張慶釗，曹小龍，陳梅芬，黃頌釗，胡家柱

廣州市番禺區(qū)中心醫(yī)院 設(shè)備科，廣東廣州 511400

ZHANG Qing-zhao,CAO Xiao-long, CHEN Mei-fen,HUANG Song-zhao,HU Jia-zhu

Equipment Department, Guangzhou Panyu Central Hospital, Guangzhou Guangdong 511400, China

近年來(lái)，我國(guó)近距離治療后裝機(jī)數(shù)量保持著較快的平穩(wěn)的增長(zhǎng)[1]。獲得近距離治療劑量學(xué)資料的基本方法是根據(jù)準(zhǔn)確的源強(qiáng)進(jìn)行理論計(jì)算的[2]。由于192Ir源半衰期短，換源頻繁。按照美國(guó)醫(yī)學(xué)物理學(xué)會(huì)（AAPM）要求[3]，每個(gè)用戶應(yīng)配備1個(gè)阱型電離室對(duì)源強(qiáng)度進(jìn)行校準(zhǔn)，這個(gè)電離室要經(jīng)過(guò)認(rèn)定實(shí)驗(yàn)室的校準(zhǔn)，而且要進(jìn)行內(nèi)部的長(zhǎng)期穩(wěn)定性監(jiān)測(cè)。AAPM要求生產(chǎn)廠家給出的源強(qiáng)與用戶檢驗(yàn)結(jié)果應(yīng)在±3%內(nèi)符合，如超過(guò)±3%，應(yīng)找出原因；超過(guò)±5%，應(yīng)要求廠家檢查其出廠時(shí)的校準(zhǔn)程序，并幫助解決差異。但對(duì)這種源的校準(zhǔn)，各家測(cè)量校準(zhǔn)方法不盡相同[4]。由于192Ir半衰期短和能譜復(fù)雜等原因，至今，國(guó)際上還沒(méi)有一個(gè)基準(zhǔn)劑量學(xué)實(shí)驗(yàn)室（PSDL）能夠提供對(duì)標(biāo)稱值為370 GBq(10Ci)192Ir源的直接校準(zhǔn)方法，但有學(xué)術(shù)團(tuán)體推薦內(nèi)插法和使用阱型電離室兩種方法進(jìn)行間接校準(zhǔn)[5]。國(guó)際上，美國(guó)AAPM41號(hào)報(bào)告推薦在空氣中校準(zhǔn)。中國(guó)原子能科學(xué)研究院使用該研究所實(shí)驗(yàn)室研制的球形石墨空腔電離室通過(guò)散射修正的方法較準(zhǔn)確地校準(zhǔn)出高劑量率192Ir輻射源強(qiáng)度[6]，但上述方法的校準(zhǔn)條件比較高，不容易作為臨床應(yīng)用時(shí)的校準(zhǔn)方法來(lái)推廣。我國(guó)也有國(guó)家制定的校準(zhǔn)規(guī)程，它是在水模中進(jìn)行，不用太過(guò)于考慮射線經(jīng)過(guò)空氣后的吸收和散射修正，只需考慮相關(guān)轉(zhuǎn)換因子，最終即可換算源的外觀活度。此法在測(cè)量時(shí)相對(duì)容易執(zhí)行和計(jì)算，而且實(shí)驗(yàn)成本較低。

經(jīng)過(guò)調(diào)研，此方法在國(guó)內(nèi)醫(yī)院的放療科室里的應(yīng)用甚少，因此，很有必要用此方法對(duì)臨床上使用的放射源外觀活度進(jìn)行校準(zhǔn)，并將該校準(zhǔn)值與當(dāng)時(shí)后裝系統(tǒng)顯示的源活度進(jìn)行比較，通過(guò)分析與討論，評(píng)價(jià)該規(guī)程的可靠性與準(zhǔn)確性。

1 理論基礎(chǔ)

放射源校準(zhǔn)在水模中進(jìn)行[7]（圖1）。在水模體中，將施源器分別放在距電離室等距離的4個(gè)相互垂直的方位上，施源器與電離室平行放置，施源器與電離室軸線間距≥5cm。將源傳送到施源器中，垂直于電離室軸線，并處于通過(guò)電離室參考點(diǎn)的平面上。選1組固定照射參數(shù)，分別對(duì)每一位置照射3次，對(duì)4個(gè)方位的12個(gè)讀數(shù)求算術(shù)平均值，然后按(1)式計(jì)算吸收劑量：

