不同剂量测量体系的剂量学结果比较
作者：李勤
单位：李勤(430071 武汉，湖北医科大学附属二院放化疗科)
关键词：
中华放射医学与防护杂志000323 国际原子能机构(IAEA)于1987年 在研究了各国各地区放疗现状之后，发表了它的第277号技术报告《光子和电子束吸收剂量 测定》。并于1998年进行了再次修订，旨在为世界范围内统一放射治疗剂量的测量程序，提 高放疗剂量的测量水平，使放疗剂量达到国际上可以接受的准确度。在这方面我国也曾制订 了 《肿瘤放射治疗剂量学的若干规定》(简称“若干规定”)。随后为与国际接轨，又相应颁布 了有关的计量检定规程[1，2]和测量技术规范[3]，并在其中采纳了IAEA TRS-277的推荐参数，极大地促进了我国放射治疗质量水平的提高。根据“若干规定”和IAE A TRS-277报告所规定的不同测量程序和测量方法，作者对本单位各类放射治疗机的剂量输 出进行了测量，并对其剂量学结果在数值上的差异进行了比较。结果报道如下。
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一、测量程序
作者使用的工作级剂量仪为NE-2570，工作探头是0.6 cm3指形电离室，型号为2571，测 量前送卫生部国家二级标准剂量学实验室校准，得到照射量校准系数Nχ，单位为：R/div 。被测放疗机分别为：西门子KDS67-7860 加速器，四川GWXJ-80型60Co治疗机 和北京F34-1 X射线深部治疗机。测量时对60Co γ射线远距离治疗机、加速 器 光子束均采用有机玻璃水模，规格：30 cm×30 cm×30 cm，将电离室插入固定孔道后，根 据不同方法规定的校准点深度调节电离室几何中心至水面的距离。深部X射线机的测量分别 在空气和水中进行，测量时对剂量仪表和电离室的条件要求一致，并预先对使用条件的半值 层(HVL)进行核准。测量时的温度、气压值直接输入剂量仪自动校正，得到的剂量仪读数按 不同方法分别计算出校准点处的吸收剂量值。
二、水中吸收剂量的计算
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1.深部X射线治疗机
“若干规定”中给出的是在空气中测量照射量再换算出水模中的吸收剂量，其计算方法为：
X(do)=R.Nx.K
D(do)=X(do).F.BSF
=R.Nx.K.F.BSF
其中：R为参考点处剂量仪读数(div/min)；Nx为照射量校准系数(R/div)；K为空气密度修 正因子；F为吸收剂量转换因子；BSF为反散因子。
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IAEA TRS-277推荐直接测量水中吸收剂量，校准参考水深为5 cm，测量有效点为电离室的几 何中心，同时考虑多项因素的修正，给出的公式为：
Nk=Nx.2.58.10-4.w/e.(1-g)-1
Nw=M.Nk.(μen/ρ)w.air.Pu
=M.Nx.2.58.10-4.w/e.(1-g)-1.
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(μen/ρ)w.air.Pu
其中，M为经温度、气压修正后的仪器读数；(μen/ρ)w.air为水/空气质能吸 收系数比；Pu为扰动因子，校正电离室物质非水物质等效性；w/e为形成一个单位电子电 荷所消耗的平均能量(J/C)；g为次级电子的韧致辐射份额(对于深部X射线，g=0)。
对于HVL=1.0 mmCu的中能X射线，8cm×10cm照射野，SSD=40 cm。次级标准实验室给出的修 正因子Nx=0.9633，测得空气中和水下5 cm处的读数分别为：44 div/min 和32.8 div/mi n ，按“若干规定”和IAEA TRS-277 2种方法查得相应修正系数代入公式，计算出校准点的 吸收剂量率分别为49.52 cGy/min和29.9 cGy/min。
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2. 60Co γ射线治疗机
“若干规定”和IAEA TRS-277报告推荐60Co γ射线的吸收剂量测量校准点均为 水下5 cm，当SSD=80 cm照射野=10 cm×10cm时，测得经气压、温度修正后的仪器读数为85 .9 div/min，按“若干规定”的计算公式为：
D(do)=0.01.R.Nx.K.F
表1 两种方法的计算结果(cGy/100mu 或 cGy /min) 治疗机种类
“若干规定”
“IAEA TRS-277”
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DE(%)
CD1
RD1
CD2
RD2
深部X射线
49.52
49.52
29.9
52.38
-5.5
60Co γ射线
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80.54
100.36
81.9
102
-1.6
加速器6MV光子
86.28
99.71
88.27
102
-2.2
加速器18MV光子
86.94
