多功能放疗质量控制检验水模的研制
作者：罗素明 程金生
单位：(北京，卫生部工业卫生实验所 100088)
关键词：
中华放射医学与防护杂志980619 近年来，随着放疗事业的迅速发展，我国的放疗机数目逐年增加。到目前为止，全国31个省市有放射治疗机(Co-60治疗机和4MV以上的加速器)共437台。面对放疗机的不断增加，如何提高放疗机质量控制和质量保证，确保放疗机在治疗癌症病人时处于最佳工作状态，是从事放疗工作人员所关注的问题。1985年卫生部颁发了《放射治疗肿瘤若干规定》，为执行该规定，目前经常使用的是两种水模，即一种是30 cm×30 cm×30 cm；另一种是20 cm×20 cm×10 cm，但它们的功能都很单一(只能测量水中校准点的吸收剂量)，满足不了放疗质量控制的需要。为了实际使用方便与适应于多种需要，我们研制了一种多功能检验水模。这种多功能水模有3种用途：对辐射场的对称性、半影区宽度进行监测；对Co-60γ射线和高能X射线输出量稳定性进行监测；对高能X射线能量的稳定性进行监测。
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1 结构和尺寸
该水模由6块有机玻璃板，一根0.6 cm3适于插入FARMER型电离室的有机玻璃棒及一块带有标尺的滑板组成。水模一面的尺寸为20cm×20cm×15cm(测量水下10cm有效点吸收剂量)，适用于10MV以上高能X射线输出量检查。水模另一面的尺寸为20 cm×20 cm×50 cm(测量水下5 cm有效点吸收剂量)，适用于Co-60γ射线和8MV以下的X射线。滑板尺寸为41.2 cm×27.8 cm(见图1)。
图1 多功能检验水模
2 实验数据与评价标准
2.1 辐射场对称性和半影区宽度测量
水模体积为20 cm×20 cm×15 cm，把装满水的水模放在滑板上，插入FARMER型0.6 cm3的电离室，测量仪器用英国的NE2570放疗剂量仪。测量条件，源到水模表面中心距离70 cm，标称杆X、Y轴大小为10 cm×10 cm，射线束中心轴对准电离室灵敏区的几何中心(有效中心)，按辐射野GT与AB方向，O点为交点进行测量。如OT方向，在O点测量3次，水模沿OT方向在滑板上移动到1 cm处，电离室插入有机玻璃棒里保持不动，测量3次，再移到2 cm，3 cm，4 cm，5 cm，依次测量各3次，OT方向的剂量分布就能计算。按相同测量方法，分别测出OB，OG，OA方向的剂量分布(见图2)。以O点为100归一，算出四个方向各点的值。在座标纸上画出辐射场对称性的分布，并且读出80%～20%半影区的宽度(见图3)。
, 百拇医药
图2 辐射场顺序分布
图3 辐射场对称性分布和半影宽度
辐射场的不对称性，按国家计量部门检定标准应小于5%，我们的结果小于5%。80%～20%半影区宽度，按标准不得大于10 mm，我们的测量结果基本符合要求。
2.2 用标准水与多功能检验水模测量Co-60γ射线输出量的比较
用标准水模体30 cm×30 cm×30 cm，把水模体装水到5 cm处。用英国NE2570放疗剂量仪。测量条件，源到水表面的距离75 cm，标称杆X、Y轴大小为10 cm×10 cm,将FARMER型电离室插入电离室孔内固定好，电离室的有效测量点放在水模体中心轴的校准深度处，测量120秒，读五个数求均值。得出标准水模体在水下5 cm处校准点的吸收剂量。
, 百拇医药
根据水中校准点吸收剂量公式：
DW=0.01×R×N×K×F
式中 R—放疗剂量仪读数
N—放疗剂量仪的校正因子
K—空气密度修正因子
F—R换算为cGy的转换因子
故：
D标=0.01×52.75×1.005×0.9888×0.95
=0.498Gy
用多功能检验水模体20 cm×20 cm×5 cm(适用于Co-60γ射线和能量为8MV以下的加速器)，水模体装满水。测量仪器同上。测量条件，源到水模体表面的距离75 cm，射线束中心轴对准电离室灵敏区的几何中心，其他条件不变。得出多功能检验水模测出水下5 cm处校准点的吸收剂量。
, 百拇医药
D多=0.01×52.83×1.005×0.990×0.95
=0.499Gy
两种水模在水下5 cm处测量结果相对偏差：
用标准水模30 cm×30 cm×30 cm，测量仪器，测量方法和测量条件同上。得出水下10 cm处校准点吸收剂量。
D标=0.01×27×0.9837×0.95×0.973
=0.246Gy
用多功能检验水模20 cm×20 cm ×15 cm(适用于能量8 MV以上的加速器)。测量仪器，测量方法和测量条件同上。得出水下10 cm处校准点吸收剂量。
, 百拇医药
D多=0.01×26.7×0.9837×0.95×0.973
=0.243Gy
两种水模在水下10 cm处测量结果相对偏差：
2.3 检验Co-60 γ射线能量变化