式中：Dw為水中吸收劑量（Gy）；

Mw為劑量計(jì)讀數(shù)的平均值（div）；

Nx為電離室照射量校準(zhǔn)因子（該值由所使用電離室說(shuō)明書(shū)提供）；

KTP為溫度氣壓校正因子：

式中：T、P分別為實(shí)測(cè)環(huán)境的溫度和氣壓；

Cλ為水中吸收劑量與照射量的轉(zhuǎn)換因子（cGy/R），水中的值為0.961[8]；

Cg為劑量梯度校正因子，用于對(duì)近距離治療放射源劑量梯度的校準(zhǔn)。當(dāng)電離室與放射源距離>10cm，劑量梯度修正因子基本<1%。但是單憑此圖，并不能得到具體源～電離室中心距所對(duì)應(yīng)的較為具體的劑量梯度校正因子的值進(jìn)行量化計(jì)算。為此，可以通過(guò)對(duì)表1中的數(shù)據(jù)[9]進(jìn)行線性插值處理，求出相對(duì)接近的數(shù)值。

圖1 水模中的校準(zhǔn)

表1 源～電離室中心距與劑量梯度校正因子關(guān)系表

2 校準(zhǔn)前準(zhǔn)備

本次測(cè)量的是HDR型192Ir放射源后裝機(jī)，使用的是PTW 30001石墨指形電離室，其有效體積為0.6cc（1cc≈1mL），照射量校準(zhǔn)因子Nx =1.027。此外，還有測(cè)量支架、溫度計(jì)、氣壓計(jì)和鋼尺。

根據(jù)實(shí)測(cè)時(shí)實(shí)驗(yàn)環(huán)境因素：溫度為24℃ ，氣壓為101.3kPa，代入公式(2)得：KTP=1.014 。查表1，當(dāng)源～電離室中心距為5cm時(shí)，Cg值為1.019，當(dāng)源～電離室中心距為8cm時(shí)，用5、10cm處的數(shù)據(jù)進(jìn)行插值計(jì)算：

Cg= (1.019-1.006)/(5-10) × (8-10)+1.006=1.011

3 水中吸收劑量的測(cè)量與計(jì)算

考慮到電離室靈敏體積內(nèi)存在的劑量梯度變化，電離室與放射源距離不宜過(guò)大，對(duì)192Ir高劑量率放射源，測(cè)量距離一般為10～20cm，測(cè)量時(shí)間為3～5min[10]。根據(jù)國(guó)家規(guī)程規(guī)定，施源器與電離室軸線間距≥5cm。本次選取5cm和8cm兩處距離。在每個(gè)測(cè)量距離處，沿A、B、C、D軸方向上各用劑量?jī)x測(cè)量3次取平均，最后得到4個(gè)方向的平均讀數(shù)。施源器與電離室軸線間距為5cm，測(cè)量結(jié)果為27.67；8cm處的結(jié)果為27.47。將相關(guān)的參數(shù)代入公式(1)，得到表2的結(jié)果。

表2 水中吸收劑量測(cè)量結(jié)果

4 水中吸收劑量率轉(zhuǎn)化為源外觀活度

源外觀活度（Aapp）與水中吸收劑量率的關(guān)系為：

式中:Aapp為源外觀活度(mCi )；DW(r)為水中吸收劑量率（cGy/min）；Γ 為源電離常數(shù)取值為 4.62R·cm2·mci-1·h-1。

192Ir衰變發(fā)射γ射線的能譜相當(dāng)復(fù)雜，不同的封裝結(jié)構(gòu)的濾過(guò)效果不盡相同，故不同廠家的銥源的電離常數(shù)也有差異。裸銥源的Γ為4.800R·cm2·mci-1·h-1，SI單位制式 下 Γ 為 0.113μGy·cm2·mci-1·h-1，1981年《醫(yī)學(xué) 物理雜志》公布的Γ為4.620R·cm2·mci-1·h-1。