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99.77
78.3
102.39
-2.5
注：CD为校准点剂量，RD为参考点剂量 式中各项参数含义同前，给出的60Co γ射线的Nx=0.987 R/div，查表得各项 修正值代入公式，得到水下5 cm校准点的吸收剂量为80.54 cGy/min。
对于IAEA TRS-277报告推荐的是有效点的剂量确定[4]，计算分为2步，首先确定 电离室的空气吸收剂量因子Nd，即Nd=Nx.2.58.10-4.w/e.Katt.km。对于NE-2571电离室校准时电离室物质对光子减弱的校正因子Katt=0.99，非空 气等效因子km=0.994，代入式中，得到Nd=85.12×10-4 Gy/R。对于60 Co γ射线，电离室的有效点是在0.6r,NE-2571的半径为0.315 cm，因此从源到测量点85 cm的剂量率应校正读数：(85-0.6×0.315)2/852=0.9955。第二步计算水模中测量 有效点peff深度处的吸收剂量Dw(peff)，其公式为：
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Dw(peff)=Nd.M.Sw.air.Pu
式中Sw.air为水/空气阻止本领比；Pu为扰动因子，校正电离室物质非水物质等效 性。
查表60Co的Sw.air=1.133,Pu=0.993,计算Dw(peff)=81.9 cGy/ min。
3.加速器光子束
本次测量的是加速器治疗机6 MV 和18 MV光子束，“若干规定”中的计算方法同60 Co γ射线治疗机，校准水深6MV为5cm，18MV为7cm。当加速器的机器单位“MU”=100时， 剂量仪读数显示6MV为93.0div，18 MV为96.8div，查表得相应的F值，即校准点的吸收剂 量分别为86.28 cGy和86.94 cGy。
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按照IAEA TRS-277推荐的方法，18MV光子的校准水深应改为10 cm，当“MU”=100时，剂量 仪显示为84.9div。测量有效点同样需前移0.6r，对于6MV应进行的修正：(105-0.6×0. 315)2/1052=0.9964。18 MV的修正：(110-0.6×0.315)2/1102=0.9965。使用 有效点计算公式Dw(peff)=Nd.M.Sw.air.Pu，已知6MV和18MV的TPR 10分别为0.62和0.78，由此查出Sw.air和Pu值，代入式中，计算出6MV光子 在水下5 cm校准点的吸收剂量为88.27 cGy，18 MV光子在水下10 cm则为78.3 cGy。
三、结果和讨论
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根据两种测量体系推荐的方法，将治疗机实测到的剂量仪读数转换为校准点的吸收剂量，然 后由百分深度剂量推至参考点的吸收剂量。将参考点剂量比较，计算出两种方法的剂量相对 偏差：DEV(%)=100×(RD1-RD2)/RD2，结果见表1。
比较两种剂量测量体系，可以看出IAEA TRS-277报告所推荐的计算方法在各相关因素的修正 方面考虑得更细致、更全面，如现场使用的电离室形状和材料对水中辐射场的影响等，使 测量点的吸收剂量在数值上更加完善和准确。而“若干规定”的内容和方法则显得粗糙和陈 旧。从表1 中可以看出，按照两种方法计算得出的剂量结果有一定差异，4种射线束均反映 出由“若干规定”计算出的结果小于IAEA TRS-277报告推荐方法得出的结果，呈负偏差，其 中深部X射线治疗机偏差最大，为-5.5%，这一结果除了两种体系在方法上的不同外， 亦可 能与其本身剂量输出的稳定性较差有关。60Co γ射线机的结果较为一致，为-1 .6%，但其偏差仍高于其他报道的结果[4]。加速器6MV和18MV光子束的结果比较， 分别为-2.2%和-2.5%，显示出能量越高，偏差越明显。
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由两种剂量测量体系所导致的偏差应引起足够重视。放射治疗的目标在于正确选择肿瘤的放 疗剂量，并保证达到一定的剂量精确度。这就需要从放疗处方到照射的全过程实施质量保证 ，减少各个环节包括放疗机物理剂量计算的误差[6]，因此为规范和统一剂量测量 方法，提高放疗机物理剂量的准确度，尽早推广应用IAEA的剂量学国际实用准则势在必行。
参考文献
1 JJG 589-89. 60Co 远距离治疗辐射源.北京：国家计量出版社，19 89.
2 JJG664-90.医用加速器X辐射源，北京：国家计量出版社，1990.
3 JJG1026-91.光子和高能电子束吸收剂量测量方法.北京：国家计量出版社，1991.
4 IAEA. Technical report series No.277. Absorbed dose determination in photon a nd electron beams. Vienna:1987,42-67.
5 李锦玉. 60Co远距离治疗辐射剂量测量的标准化.原子能科学技术，1998，6 ：543-545.
