气温和气压对医用直线加速器输出剂量刻度的影响

詹文明

【摘要】目的：通过实验研究医用直线加速器的输出剂量的刻度受气温和气压所产生的影响。方法：利用IAEA 277 报告及剂量学的原理，将水模体作为介质，并用医科达 Precise 电子直线加速器所产生的6 MV高能X线，测量与计算吸收剂量。修正参数为实测的诊疗室的气温和气压，以及嘉定的气温和气压。将测量后所采集的数据相对比，然后进行分析。结果：当气温固定时，每波动001 atm（1 atm=101 325 Pa）的气压，使输出剂量波动1%。当气压固定时，每波动3 ℃的气温，使输出剂量波动1%。并且气压升高会使输出剂量发生线性递减。而气温的升高会使输出剂量出现线性递增。结论：气温以及气压的变化会对医用直线加速器的输出剂量的刻度产生较大的影响。除了正确的参数外，气温与气压需要按照实际测得的诊疗室中的数值进行修正医用直线加速器的输出剂量。

【关键词】气温气压；输出剂量；线性变化

【中图分类号】R73055

【文献标志码】A

【文章编号】1005-0019（2018）07-231-01

手术治疗、化疗以及放射性治疗是治疗肿瘤的三大手段。其中放射治疗占有重要的地位，是目前治疗恶性肿瘤最为常用的方法。经世界卫生组织（WHO）的资料统计得出，在世界范围内肿瘤的治愈中，放射性治疗的贡献达到了18%。但是在进行放疗时，一旦靶区剂量偏离了最佳质量的±5%，便会导致肿瘤的失控，甚至是增加放疗的并发症。因此，确保放疗设备的输出剂量的精准度十分重要。但是对于影响放疗的设备医用直线加速器的因素有很多。本文根据气温与气压对医用直线加速器的输出剂量产生的影响进行实验研究。得出气温与气压对医用直线加速器具有较大的影响，并且具有统计学意义。因此，确定医用直线加速器的输出剂量时，需考虑到诊疗室实际的温度与气压，从而开始修正，提高医用直线加速器输出剂量的准确性。

一、材科与方法

1材料。

医科达Precise 电子直线加速器产生的6MV 高能射线，剂量仪为美国STANDARD IMAGING 生产的superMAX； 电离室为Exradin A19型电离室（收集体积0 .62 cm？，直径7 .1mm，漏电测试+00%，重复性误差0 03%），气压表为宁波市鄞州姜山玻璃仪器仪表厂生产的DYM3 型空盒气压表（最小分度值为0 .1kPa，2015年3月检定） ，尺寸为30cmx30cmx30cm的4个支点可调的二维水箱。

2方法。

刻度医用直线加速器输出剂量是标定医用直线加速器出束时射野中心轴最大剂量深度处1MU=1cGy，通常以水模体为介质，用AEA277 报告及剂里学原理进行吸收剂量的测量与计算。其中校准计算公式为：

DW=M·ND·SW，air·Pu·Pcel·KTP（1）

ND=Nx·w/e·Katt·Km·2.58×10-4（2）

式（1）、（2） 中，Dw 为有效测量点处的水的吸收剂量； M 为标准剂量计的示值； Np 为电离室空腔的吸收剂量校准因子；Sw，air为校准深度处水对空气的平均阻止本领比； Pu为扰动修正因子；P.ce！为中心电极修正因子；NX.为照射量校准因子； wle为在空气中形成一个电子电荷的每对离子消耗射线的平均能量，为3397J/C； Kt为电离室材料对射线吸收和散射的校正因子，Km 为电离室室壁及平衡帽的材料对校准辐射空气等效不充分而引起的修正，这里Kett Km 的数值由剂量仪厂家给出；KTR 为气温、气压修正因子，计算公式为：

KTP=273.2+T293.2×101.3P（3）

式（3）中，T、P 分别为测量时治疗室实测的温度（以 ℃ 为单位）和气压（以 kPa 为单位）。superMAX 剂量仪和 Exradin A19 型电离室的相关参数为：Nx=1143（高量程 0～500 nA），Katt·Km=0997；医科达 Precise 电子直线加速器产生的 6 MV 高能射线的相关参数为：Sw，air=1119，Pu=0993，Pcel=1；10 cm×10 cm 照射野下，源皮距（source skin distance，SSD）为 100 cm 时，水下 5 cm 的百分深度剂量（percentage depth dose，PDD）是 8765%；根据上面的公式（1）可得 Dw=1109 7M。6 MV 高能射线的校准深度是水下 5 cm，由于在测量高能 X 线时电离室的有效测量点 Peff 在 06r 处（「为电离室半径），校Peit 后，电离室中心距水面的实际深度为52cm； 照射野为10cmx10cm，SSD=100 cm： 当天实测气温为22 C； 气压表实测为 993kPa，superMAX剂量仪要求输入标准大气压，为win0980 atm. 1atm=101325Pa） 。水箱在测量前30min放置于治疗室，电离室插入水箱测试孔15min。电离室的位置应置于射束中心轴上并贴近水箱中的电离室孔壁，以便于水介质的温度达到平衡，否则会影响测量结果。

