1、医用电子加速器 剂量校准 中国计量科学研究院 田中青 zhongqing.tianptw- 医用电子加速器剂量校准 一、引言一、引言 QA、校准、检定与技术文件、校准、检定与技术文件 二、二、277报告报告/检定规程的基本原理检定规程的基本原理 三、实际测量程序三、实际测量程序 四、不确定度和测量结果的处理四、不确定度和测量结果的处理 一、引言一、引言 QA、校准、检定、校准、检定与技术文件与技术文件 剂量校准剂量校准 机器单位MU作为纽带建立剂量学基准与医疗照射时患者所受吸收剂量之间的量值溯源关系，同时为医用加速器提供控制信号 确定机器单位MU的一组操作称为加速器（监测系统）校准。用电离室测
2、量 调整MU，使之与电离室测量结果一致 用电离室重复测量确认调整正确 校准和校准和QA、QC QA=Quality Assurance=质量保证，定义：为了提供足够的信任表明实体能够满足品质要求而在质量管理体系中实施并根据需要进行证实的全部有计划和有系统的活动。校准=Calibration 校准是指在规定条件下，为确定测量仪器或测量系统所指示的量值，或实物量具或参考物质所代表的量值，与对应的由标准所复现的量值之间关系的一组操作。QC=Quality Control=质量控制 为达到质量要求所采取的作业技术和活动。一、引言 QA、校准、检定与技术文件 校准和校准和QA、QC 校准=Calibra
3、tion还有另外一层意思，就是所谓“刻度”。刻度=Calibration是指在规定条件下，调整测量仪器或测量系统所指示的量值，或实物量具或参考物质所代表的量值，使之与对应的由标准所测定的量值一致的一组操作。是否实施刻度，取决于测量结果是否在不确定度范围内。一、引言 QA、校准、检定与技术文件 校准和检定校准和检定 检定（Certification）是查明和确认计量器具符合法定要求的过程，包括检查、加标和出具检定证书。摘自VIM（国际通用剂量学术语）检定过程包括校准（校准是检定程序的一个重要部分）。检定是法定要求，须依法进行。检定必须给出合格与否的判定，校准则不应给出这种判定。一、引言 QA、校
4、准、检定与技术文件 法定机构 法定人员 法定技术文件 依法建立的标准 出具法定文书 校准与检定校准与检定 校准 检定 比对 作用 刻度刻度 依法确认依法确认 旁证旁证 法律 计量法计量法 计量法计量法 计量法计量法 技术依据 国标国标 检定规程检定规程 比对办法比对办法 一、引言 QA、校准、检定与技术文件 校准与检定校准与检定 校准 检定 比对 频度 周期周期/经常经常 周期周期/较长较长 不规则不规则 加速器调整 作为依据作为依据 通常不通常不 不调整不调整 测量点 多点，根多点，根据实际需据实际需要要 校准点、不考虑进一步需要 校准点，校准点，不同野中不同野中心轴上校心轴上校准深度、准深
5、度、规则或不规则或不规则模体规则模体中任意点中任意点 一、引言 QA、校准、检定与技术文件 校准与检定校准与检定 校准 检定 比对 设备 电离室剂电离室剂量计量计 电离室剂电离室剂量计量计 胶片、热胶片、热释光剂量释光剂量计等计等 人员资格 物理技术物理技术 检定员检定员 无限制无限制 组织、执行单位 医院自身医院自身组织实施组织实施 医院申请医院申请 计量部门计量部门实施实施 学会、卫学会、卫生部门、生部门、计量部门计量部门等组织，等组织，医院实施医院实施 一、引言 QA、校准、检定与技术文件 IAEA 第277 号报告 IAEA 第277 号报告是 国际原子能机构和国际卫生组织 共同制定的
6、第277号出版物，国内通常简称277报告，题目是 Absorbed Dose Determination in Photon and Electron Beams;an International Code of Practice 光子和电子束吸收剂量测定国际实用规范光子和电子束吸收剂量测定国际实用规范 一、引言 QA、校准、检定与技术文件 IAEA TRS 277的特点 清晰的计量链，描述基准用户的过程；既适合于直接校准也适合于通过二级实验室校准 包含了所有常用远距离治疗束 对设备的要求清楚 先进的研究成果 IAEA TRS 277经历 了2个版本，比较成熟 一、引言 QA、校准、检定与技术