Cr為水中吸收劑量與照射量的轉(zhuǎn)換因子，水中的值為0.961。

S(r)為水介質(zhì)衰減和散射校正因子，r為源到測(cè)量點(diǎn)電離室中心距（cm）。

將DW(r)值代入公式(3)，得到不同測(cè)量距離的源外觀活度值，見(jiàn)表3。

表3 不同測(cè)量距離的源外觀活度值

當(dāng)后裝機(jī)計(jì)劃系統(tǒng)顯示Aapp=5.0101Ci時(shí)，為方便數(shù)據(jù)處理，將在5cm處測(cè)得的源活度記為A1=4.75Ci，A1相對(duì)Aapp的偏差值為-5.2%；在8cm處測(cè)得的源活度記為A2=4.69Ci，A2相對(duì)Aapp的偏差值為-6.0%，平均值為-5.7%。

5 測(cè)量結(jié)果的分析與討論

由于本次校準(zhǔn)時(shí)的測(cè)量點(diǎn)按軸對(duì)稱呈輻射狀排布，在每個(gè)軸方向上相同距離的點(diǎn)位置都讀取3個(gè)值，最后對(duì)同距離測(cè)量結(jié)果的12個(gè)值取平均，這樣能抵消隨機(jī)產(chǎn)生的距離誤差所造成的數(shù)值影響，因此，本次校準(zhǔn)所得的數(shù)據(jù)是真實(shí)可靠的。

通過(guò)國(guó)家規(guī)程校準(zhǔn)的源活度約為4.72 Ci，比當(dāng)時(shí)后裝系統(tǒng)顯示的源活度5.0101 Ci稍低，相差約5.7%。由于廠方提供的源強(qiáng)度精度一般為±10%，所以若按此精度計(jì)算，實(shí)際Aapp=5.0101×（1±10%）Ci，即4.5～5.5Ci。而此時(shí)校準(zhǔn)的源活度約為4.72 Ci，在廠家精度范圍值內(nèi)。綜上分析討論，根據(jù)我國(guó)制定的校準(zhǔn)規(guī)程校準(zhǔn)出的放射源的外觀活度，比較接近實(shí)際源活度的值。臨床上應(yīng)按該規(guī)程定期進(jìn)行質(zhì)量保證檢測(cè)。

此外，由于廠方提供的源強(qiáng)度精度一般為±10%，因此，新源裝機(jī)后，必須經(jīng)過(guò)醫(yī)院工程師和物理師校準(zhǔn)后方能應(yīng)用。值得注意的是，三維后裝治療計(jì)劃系統(tǒng)一般是以參考空氣比釋動(dòng)能為單位的，這就要求醫(yī)院物理師要特別注意供應(yīng)商使用的空氣比釋動(dòng)能率常數(shù)是否與約定的一致，在校準(zhǔn)時(shí)要求選用相同的物理參數(shù)。但是，目前國(guó)內(nèi)計(jì)劃治療系統(tǒng)對(duì)放射源強(qiáng)度的表示往往僅允許使用顯活度，而且對(duì)選用的物理參數(shù)并無(wú)嚴(yán)格校驗(yàn)，因此，對(duì)于國(guó)內(nèi)的后裝治療計(jì)劃系統(tǒng)算出的源強(qiáng)度值的準(zhǔn)確程度應(yīng)當(dāng)按規(guī)程進(jìn)行校準(zhǔn)，以提高治療的精度。

[1]殷蔚伯,余耘,陳波,等.2006年全國(guó)放療人員及設(shè)備調(diào)查報(bào)告-紀(jì)念中華放射腫瘤學(xué)會(huì)成立20周年[J].中華放射腫瘤學(xué)雜志,2007,(1):1-4.

[2]Godden T J.Physical aspects of brachytherapy[M].Boston: Hilger in collaboration with the Hospital Physicists' Association,1998.

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[8]International Atomic Energy Agency.Review of data and methods recommended in the international code of practice:IAEA Technical Reports Series No.277, absorbed dose determination in photon and electron beams[R].Vienna: IAEA,1996.

[9]馮寧遠(yuǎn),謝虎臣,史榮,等.實(shí)用放射治療物理學(xué)[M].北京:北京醫(yī)科大學(xué)、中國(guó)協(xié)和醫(yī)科大學(xué)聯(lián)合出版社,1999.

[10]王進(jìn),楊春勇,余寧樂(lè),等.江蘇省后裝近距離治療機(jī)192Ir放射源有效活度檢測(cè)與分析[J].輻射防護(hù),2009,(4):266-269.