度标称分别为3.4×10¹¹Bq和4.7×10¹⁰Bq。结果见表 2。

由表 2可见, 1000Plus型阱式电离室和PTW 33004型阱式电离室对2个¹⁹²Ir源有效活度的检测结果偏差均在±2%以内。由于1000Plus型阱式电离室定期在美国Wisconsin大学校准, 故以1000Plus型阱式电离室检测结果为基准, PTW33004型阱式电离室的仪器响应为0.996。

3 讨论

(1) ¹⁹²Ir源外观活度偏差将直接影响放射治疗总剂量的不确定度。说明近距离治疗机外观活度校准在放射治疗质量保证工作中的重要性和紧迫性, 应引起卫生行政部门的重视。¹⁹²Ir源的生产厂家提供的源活度证书应该注明源的测量日期、测量结果不确定度等信息。

(2) 阱型电离室测量方法与电离室测量¹⁹²Ir源有效活度相比具有操作简单, 准确度高的特点^{[6, 7]}, 被IAEA和ICRU等国际组织推荐为用于二级标准剂量实验室和医院对¹⁹²Ir源校准和质是控制检测方法^[2]。但是目前我国国内尚无提供阱式电离室检定的标准实验室。而通过阱型电离室之间的比对检测可以较好地提高检测结果朔源。

(3) 需要加强¹⁹²Ir源外观活度检测过程中的质量控制, 阱型电离室需要放置在离墙1.5m, 离地1m的位置开展检测, 同时需要对阱型电离室电离电荷符合率、温度气压等参数进行修正。