7、文件 检定规程与IAEA 277 医用电子加速器辐射源医用电子加速器辐射源检定规程检定规程 JJG 589 2008 医用医用60Co远距离治疗辐射源远距离治疗辐射源检定规程检定规程 JJG 1027 2008 x射线治疗机射线治疗机辐射源辐射源检定规程检定规程 JJG xxx200 x 一、引言 QA、校准、检定与技术文件 完全等效采用了完全等效采用了IAEA277的思想和方法，不同之的思想和方法，不同之处是检定规程没有解释性的描述处是检定规程没有解释性的描述 JJG589 2001 外照射治疗辐射源外照射治疗辐射源 基于水吸收剂量的测量方法 IAEA 398号报告 一、引言 QA、校准、检
8、定与技术文件 277/398方法的比较 277/398方法的比较表 398中的方法 277中的方法 校准和测量用的量一致 校准和测量用的量不一致 无需量的转换计算 必须做量的转换计算 应有2种电离室 可以单种电离室 物理概念简单 物理概念复杂 参数表大大减少 需要多种参数表 多基准支持 单基准支持 不确定度小 不确定度相对较大 一、引言 QA、校准、检定与技术文件 277/398方法的比较 277/398方法的比较表 398中的方法 277中的方法 有效测量点定义简单 多种有效测量点 电子束能量表达简化 须计算表面入射能量 校准点简化 校准点定义稍繁琐 一、引言 QA、校准、检定与技术文件 二
9、、二、IAEA277报告报告/检定规程的检定规程的 基本原理基本原理 用一个空气比释动能(照射量）校准的电离室在模体中测定若干的光子和电子束辐射质下的水吸收剂量。包括二个步骤：电离室校准，是校准因子形式的传递校准 模体中水吸收剂量测定，是277报告主要解决的问题 电离室校准因子是被测量的真值与参考条件下测量读数之比。根据校准量的不同目前可以获得照射量校准因子 NX 但很快将改为空气比释动能校准因子NK 277报告/检定规程的基本思路 计量链 二、IAEA277报告/检定规程的基本原理 计量链电离室校准 基准基准 二、IAEA277报告/检定规程的基本原理 计量链电离室校准 Co射线下的空气比释
10、动能 Co射线下的照射量 无论实际检定使用什么量，总可以得到空气比释动能校准因子 二、IAEA277报告/检定规程的基本原理 校准/检定时电离室的条件 满足电离室剂量计（等同采用IEC60731）国标的要求。主要指标 二、IAEA277报告/检定规程的基本原理 计量链医院中吸收剂量测量 换算为校准条件下的空气吸收剂量 用校准条件下空气吸收剂量代替用户条件下空气吸收剂量 电离室有效测量点的吸收剂量 水吸收剂量转换表达式 二、IAEA277报告/检定规程的基本原理 条件 电离室 辐射束 模体 二、IAEA277报告/检定规程的基本原理 重要表达式 电离室有效测量点所在位置的水吸收剂量 uuairw
11、DueffWPSNMPD)()(.二、IAEA277报告/检定规程的基本原理 重要表达式 在用户条件下，用校准过的电离室测量的读数 uuairwDueffWPSNMPD)()(.别忘了必要的修正，像温度、气压啦 二、IAEA277报告/检定规程的基本原理 重要表达式 空气吸收剂量校准因子 mattKDKKgNN)1(mattXDKKeWNN)/(uuairwDueffWPSNMPD)()(.二、IAEA277报告/检定规程的基本原理 重要表达式 二个公式的差别是 mattKDKKgNN)1(mattXDKKeWNN)/(eWg11韧致辐射损失 在空气中产生一对离子所需要的平均电离功 二、IAE
