体部立体定向放射外科g 辐射治疗源校准方法的研究

龙成章　樊俊显　黄成伟　叶献锋

(1.河南省计量科学研究院，郑州 450008；2.平顶山市质量技术监督检验测试中心，平顶山 467000)

0　引言

体部立体定向放射外科g 辐射治疗源(简称体部伽玛刀)是立体定向放射外科治疗的先进医疗器械,其特点是利用射线的几何聚集原理,以钴60作为放射源通过精确的立体定向将大剂量伽玛射线旋转聚集于病灶,即在短时间内使肿瘤组织受到损伤。当癌细胞受到放射量伽玛射线后,将发生一系列放射生物变化,主要为胞核内DNA螺旋双链断裂,最终导致癌细胞崩解死亡。它是当前治疗癌症的一种辐射源，属于强检范畴，然而目前国内没有体部立体定向放射外科g 辐射治疗的法定检定依据。笔者根据多年从事体部立体定向放射外科g 辐射治疗源校准的经验，探讨了体部立体定向放射外科g 辐射治疗源的主要计量性能指标及其技术要求，确定了具体的校准方法，为体部立体定向放射外科g 辐射治疗源的校准和国内检定规程的编写提供参考。

1　体部伽玛刀的主要组成及治疗原理

立体定位系统：由定位床、定位标尺、重复摆位架和真空成形袋组成，其目的是实现三个确保：确保诊断与治疗时体位的一致性；确保多次治疗时摆位的重复性；确保病灶靶点与射线焦点重叠的准确性。

治疗系统：由放射源体、准直体、治疗床、传动装置和屏蔽体组成。治疗计划系统：是一套能进行图像处理、轮廓定义、三维重建、靶点设计、剂量计算、方案评估、三维显示和数据输出等功能的软件和硬件系统。治疗原理：通过旋转锥面聚焦方式，将若干个按一定的经度和纬度排列的60Cog 源产生的射线束经准直后聚焦于一点，形成一窄束边缘锐利的伽玛射线。通过旋转锥面聚焦使每束伽玛射线源都随源体围绕焦点的公共轴线旋转，使每束放射线变成一个动态的圆锥扫描面，焦点为圆锥的顶点。

2　体部伽玛刀计量特性

体部伽玛刀必须满足的基本指标及技术要求，如表1所示。

表1　体部伽玛刀基本参数及技术指标

3　体部伽玛刀校准装置

体部伽玛刀校准装置主要标准器包括电离室型剂量仪、扫描仪、球型模体、测量胶片、焦点测量棒，辅助设备包括温度计、气压计等。

4　体部伽玛刀校准方法

4.1　辐射等中心与机械等中心的一致性

1)将剪好的胶片装入焦点测量棒的暗盒内，并盖好暗盒；

2)把焦点测量棒安装在立体定位支架的耳轴上，并将测量棒中心调整在X轴标尺中心处，使胶片处在X-Y(或X-Z)平面上，按压细针，在胶片上扎一个小孔(认为此小孔为机械等中心)；

3)随治疗床将焦点测量棒送入辐射野，采用最小准直器进行辐照(辐照时间根据g 刀的60Cog 源的剂量率及胶片性能而定)；

4.2　叠加辐射野

1)将装载好的胶片放入焦点测量棒的暗盒内，并盖好暗盒；

2)把焦点测量棒安装在立体定位支架的耳轴上，并将测量棒中心调整在X轴标尺中心处，使胶片处在X-Y(或X-Z)平面上；

3)将装有胶片的测量棒送人g 刀的辐射野进行辐照，照射剂量应在剂量-灰度线性区域内；

4)胶片显影后，在扫描仪上可以得出焦点处“叠加辐射野”，尺寸应满足表1要求。

4.3　叠加半影区

测量方法同4.2，“叠加半影区”应满足表1要求。

4.4　重复性

将插有电离室的球形模体置于g 刀测量支架上，使模体中心与体部g 刀等中心重合，利用电离室测量g 刀输出剂量。选取最大准直器，由计划系统给出相同的时间间隔(一般选1～2min)，第i次测得的剂量值为Di，则剂量值的相对实验标准差υ为

(1)

4.5　线性

校准方法同上，预制时间t0，在此时间间隔内测出的吸收剂量为D0(一般取3Gg 以上)，然后取tj=jt(j一般取1～4)，测出相应的吸收剂量为Dj(j同tj的j)。将tj与Dj用最小二乘法拟合出的线性关系为

tc=a+bD

(2)

式中：tc为用最小二乘法计算出的时间值；a为最小二乘法拟合直线斜率；b为上述直线与纵坐标截距；D为时间预置值为t时的剂量值。

根据式(3)计算出的tcj与剂量Dj时的时间预置值tj的最大偏差为

smax=[(tcj-tj)max/tcj]×100%

(3)

该偏差应符合表1的要求。

4.6　输出剂量的符合

1)用真空成形袋将球模固定在治疗床上，然后去CT机上定位扫描，使模体中心与体部g 刀照射野中心重合；

2)将电离室插入球模中心，利用电离室测量最大准直器条件下体部g 刀治疗计划的实际输出剂量，应符合表1的要求。

4.7　焦点剂量率

将插有电离室球模置于体部g 刀的治疗床上，模体中心与体部g 刀照射野中心重合。利用电离室测量最小准直器条件下体部g 刀输出剂量率应符合表1的要求。

5　实验结果及分析

对多台体部g 刀进行实验，结果如下：

1)辐射等中心与机械等中心的一致性测量实验(准直器为φ10)，结果如表2所示。

表2

序号坐标轴偏差(mm)总偏差Δg(mm)1XΔX=0　2YΔY=0　4ZΔZ=0　40　62XΔX=0　2YΔY=0　3ZΔZ=0　40　53XΔX=0　1YΔY=0　5ZΔZ=0　70　94XΔX=0　2YΔY=0　4ZΔZ=0　60　7

2)重复性测量实验，在φ30mm准直器、φ160mm有机玻璃球型模体中进行测量，实验结果参见图1。

图1　重复性测量实验图

3)输出剂量测量实验，在φ30mm准直器、φ160mm有机玻璃球型模体中进行测量，实验结果参见图2。

图2　输出剂量测量实验图

在体部立体定向放射外科g 辐射治疗源校准方法中，根据以上实验所给出的实验结果，可以从中看出这些体部g 刀均能满足该方法的要求，因此，该方法是切实可行的。该方法的实施对开展医院质量检测，提高医疗质量的精确性和准确性，维护病人的切身利益具有重要意义。

6　结束语

目前体部g 刀已成为综合医院必上设备，主要使用在医院的放疗科。随着体部g 刀的应用与发展，该设备的检定与校准技术期待进一步完善。目前国家相关检定机构正在致力于编写体部g 刀的检定规程。本文主要探讨了体部g 刀校准过程中的问题和解决方法，旨在抛砖引玉，引起大家对体部g 刀检定的关注。

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