用多功能检验水模体20 cm×20 cm×5 cm(在水下5 cm)和20 cm×20 cm×15cm(在水下10 cm)。测量仪器，测量方法和测量条件同上，分别得出水下5 cm处和水下10 cm处校准点吸收剂量。在相同条件下，不同日期内连续测5次，然后将γ因子归一，结果见附表。
附表 γ因子归一 次 数
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D(5)/D(10)
γ因子归一
1
1.396
1.000
2
1.392
0.997
3
1.396
1.000
4
1.396
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1.000
5
1.392
0.997
从表中结果可见，5次测量数据都相差不大，这说明用本水模检验能量的变化是可靠的。对4MV以上的加速器都可以用同样方法检验观察能量的变化。如D5/D10的比值变化大，说明能量变化了，机器应作调整检修。
3 讨论
3.1 多功能检验水模可代替国际上推荐使用的标准水模，用于检查水下5 cm处的输出量，10 cm处的检查，从相对偏差结果看大些，它的这部分结构有待再做一些改动，即可满足。
3.2 多功能检验水模，尤其适合检查加速器的能量变化，简单、快速、准确。
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3.3 多功能检验水模检查辐射场对称性时，直接在水中做，符合国际上的要求，减少了在空气中做的麻烦和不准确性。
参考文献
1 卫生部.《关于肿瘤放射治疗剂量学的若干规定》的通知.中华人民共和国放射卫生防护法规汇编.北京，1986.
2 Izewaska J.Novothy J,Gwiazdowska B,et al.Quality assurance network in Central Euprope:external audit on output calibration for photon beams.Acta Oncol,1995,34:829—838.
(收稿：1998-03-11 修回：1998-05-18), 百拇医药
单位：(北京，卫生部工业卫生实验所 100088)
关键词：
中华放射医学与防护杂志980619 近年来，随着放疗事业的迅速发展，我国的放疗机数目逐年增加。到目前为止，全国31个省市有放射治疗机(Co-60治疗机和4MV以上的加速器)共437台。面对放疗机的不断增加，如何提高放疗机质量控制和质量保证，确保放疗机在治疗癌症病人时处于最佳工作状态，是从事放疗工作人员所关注的问题。1985年卫生部颁发了《放射治疗肿瘤若干规定》，为执行该规定，目前经常使用的是两种水模，即一种是30 cm×30 cm×30 cm；另一种是20 cm×20 cm×10 cm，但它们的功能都很单一(只能测量水中校准点的吸收剂量)，满足不了放疗质量控制的需要。为了实际使用方便与适应于多种需要，我们研制了一种多功能检验水模。这种多功能水模有3种用途：对辐射场的对称性、半影区宽度进行监测；对Co-60γ射线和高能X射线输出量稳定性进行监测；对高能X射线能量的稳定性进行监测。
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1 结构和尺寸
该水模由6块有机玻璃板，一根0.6 cm3适于插入FARMER型电离室的有机玻璃棒及一块带有标尺的滑板组成。水模一面的尺寸为20cm×20cm×15cm(测量水下10cm有效点吸收剂量)，适用于10MV以上高能X射线输出量检查。水模另一面的尺寸为20 cm×20 cm×50 cm(测量水下5 cm有效点吸收剂量)，适用于Co-60γ射线和8MV以下的X射线。滑板尺寸为41.2 cm×27.8 cm(见图1)。
图1 多功能检验水模
2 实验数据与评价标准
2.1 辐射场对称性和半影区宽度测量
水模体积为20 cm×20 cm×15 cm，把装满水的水模放在滑板上，插入FARMER型0.6 cm3的电离室，测量仪器用英国的NE2570放疗剂量仪。测量条件，源到水模表面中心距离70 cm，标称杆X、Y轴大小为10 cm×10 cm，射线束中心轴对准电离室灵敏区的几何中心(有效中心)，按辐射野GT与AB方向，O点为交点进行测量。如OT方向，在O点测量3次，水模沿OT方向在滑板上移动到1 cm处，电离室插入有机玻璃棒里保持不动，测量3次，再移到2 cm，3 cm，4 cm，5 cm，依次测量各3次，OT方向的剂量分布就能计算。按相同测量方法，分别测出OB，OG，OA方向的剂量分布(见图2)。以O点为100归一，算出四个方向各点的值。在座标纸上画出辐射场对称性的分布，并且读出80%～20%半影区的宽度(见图3)。
