剂量分布仪对医用电子直线加速器*X射线泄漏辐射检测方法的探讨

杜 翔 曹兴江 杨春勇 王 进*

剂量分布仪对医用电子直线加速器*X射线泄漏辐射检测方法的探讨

杜 翔①曹兴江①杨春勇①王 进①*

目的：测量与分析医用电子直线加速器的泄漏辐射水平，探讨使用剂量分布仪等剂量扫描装置检测加速器泄漏辐射水平。方法：依据国家标准“电子加速器放射治疗放射防护要求”中提供的方法，以一台医用电子直线加速器为对象，使用IBA公司生产的Startrack型剂量分布仪对该加速器M区域内X射线泄漏辐射进行检测分析。结果：M区域内X射线泄漏辐射与最大吸收剂量点比值为0.07%，平均吸收剂量与最大吸收剂量比值为0.04%。结论：研究探讨使用剂量分布仪等剂量扫描装置进行加速器的X射线泄漏辐射检测具有十分重要的意义。

泄漏辐射；放射防护；医用加速器

[First-author’s address] Jiangsu Provincial Center for Disease Prevention and Control, Nanjing 210009, China.

近年来，恶性肿瘤已经成为危害人类健康的严重威胁之一，2008年全球发病人数约为1279万，760万人死于恶性肿瘤[1]。国家癌症中心报告的2009年全国恶性肿瘤发病率为285.9/10万，病死率为180.54/10万[2]。

放射治疗作为对抗肿瘤的三大手段之一，自20世纪50年代形成独立学科以来，尤其是近10余年获得了飞跃式的发展，已形成了包括三维适形放射治疗(3D conforma1 radiation therapy，3D CRT)、调强放射治疗(intensity modu1ated radiation therapy，IMRT)、影像引导放射治疗(Image guided radiotherapy，IGRT)和立体定向放射治疗(Stereotactic radiation therapy，SRT)等新技术[3]。作为以上技术的主要载体，医用电子直线加速器已代替钴治疗机成为开展当今放射治疗的主要设备。

泄漏辐射是医用电子直线加速器进行放射治疗过程中受到人们广泛关注的问题之一，而泄漏辐射水平是反映加速器防护性能的基本指标之一，其不但是加速器机房非主屏蔽方向防护的主要标的射线之一，也是放射治疗过程当中患者的靶外剂量的重要来源，国家标准对此有相应要求[4-6]。

我国新颁布的GBZ126-2011“电子加速器放射治疗放射防护要求”[6]是根据原有针对加速器的防护标准GBZ126-2002“电子加速器放射治疗放射防护要求”和GB16369-1996“医用电子加速器放射卫生防护标准”的基础而修订。新标准对于测试区的划分做了修改；对于辐射防护屏蔽面积，在新标准图中称为患者平面防护测试区；对于有用线束的最大面积，在新标准图中称为M区域。同时，新标准中对于患者平面上的泄漏辐射按照M区域内和M区域外分别提出了防护要求。对于M区域内的泄漏辐射，新标准要求的测量点分布，由原有的16个点增加到新标准的24个测量点。由于泄漏辐射的检测点多，一般的剂量仪往往不能满足检测要求，因此以往泄漏辐射的检测多采用热释光剂量计(元件)，故检测周期长，现场不能直接得到检测结果[7-8]。

剂量分布仪(二维电离室矩阵)是一种用于放射治疗设备剂量参数和剂量分布参数测量的日常监测仪器和监督设备，一般在一个平面区域集成多个探头，通过在加速器出束时同时收集不同位点的剂量信息，达到收集被测线束剂量分布特征的目的。剂量分布仪具备同时检测多个位点剂量信息的能力，通过合理摆放和变换位置使其检测位点覆盖泄露辐射检测点，即可达到快速测量医用加速器泄漏辐射的目的。

1 材料与方法

1.1 检测仪器

Startrack型剂量分布仪为德国IBA公司生产的，检测加速器为Varian公司生产的23EX型，检测X射线能量为6 MV。

1.2 检测方法

(1)剂量分布仪表面位于源皮距(SSD)=100 cm垂直于射束轴的平面，Y轴平行于加速器的枪-靶(G-T)方向。加速器出束时剂量率为400 cGy/min。采样时间取5000 ms，若为其他剂量率可以相应调节采样时间。出束完毕后记录一个检测周期照射野中心点剂量。

(2)按照标准方法，设定FXmax×FYmin(FX，FY分别表示照射野X轴，Y轴)。加速器出束时剂量率为400 cGy/min。出束完毕后选择稳定的采样周期记录作为该方向检测结果。

