常用放疗剂量仪修正因子Cf的取值计算

梁木青，何堂斌，韦立祥

（广西壮族自治区龙潭医院 放疗科，广西 柳州 545005）

目前国内很多医疗机构在用的放疗剂量仪，例如RT-100、DOES-1或BDM-1等，都具有对温度、气压的校正功能，除此之外，还具有Cf的计算功能。在实际测量时，只要把测量现场水模体的温度（T）、大气压（P）及Cf输入剂量仪，则剂量仪读数M即为经过T、P及Cf修正后的吸收剂量。

1 高能电离辐射在水中吸收剂量的测算

按照国际原子能机构第277号技术报告（IAEA TRS-277）[1]和国家计量检定规程《医用电子加速器辐射源》（JJG589-2008）[2]的方法，X射线和电子束在水模体中吸收剂量的计算公式主要有：

式中，M是剂量仪的显示值；Nd是电离室空腔的空气吸收剂量校准因子；Nx是由标准实验室标定的空气照射量校准因子，每年更新一次，当使用伦琴（R）做照射量单位时，1 R=2.58×10-4C/ kg；W/ e是在空气中每产生一个离子对所消耗的平均能量，W/e=33.97 J/C；Km是室壁（及建成帽）的空气不完全等效修正，Katt是室壁（及建成帽）的衰减及散射修正，两者一般由厂家提供。也可通过（JJG589-2008）表C2“常用电离室Km、Katt与其乘积值”[2]查到。Sw,air为校准深度水对空气的平均阻止本领比，可由（JJG589-2008）表5“辐射质同校准深度和Sw,air的关系”[2]及（JJG589-2008）表C8“电子束的水对空气阻止本领比Sw,air、实际射程Rp和水深的关系”[2]查出；Pu为扰动修正因子，其与射线能量、电离室壁材料及体积有关，取值可通过（JJG589-2008）图C1“圆柱形电离室的扰动修正因子Pu”[2]及（JJG589-2008）表C4“电子束扰动修正因子Pu”[2]求出；Pcel为中心电极在60Co校准辐射和实用辐射中非空气等效引起的修正因子。当电离室室壁材料是由石墨，中心电极材料是铝时，Pcel的大小见（JJG589-2008）表D2“修正因子Pcel”[2]，当X射线能量≤25 MeV时，Pcel=1.000。

2 Cf值的计算

Cf可理解为照射量与吸收剂量的转换修正因子[3]，引入Cf后，水中吸收剂量的公式为：

式中，M为剂量仪示值，KTP为剂量仪温度气压修正因子[4]，KTP的公式为：

式中，T和P分别为测量室内电离室所在水模体中的温度（℃）和大气压（kPa）。

当剂量仪带有有温度气压修正功能时，水中吸收剂量的公式变为：

由以上公式，可得修正因子Cf为：

3 实例计算

3.1 高能X射线的确定

已 知：6 MV的 X射 线，SSD=100 cm，FSZ=10 cm×10 cm，D20/D10=39/67.2=0.58， 电 离 室 为RT-101 0.6 cc，Katt=0.990，Km=0.990，照射量校准因子为Nx=0.985 R/div。

求：Cf值。

解：通过JJG589-2008表5“辐射质同校准深度和Sw,air的关系”查得当D20/D10=0.58时，=0.68，Sw,air=1.119；再由（JJG589-2008）图C1及（JJG589-2008）表D2“修正因子Pcel”，查得电离室的扰动因子Pu=0.994，对于中心电极为铝的圆柱形电离室Pce1=1.000[5]。

①由照射量校准因子Nx计算吸收计量因子Nd

②由吸收剂量因子Nd计算Cf值

3.2 高能电子束的确定

已知：电子束能量为12 MeV；电离室（型号：RT-101）为0.6 cc，Nd=0.846（cGy/div）；SSD=100 cm，限光筒10 cm×10 cm。

求：Cf值。

解：①在SSD=100 cm、射野面积=20 cm×20 cm的条件下，测PDD曲线，假设求得=5.1 cm，通过表1，查得其对应的水模表面的平均能量当时查表2可得水中校准深度为最大剂量深度即2.5 cm，并根据z的值由（JJG589-2008）表C8“电子束的水对空气阻止本领比Sw,air、实际射程Rp和水深的关系”查出水对空气的阻止本领比Sw,air=1.030。