6 ICRU. Prescribing,recording and reporting photon beam therapy. Report No.50,W ashington: ICRU.,1993.
(收稿日期:1999-03-22), http://www.100md.com
单位：李勤(430071 武汉，湖北医科大学附属二院放化疗科)
关键词：
中华放射医学与防护杂志000323 国际原子能机构(IAEA)于1987年 在研究了各国各地区放疗现状之后，发表了它的第277号技术报告《光子和电子束吸收剂量 测定》。并于1998年进行了再次修订，旨在为世界范围内统一放射治疗剂量的测量程序，提 高放疗剂量的测量水平，使放疗剂量达到国际上可以接受的准确度。在这方面我国也曾制订 了 《肿瘤放射治疗剂量学的若干规定》(简称“若干规定”)。随后为与国际接轨，又相应颁布 了有关的计量检定规程[1，2]和测量技术规范[3]，并在其中采纳了IAEA TRS-277的推荐参数，极大地促进了我国放射治疗质量水平的提高。根据“若干规定”和IAE A TRS-277报告所规定的不同测量程序和测量方法，作者对本单位各类放射治疗机的剂量输 出进行了测量，并对其剂量学结果在数值上的差异进行了比较。结果报道如下。
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一、测量程序
作者使用的工作级剂量仪为NE-2570，工作探头是0.6 cm3指形电离室，型号为2571，测 量前送卫生部国家二级标准剂量学实验室校准，得到照射量校准系数Nχ，单位为：R/div 。被测放疗机分别为：西门子KDS67-7860 加速器，四川GWXJ-80型60Co治疗机 和北京F34-1 X射线深部治疗机。测量时对60Co γ射线远距离治疗机、加速 器 光子束均采用有机玻璃水模，规格：30 cm×30 cm×30 cm，将电离室插入固定孔道后，根 据不同方法规定的校准点深度调节电离室几何中心至水面的距离。深部X射线机的测量分别 在空气和水中进行，测量时对剂量仪表和电离室的条件要求一致，并预先对使用条件的半值 层(HVL)进行核准。测量时的温度、气压值直接输入剂量仪自动校正，得到的剂量仪读数按 不同方法分别计算出校准点处的吸收剂量值。
二、水中吸收剂量的计算
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1.深部X射线治疗机
“若干规定”中给出的是在空气中测量照射量再换算出水模中的吸收剂量，其计算方法为：
X(do)=R.Nx.K
D(do)=X(do).F.BSF
=R.Nx.K.F.BSF
其中：R为参考点处剂量仪读数(div/min)；Nx为照射量校准系数(R/div)；K为空气密度修 正因子；F为吸收剂量转换因子；BSF为反散因子。
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IAEA TRS-277推荐直接测量水中吸收剂量，校准参考水深为5 cm，测量有效点为电离室的几 何中心，同时考虑多项因素的修正，给出的公式为：
Nk=Nx.2.58.10-4.w/e.(1-g)-1
Nw=M.Nk.(μen/ρ)w.air.Pu
=M.Nx.2.58.10-4.w/e.(1-g)-1.
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(μen/ρ)w.air.Pu
其中，M为经温度、气压修正后的仪器读数；(μen/ρ)w.air为水/空气质能吸 收系数比；Pu为扰动因子，校正电离室物质非水物质等效性；w/e为形成一个单位电子电 荷所消耗的平均能量(J/C)；g为次级电子的韧致辐射份额(对于深部X射线，g=0)。
对于HVL=1.0 mmCu的中能X射线，8cm×10cm照射野，SSD=40 cm。次级标准实验室给出的修 正因子Nx=0.9633，测得空气中和水下5 cm处的读数分别为：44 div/min 和32.8 div/mi n ，按“若干规定”和IAEA TRS-277 2种方法查得相应修正系数代入公式，计算出校准点的 吸收剂量率分别为49.52 cGy/min和29.9 cGy/min。
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2. 60Co γ射线治疗机
“若干规定”和IAEA TRS-277报告推荐60Co γ射线的吸收剂量测量校准点均为 水下5 cm，当SSD=80 cm照射野=10 cm×10cm时，测得经气压、温度修正后的仪器读数为85 .9 div/min，按“若干规定”的计算公式为：
D(do)=0.01.R.Nx.K.F
表1 两种方法的计算结果(cGy/100mu 或 cGy /min) 治疗机种类
“若干规定”
“IAEA TRS-277”
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DE(%)
CD1
RD1
CD2
RD2
深部X射线
49.52
49.52
29.9
52.38
-5.5
60Co γ射线
, http://www.100md.com
80.54
100.36
81.9
102
-1.6
加速器6MV光子
86.28
99.71
88.27
102
-2.2
加速器18MV光子
86.94