(3)依次设置治疗床围绕等中心轴转动，每次转动角度为30o，使得剂量分布仪中心点围绕射束轴顺时针依次旋转30o，此时剂量分布仪Y轴与加速器枪-靶方向依次呈30o和60o相交。出束条件不变，控制加速器出束，剂量率为400 cGy/min。分别记录不同角度情况下的检测结果。

(4)设定FXmin×FYmax，并重复步骤(3)，分别记录不同角度情况下的检测结果。

2 结果

一个检测周期照射野中心点吸收剂量检测结果为31.976 cGy。各检测点吸收剂量检测结果见表1。

将各检测点检测结果同照射野中心点空气吸收剂量相比，结果见表2。

表2结果显示，24个检测点的检测结果当中，M区域中任何处泄漏辐射的空气吸收剂量与最大吸收剂量的比值未超过国家新标准中要求的2%，M区域中的平均吸收剂量与最大吸收剂量的比值也未超过国家新标准要求的0.75%。

3 讨论

国家新标准中测量M区域内X射线平均泄漏辐射的24个测量点如图1所示。根据图中要求M区域的面积S=πR0

2，对于最大照射野为40 cm×40 cm的加速器，其R0≈=22 cm。则R1=0.866 R0≈20 cm， R2=0.5 R0=11 cm。

表1 某医院加速器M区域泄漏辐射空气吸收剂量检测结果(cGy)

表2 某医院加速器M区域泄漏辐射空气吸收剂量与最大吸收剂量比值(%)

图1 国家新标准中M区域泄漏辐射检测点示意图

Startrack型剂量分布仪对角线相对距离最远的2个探测器距离为40 cm，基本满足国家新标准中M区泄漏辐射24个检测点中外侧12点的相对距离的要求。使用该型剂量分布仪，读取一次每条对角线上-20 cm、-11 cm、11 cm和20 cm处4个点，两条对角线共8个点的读数，即可读出互相垂直并相交于等中心点的2条直线上的8个检测点的检测读数。正如图1所示，M区泄漏辐射检测点为互相成30o相交的6条直线上的24个点，因此，只需将垂直相交的2条直线旋转30o和60o，即可全部覆盖国家新标准中对于M区泄漏辐射检测要求的24个检测点。

在医用加速器的防护性能指标中泄漏辐射是十分重要的指标之一，也是国内外放射卫生界关注的热点，许多国内外学者对其进行过研究[7，9-11]。在加速器的临床放射治疗当中，泄漏辐射是靶外剂量的重要来源，过高的泄漏辐射会增加正常组织受到放射损伤的危险，从而影响患者治疗效果和生存质量[12-13]。

4 结语

剂量分布仪是开展放射治疗的医疗机构经常使用的质量控制仪器，也是加速器检测技术服务机构常用的检测设备，原本用于涉及放疗剂量均整度、对称性等指标的稳定性检测和状态检测[14-15]。使用放射治疗质量控制常规的剂量扫描装置(如剂量分布仪、扫描水箱等)进行医用电子直线加速器的泄漏辐射检测，具有方便、快捷，检测周期短，检测结果直观等优点。掌握使用剂量分布仪检测加速器泄漏辐射的方法，对于了解加速器防护状态、降低放疗患者靶外剂量，具有十分重要的意义[16]。

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The exploration of the measurement methods of the leakage dose level in medical accelerators by using dose scanners

DU Xiang, CAO Xing-jiang, YANG Chun-yong, et al

China Medical Equipment,2014,11(7):4-6.

Objective:To measure and analysis the leakage dose of a medical accelerator and explore the method for the leakage dose level measurements of the accelerators for medical uses. Methods: A Startrack model QA detector was used to measure the leakage dose of a medical accelerator by using the methods in GBZ126-2011. Results: The maximum leakage dose in M area to maximum dose ratio is 0.07% and the average leakage dose in M area to maximum dose ratio is 0.04%. Conclusion: It is necessary to explore a method to measure the leakage dose level of medical accelerators by dose scanners.

Leakage dose; Medical accelerator; Radiation protection

1672-8270(2014)07-0004-03

R812

A

杜翔，男，(1980- )，硕士，主管医师。江苏省疾病预防控制中心放射防护所，从事放射防护检测和职业病危害评价工作。

10.3969/J.ISSN.1672-8270.2014.07.002

2013-12-06

卫生行业科研专项(201002009)“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”，江苏省“十二·五”科教兴卫工程(ZX201109)“突发公共卫生事件应急处置创新平台”

①江苏省疾病预防控制中心放射防护所 江苏 南京 210009

*通讯作者：jin.wang@163.com