为验证参考条件和非参考条件下放射治疗光子线束TLD剂量检测方法与技术, 按照2011年度卫生行业科研专项"辐射危害控制与核辐射卫生应急处置关键技术研究及其应用"第1单元"医用辐射危害评价与控制技术研究"实施方案, 用指形电离室对6 MV光子线束(轴上和离轴) TLD检测方法与技术进行验证, 结果报告如下。

1 材料与方法 1.1 材料

国产LiF (Mg, Ti)热释光粉末, TLD照射支架, Harshaw 3500热释光测量主机。30 cm × 30 cm × 35 cm, 30 cm × 30 cm × 30 cm水箱。英国NE公司Famer 2570/1B型剂量仪(NE 2571A 0.6 cm³指形电离室)。剂量仪及TLD测量系统在国家二级标准剂量学实验室(SSDL)刻度。

1.2 方法 1.2.1 参数和照射条件

在参考和非参考条件下, 用TLD核查6 MV光子线束剂量随深度、偏离照射野中心、照射野大小和使用楔形板的变化。照射剂量均为参考点处2 Gy, 照射完成后连同跟随本底邮寄中国疾病预防控制中心辐射防护与核安全医学所个人剂量实验室进行测量。X射线束核查项目及照射条件见表 1, X射线束特性见表 2。

1.2.2 水中吸收剂量测量

标准水模体30 cm × 30 cm × 30 cm, Famer 2570/1B剂量仪, 测量X射线束剂量时, 指形电离室插入水模体电离室空腔中, 按照IAEA TRS277报告^[1]规定, 电离室有效点位于电离室几何中心上0.6 r处(r是指形电离室的半径)。NE 2571A电离室半径为0.315 cm。水中有效点吸收剂量公式:

(1)

(2)

(3)

式中, M_u为剂量仪读数(R); N_D为电离室空气吸收剂量因子(Gy/R); N_K为电离室空气比释动能校准因子(Gy/R); K_att为电离室物质对光子减弱校正因子; K_m为电离室物质的非空气等效校正因子; N_X为⁶⁰Co γ射线照射量(R)校准因子; 为空气中每对电离形成电子电荷平均消耗的能量(J/C); g为次级电子轫致辐射能量份额; P_u为电离室扰动因子; S_{w, air}为水、空气阻止本领比。

对NE2571A电离室, K_att=0.990, K_m=0.994;对6 MV X射线束, P_u=0.995。

1.2.3 照射TLD

将TLD固定在照射支架上, 照射支架放置在30 cm × 30 cm × 35 cm水模体中, 调节好水的深度、照射位置、照射野大小和照射距离等参数, 分别给予2 Gy的照射剂量。

1.2.4 相对偏差的计算

相对偏差的计算公式为:

(4)

式中, Dev (%)为相对偏差的百分数, D_TLD为TLD测量结果, D_chamber为电离室测量结果。

IAEA允许光子线束的相对偏差为± 7%。

2 结果 2.1  

6 MV X射线束TLD测量结果(轴上)与指形电离室测量结果的相对偏差(表 3)

2.2  

6 MV X射线束TLD测量结果(离轴)与指形电离室测量结果的相对偏差(表 4)

2.3  

6 MV X射线束每台设备的相对偏差(表 5)

3 讨论

为提高肿瘤的放射治疗效果, 应经常对放射治疗设备进行剂量学参数检测和验证。其中, 治疗剂量的准确性将直接决定肿瘤的治愈率和局部控制率。国际辐射单位与测量委员会ICRU 24号报告总结以往的治疗经验指出, 如果靶区剂量偏离最佳剂量± 5%, 就有可能导致原发灶肿瘤复发或放射并发症增加。放射治疗剂量质量保证的关键环节是治疗剂量的独立核查, 通过技术服务机构的剂量核查和工程师对设备的维修调试, 设备的检测合格率和输出量的合格率可得到明显的提高^[2-5]。用传统的方法核查放射治疗剂量需携带水箱、剂量仪、气压表、温度计等检测设备, 剂量仪也需定期进行刻度和检定。而TLD方法核查放射治疗剂量仅需携带热释光剂量计和照射支架即可, 具有方法简便、易于实施的优点。

本次验证结果表明, TLD测量6 MV光子线束剂量结果与指形电离室测量结果相对偏差平均为(4.67 ± 2.18)%, 平均偏差未超过IAEA的允许偏差范围(± 7%), 说明TLD方法核查参考条件和非参考条件下放射治疗剂量学参数不失为一种方便可靠的方法。但本次验证中, 一台6 MV加速器光子线束最大偏差达到了10.3%。引起偏差的原因除了摆位误差外, 还与加速器剂量重复性差引入的误差、检测设备引入的系统误差和TLD测量系统引入的系统误差等有关。所以, 用TLD方法进行剂量核查时除了尽量避免摆位误差外, 还应尽量减少TLD测量系统的系统误差。