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99.77
78.3
102.39
-2.5
注：CD为校准点剂量，RD为参考点剂量 式中各项参数含义同前，给出的60Co γ射线的Nx=0.987 R/div，查表得各项 修正值代入公式，得到水下5 cm校准点的吸收剂量为80.54 cGy/min。
对于IAEA TRS-277报告推荐的是有效点的剂量确定[4]，计算分为2步，首先确定 电离室的空气吸收剂量因子Nd，即Nd=Nx.2.58.10-4.w/e.Katt.km。对于NE-2571电离室校准时电离室物质对光子减弱的校正因子Katt=0.99，非空 气等效因子km=0.994，代入式中，得到Nd=85.12×10-4 Gy/R。对于60 Co γ射线，电离室的有效点是在0.6r,NE-2571的半径为0.315 cm，因此从源到测量点85 cm的剂量率应校正读数：(85-0.6×0.315)2/852=0.9955。第二步计算水模中测量 有效点peff深度处的吸收剂量Dw(peff)，其公式为：
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Dw(peff)=Nd.M.Sw.air.Pu
式中Sw.air为水/空气阻止本领比；Pu为扰动因子，校正电离室物质非水物质等效 性。
查表60Co的Sw.air=1.133,Pu=0.993,计算Dw(peff)=81.9 cGy/ min。
3.加速器光子束
本次测量的是加速器治疗机6 MV 和18 MV光子束，“若干规定”中的计算方法同60 Co γ射线治疗机，校准水深6MV为5cm，18MV为7cm。当加速器的机器单位“MU”=100时， 剂量仪读数显示6MV为93.0div，18 MV为96.8div，查表得相应的F值，即校准点的吸收剂 量分别为86.28 cGy和86.94 cGy。
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按照IAEA TRS-277推荐的方法，18MV光子的校准水深应改为10 cm，当“MU”=100时，剂量 仪显示为84.9div。测量有效点同样需前移0.6r，对于6MV应进行的修正：(105-0.6×0. 315)2/1052=0.9964。18 MV的修正：(110-0.6×0.315)2/1102=0.9965。使用 有效点计算公式Dw(peff)=Nd.M.Sw.air.Pu，已知6MV和18MV的TPR 10分别为0.62和0.78，由此查出Sw.air和Pu值，代入式中，计算出6MV光子 在水下5 cm校准点的吸收剂量为88.27 cGy，18 MV光子在水下10 cm则为78.3 cGy。
三、结果和讨论
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根据两种测量体系推荐的方法，将治疗机实测到的剂量仪读数转换为校准点的吸收剂量，然 后由百分深度剂量推至参考点的吸收剂量。将参考点剂量比较，计算出两种方法的剂量相对 偏差：DEV(%)=100×(RD1-RD2)/RD2，结果见表1。
比较两种剂量测量体系，可以看出IAEA TRS-277报告所推荐的计算方法在各相关因素的修正 方面考虑得更细致、更全面，如现场使用的电离室形状和材料对水中辐射场的影响等，使 测量点的吸收剂量在数值上更加完善和准确。而“若干规定”的内容和方法则显得粗糙和陈 旧。从表1 中可以看出，按照两种方法计算得出的剂量结果有一定差异，4种射线束均反映 出由“若干规定”计算出的结果小于IAEA TRS-277报告推荐方法得出的结果，呈负偏差，其 中深部X射线治疗机偏差最大，为-5.5%，这一结果除了两种体系在方法上的不同外， 亦可 能与其本身剂量输出的稳定性较差有关。60Co γ射线机的结果较为一致，为-1 .6%，但其偏差仍高于其他报道的结果[4]。加速器6MV和18MV光子束的结果比较， 分别为-2.2%和-2.5%，显示出能量越高，偏差越明显。
, 百拇医药
由两种剂量测量体系所导致的偏差应引起足够重视。放射治疗的目标在于正确选择肿瘤的放 疗剂量，并保证达到一定的剂量精确度。这就需要从放疗处方到照射的全过程实施质量保证 ，减少各个环节包括放疗机物理剂量计算的误差[6]，因此为规范和统一剂量测量 方法，提高放疗机物理剂量的准确度，尽早推广应用IAEA的剂量学国际实用准则势在必行。
参考文献
1 JJG 589-89. 60Co 远距离治疗辐射源.北京：国家计量出版社，19 89.
2 JJG664-90.医用加速器X辐射源，北京：国家计量出版社，1990.
3 JJG1026-91.光子和高能电子束吸收剂量测量方法.北京：国家计量出版社，1991.
4 IAEA. Technical report series No.277. Absorbed dose determination in photon a nd electron beams. Vienna:1987,42-67.
5 李锦玉. 60Co远距离治疗辐射剂量测量的标准化.原子能科学技术，1998，6 ：543-545.
6 ICRU. Prescribing,recording and reporting photon beam therapy. Report No.50,W ashington: ICRU.,1993.
(收稿日期:1999-03-22), http://www.100md.com