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图2 辐射场顺序分布
图3 辐射场对称性分布和半影宽度
辐射场的不对称性，按国家计量部门检定标准应小于5%，我们的结果小于5%。80%～20%半影区宽度，按标准不得大于10 mm，我们的测量结果基本符合要求。
2.2 用标准水与多功能检验水模测量Co-60γ射线输出量的比较
用标准水模体30 cm×30 cm×30 cm，把水模体装水到5 cm处。用英国NE2570放疗剂量仪。测量条件，源到水表面的距离75 cm，标称杆X、Y轴大小为10 cm×10 cm,将FARMER型电离室插入电离室孔内固定好，电离室的有效测量点放在水模体中心轴的校准深度处，测量120秒，读五个数求均值。得出标准水模体在水下5 cm处校准点的吸收剂量。
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根据水中校准点吸收剂量公式：
DW=0.01×R×N×K×F
式中 R—放疗剂量仪读数
N—放疗剂量仪的校正因子
K—空气密度修正因子
F—R换算为cGy的转换因子
故：
D标=0.01×52.75×1.005×0.9888×0.95
=0.498Gy
用多功能检验水模体20 cm×20 cm×5 cm(适用于Co-60γ射线和能量为8MV以下的加速器)，水模体装满水。测量仪器同上。测量条件，源到水模体表面的距离75 cm，射线束中心轴对准电离室灵敏区的几何中心，其他条件不变。得出多功能检验水模测出水下5 cm处校准点的吸收剂量。
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D多=0.01×52.83×1.005×0.990×0.95
=0.499Gy
两种水模在水下5 cm处测量结果相对偏差：
用标准水模30 cm×30 cm×30 cm，测量仪器，测量方法和测量条件同上。得出水下10 cm处校准点吸收剂量。
D标=0.01×27×0.9837×0.95×0.973
=0.246Gy
用多功能检验水模20 cm×20 cm ×15 cm(适用于能量8 MV以上的加速器)。测量仪器，测量方法和测量条件同上。得出水下10 cm处校准点吸收剂量。
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D多=0.01×26.7×0.9837×0.95×0.973
=0.243Gy
两种水模在水下10 cm处测量结果相对偏差：
2.3 检验Co-60 γ射线能量变化
用多功能检验水模体20 cm×20 cm×5 cm(在水下5 cm)和20 cm×20 cm×15cm(在水下10 cm)。测量仪器，测量方法和测量条件同上，分别得出水下5 cm处和水下10 cm处校准点吸收剂量。在相同条件下，不同日期内连续测5次，然后将γ因子归一，结果见附表。
附表 γ因子归一 次 数
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D(5)/D(10)
γ因子归一
1
1.396
1.000
2
1.392
0.997
3
1.396
1.000
4
1.396
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1.000
5
1.392
0.997
从表中结果可见，5次测量数据都相差不大，这说明用本水模检验能量的变化是可靠的。对4MV以上的加速器都可以用同样方法检验观察能量的变化。如D5/D10的比值变化大，说明能量变化了，机器应作调整检修。
3 讨论
3.1 多功能检验水模可代替国际上推荐使用的标准水模，用于检查水下5 cm处的输出量，10 cm处的检查，从相对偏差结果看大些，它的这部分结构有待再做一些改动，即可满足。
3.2 多功能检验水模，尤其适合检查加速器的能量变化，简单、快速、准确。
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3.3 多功能检验水模检查辐射场对称性时，直接在水中做，符合国际上的要求，减少了在空气中做的麻烦和不准确性。
参考文献
1 卫生部.《关于肿瘤放射治疗剂量学的若干规定》的通知.中华人民共和国放射卫生防护法规汇编.北京，1986.
2 Izewaska J.Novothy J,Gwiazdowska B,et al.Quality assurance network in Central Euprope:external audit on output calibration for photon beams.Acta Oncol,1995,34:829—838.
(收稿：1998-03-11 修回：1998-05-18), 百拇医药