12、A277报告/检定规程的基本原理 重要表达式 是与电离室结构和材料有关的参数 mattKDKKgNN)1(mattXDKKeWNN)/(是电离室材料（包括平衡帽）对光子的衰减与散射 的修正因子 是电离室材料非空气等效修正因子 mattKK二、IAEA277报告/检定规程的基本原理 重要表达式 阻止本领比与扰动修正因子 uuairwDueffWPSNMPD)()(.用户条件下的水与空气的阻止本领比 注意下角标 二、IAEA277报告/检定规程的基本原理 实用公式 如果是空气比释动能校准因子 照射量校准因子 uuairwmattKueffWPSKKgNMPD)()1()(.uuairwmattXu
13、effWPSKKeWNMPD)()/()(.这就是过去所谓的C、CE不同的是那时把电离室壁和中心极的影响看作常数 deWCaenWen)/()/(1058.24二、IAEA277报告/检定规程的基本原理 重要概念阻止本领 二、IAEA277报告/检定规程的基本原理 重要概念阻止本领比 对于电子 对于光子 二、IAEA277报告/检定规程的基本原理 举例光子束阻止本领比 277报告第7章 表.不同光子束能量参考深度处水与空气的阻止本领比 )(,airws阻止本领比与测量时水的深度有关 本质上反映阻止本领比与能量有关 在峰值剂量点进行校准测量原则上是不正确的 由于不同深度、不同位臵阻止本领比的差别
14、引起的不确定度是可以估计的 二、IAEA277报告/检定规程的基本原理 重要概念参考条件 参考条件由一组影响量的确定，在参考条件下使用校准因子无需进一步修正。用电离室在模体中测量吸收剂量时一定要在辐射的参考条件。只有在参考条件下确定了水吸收剂量，才可用吸收剂量相对分布（百分深度剂量或等剂量曲线）确定其它条件下的吸收剂量。对于放射治疗中各种可能的能量、照射野、SSD等的组合，都必须设法得到这些分布。二、IAEA277报告/检定规程的基本原理 用电离室在模体中测量吸收剂量时辐射的参考条件 c 能量测量时的射野不同 当能量小于=15 MeV时，建议使用12 cm12 cm或更大的照射野，超过这个能量
15、时，使用20 cm20 cm或更大的照射野。d 总是选择较大深度 二、IAEA277报告/检定规程的基本原理 小结 到此为止，以量值溯源传递为主线的计量学工作就算结束了。其标志是，前面的工作都必须使用校准（检定）过的电离室，而其他的工作可以使用未校准的电离室和其他探测器。但是，参考点的值还必须扩展到其他条件，用临床剂量学的PDD、Profile以及照射野因子、TPR等解决。二、IAEA277报告/检定规程的基本原理 三、实际测量程序三、实际测量程序 确定准备使用的技术文件 确定准备使用的仪器设备 对准备使用的仪器设备进行QC 准备测量所需数据 准备测量记录表格 完成测量布臵并记录 按步骤完成测
16、量并同步记录 计算测量结果，同时回顾性检查测量过程 校核、不确定度评估、决定测量结果的处理 确定准备使用的技术文件和仪器设备 仪器设备最主要是指电离室和剂量计，当然也包括水箱、温度计、气压计等 使用的技术文件最好有记录 三、实际测量程序 记录 无论遵从何种质量控制规则，记录无疑都是最重要的环节之一。技术记录必须忠实原始观察、导出资料和建立审核途径的充分信息。记录或记录的副本按规定的时间保存。记录应包含充分的信息，以便在可能时识别不确定度的影响因素，并确保该检测或校准在尽可能接近原条件的情况下能够重复。记录应包括负责每项测量的操作人员和结果校核人员的标识。三、实际测量程序 实际测量程序示意图 将剂量计送法定计量将剂量计送法定计量 技术机构检定技术机构检定/校准校准 根据根据PDD推算推算DMAX 根据电离室型号查找根据电离室型号查找kattkm 根据射束质查找根据射束质查找 参数参数sw，air 根据标准或规程做测量根据标准或规程做测量 几何布置，测量温度气压几何布置，测量温度气压 在校准点测量并计算在校准点测量并计算 射束的水吸收剂量射束的水吸收剂量 三、实际测量程序 电离室 选择、法