②由（JJG589-2008）表C8“电子束的水对空气阻止本领比Sw,air、实际射程Rp和水深的关系”可知时射程Rp=5.91 cm，由公式（1-z/Rp）[6]得校准点的电子束平均能量：

使用内插的方法，由（JJG589-2008）表C4“电子束扰动修正因子Pu”查出，电离室半径=3.15 mm时的扰动因子Pu值，Pu=0.972。

③由（JJG589-2008）表D2“修正因子Pcel”查得收集极半径为0.5 mm时，电子束的Pcel=1.008。

④根据以上结果，有：

表1 较与的关系（SSD=10 cm，宽束）

表1 较与的关系（SSD=10 cm，宽束）

E0 /Mev 4 5 6 7 8 9 10 12 14 16 18 20 22 25 RD 5 0/cm 1.6 2.1 2.5 3.0 3.4 3.8 4.3 5.1 6.0 6.8 7.8 8.6 9.4 10.7 RJ50/cm 1.6 2.1 2.5 3.0 3.4 3.8 4.3 5.1 5.9 6.7 7.6 8.4 9.2 10.4

表2 电子束校准深度

4 讨论

修正因子Cf在一些已废除的剂量测量规程中就已经存在，只是其表示方法不同。国际辐射单位与测量委员会（International Commission on Radiation Units and Measurements, ICRU）分别在1969年和1972年提出了高能X(γ)射线和电子束吸收剂量测量规程[7-8]，高能X射线对应的吸收剂量的转换因子为Cλ，高能电子束对应的吸收剂量转换因子为CE。虽然目前剂量测量使用的规程是国际原子能机构（International Atomic Energy Agency, IAEA） 第277号技术报告，但Cf功能仍可继续使用。IAEA方法定义了电离室空气吸收剂量校准因子Nd，它依赖于电离室的几何形状和制作材料，并充分考虑了射线能量、测量深度对测量结果的影响[9-10]。基于Nd计算出的修正因子Cf，使得输出剂量的测量更精确、快捷。

[1]International Atomic Energy Agency. Absorbed dose determination in photon and electron beams： an international code of practice .Technical reports series No.277[R]. 2nd ed. Vienna： International Atomic Energy Agency, 1997.

[2]国家质量监督检验检疫总局. JJG 589-2008医用电子加速器辐射源[S]. 北京： 中国计量出版社, 2009.

[3]修霞, 张绍刚, 胡家成. 对医用高能X -射线输出剂量测算的研究[J]. 现代测量与实验室管理, 2006, 14(6)： 6-9.

[4]戴鉴清. 医用直线加速器剂量校准影响因素分析与对策[J]. 现代仪器与医疗, 2014, 20(6)： 80-81, 84.

[5]曾自力. 医用电子直线加速器高能X射线输出剂量测量的质量控制 [J]. 医疗卫生装备 , 2011, 32(2)： 104-106.

[6]胡杰, 陶建民, 张莹, 等. 直线加速器高能电子束剂量校准时应注意的若干问题及对策[J]. 中国医疗器械杂志, 2010, 34(2)：94- 96.

[7]International Commission on Radiation Units and Measurements.International Commission on Radiation Units and Measurements Report：14.Radiation dosimetry X-rays and gamma rays with maximum photon energies between 0.6 and 50 MeV[R]. Washington DC： International Commission on Radiation Units and Measurements,1969.

[8]International Commission on Radiation Units and Measurements.International Commission on Radiation Units and Measurements Report： 21.Radiation dosimetry electron with initial energies between 1 and 50 MeV[R]. Washington DC： International Commission on Radiation Units and Measurements, 1972.

[9]胡逸民. 肿瘤放射物理学[M]. 北京： 原子能出版社, 1999： 74.

[10]杨瑞峰, 黄辉, 何涛. Siemens primus E医用直线加速器的剂量校准 [J]. 2009, 30(4)： 114-117.