加速器输出剂量校准

医用电子加速器剂量校准中国计量科学研究院田中青[e-mail]@ptw-beijing.com医用电子加速器剂量校准一、引言–QA、校准、检定与技术文件二、277报告/检定规程的基本原理三、实际测量程序四、不确定度和测量结果的处理一、引言–QA、校准、检定与技术文件剂量校准•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QA、QC•QA=QualityAssurance=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=QualityControl=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QA、QC•校准=Calibration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•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、校准、检定与技术文件校准和检定•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检定比对作用刻度依法确认旁证法律计量法计量法计量法技术依据国标检定规程比对办法一、引言–QA、校准、检定与技术文件校准与检定校准检定比对频度周期/经常周期/较长不规则加速器调整作为依据通常不不调整测量点多点，根据实际需要校准点、不考虑进一步需要校准点，不同野中心轴上校准深度、规则或不规则模体中任意点一、引言–QA、校准、检定与技术文件校准与检定校准检定比对设备电离室剂量计电离室剂量计胶片、热释光剂量计等人员资格物理技术检定员无限制组织、执行单位医院自身组织实施医院申请计量部门实施学会、卫生部门、计量部门等组织，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第277号出版物，国内通常简称277报告，题目是AbsorbedDoseDeterminationinPhotonandElectronBeams;anInternationalCodeofPractice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IAEATRS277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•IAEATRS277经历了2个版本，比较成熟一、引言–QA、校准、检定与技术文件检定规程与IAEA277《医用电子加速器辐射源》检定规程JJG589—2008《医用60Co远距离治疗辐射源》检定规程JJG1027—2008《x射线治疗机辐射源》检定规程JJGxxx——200x一、引言–QA、校准、检定与技术文件完全等效采用了IAEA277的思想和方法，不同之处是检定规程没有解释性的描述JJG589—2001《外照射治疗辐射源》基于水吸收剂量的测量方法IAEA398号报告一、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、IAEA277报告/检定规程的基本原理•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二、IAEA277报告/检定规程的基本原理•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二、IAEA277报告/检定规程的基本原理•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NK277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——电离室校准基准二、IAEA277报告/检定规程的基本原理计量链——电离室校准二、IAEA277报告/检定规程的基本原理计量链——电离室校准Coγ射线下的空气比释动能Coγ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uuairwDueffWPSNMPD)()(.=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)/(=eWg−11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、IAEA277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()(.−=uuairwmattXueffWPSKKeWNMPD)()/()(.=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()(.−=uuairwmattXueffWPSKKeWNMPD)()/()(.=这就是过去所谓的Cλ、CE不同的是那时把电离室壁和中心极的影响看作常数deWCaenWen⋅⋅⋅×=−)/()/(1058.24ρμρμλ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Ⅷ.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、不同位置阻止本领比的差别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=15MeV时，建议使用12cm×12cm或更大的照射野，超过这个能量时，使用20cm×20cm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•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•完成测量布置并记录•按步骤完成测量并同步记录•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、气压计等三、实际测量程序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。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记录应包含充分的信息，以便在可能时识别