二、测量结果

为保障医用直线加速器输出剂量的精准，要充分考虑诊疗室实际测得的气温与气压，并且要校准与医用直线加速器相关的机械的指标。如：中心的光距尺所指示的误差应小于2毫米，光野与激光灯的精度要与照射野具有一致性，还有准直器的角度、机架的角度、和机器出束跳数等都要进行相应的校准。在进行实验前，按照诊疗室实际测得的气温和气压进行医用直线加速器6 MVX线的输出剂量的校准。并对输出剂量的稳定性与线性进行测量，从而保障实验结果的可靠性与准确性。将输出的计量分别定为10、100、200、50、200MU，得出的結果为1003、10004、20005、501以及20003cGy，其中存在不到1%的误差（标准的误差应小于2%）。当气温固定为22℃时，测量不同气压时的输出剂量产生的影响。设为200MU，气压分别是103、101、099、096、098、102、097，得出的测量结果1903、1943、1980、2044、2001、1920、2023cGy。当气压固定为0980atm时，测气温不同对输出剂量产生的影响，设为200MU。气温是31、25、28、16、22、19℃，得出的测量结果分别是2066、2025、2045、1964、2003、1985cGy。

三、讨论

WHO与IAEA在世界范围内进行医用直线加速器的输出剂量的比较得出：约有15%以上的患者在采用放疗治疗肿瘤时，接受的输出剂量不够精准。并且随气温与气压的变化，剂量的变化率高达3%至9%。因此，更具实际测得的气温与气压对医用直线加速器的输出剂量进行修正。如靶区剂量为6 500 cGy的食管癌的患者，将输出剂量增加5%及其以上，则有很高的几率使患者出现放射性的脊髓炎与肺炎，严重时会对脊髓等造成严重的损伤。反之输出剂量过低，则会降低治疗效果，严重时导致肿瘤失控。医用直线加速器受多种因素影响，本次实验主要研究的是气温和气压对医用直线加速器输出剂量的刻度的影响。其中每波动001 atm（1 atm=101 325 Pa）的气压，使输出剂量波动1%，每波动3 ℃的气温，使输出剂量波动1%。并且随气温与起亚的升高，输出剂量呈现线性的递减或递增。电离室的空气质量岁气温气压的变化而产生变化，对测量的灵敏度产生极大的影响。并且目前阶段多采用具有开放式的医用直线加速器辐射头的监测，极易受到气温和气压的影响。如进行校准时的湿度为50%，实际测量为20%至70%间，对湿度的校正<1%，可以忽略不计。一旦电离室的湿度过大，那么湿度与气温和气压的校正因子KTPH则为：

KTPH=[760/（P-0.2389P1）]·[（273.15+T）/（273.15+20）]（4）

其中P 为电离室工作环境的大气压（mmHg）；P1 为水蒸气的压力（mmHg）。

四、结语

为有效保障医用直线加速器的输出剂量的误差可以小于2%，应当对诊疗室的实际气温与气压进行定期的测量，从而对医用直线加速器的输出剂量进行刻度的校正。对于部分为采购气压表的医院，应尽快采购或定期向气象局索要气压值。对于与索要来的气压值或气压表，要根据当地的海拔高度等因素进行校正。避免嫌麻烦而不进行气温气压的测量，进而导致医用直线加速器输出剂量的不精确，不能保证放疗的治疗效果。输出剂量的精准是实现放疗治疗效果的直接影响因素之一，相关的医务人员必须重视。

参考文献

[1]蒋社伟， 王艳霞. 气温和气压对医用直线加速器输出剂量刻度的影响[J]. 医疗卫生装备， 2016， 37（8）：109-111

[2]申晖. 分析医用直线加速器输出剂量穩定性及其影响因素[J]. 中国医疗器械信息， 2018（2）.

[3]陈小君， 甘庆权， 陈红文. 两种照射方式下加速器剂量率变化对吸收剂量的影响[J]. 实用医技杂志， 2016， 23（7）：753-754