医用直线加速器校准.ppt

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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、校准、检定与技术文件件二、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。用电离室测量调整MU，使之与电离室

2、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、QCQA=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=Calibration还有另外一层意思，就是所谓“

3、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、校准、检定与技术文件法定机构法定人员法定技

4、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

5、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

6、;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

7、JJG 1027 2008x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

8、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、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

9、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

10、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 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、IAEA2

11、77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 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 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

12、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 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

13、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。

14、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

15、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，以便在可能时识别不确定度的影响因素，并确保该检测或校准在尽确定度的影响因素，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。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。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

16、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、法定检定、自校溯源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

17、、实际测量程序做好电离室及剂量计稳定性等指标的自检自测送法定计量技术机构检定/校准确认检定结果选择电离室及剂量计无法检定电离室要自校电离室选择 测量光子，首选Farmer型电离室，也可以使用灵敏体积为0.1cm3到1cm3的其他电离室。但电离室壁必须为空气等效或组织等效。电离室的kV级和60Co能量响应必须符合标准。三、实际测量程序不同电离室的ND,w/NK因子的分散性（IAEA实验结果）电离室的kV级和60Co能量响应较大的2581型电离室的分散性最大三、实际测量程序电离室剂量计电离室选择 测量电子束，首选有足够宽保护环的平行板电离室。当电子束的能量大于10 MeV或条件不具备时，可以使用满

18、足上面要求的电离室。但当电子束的能量小于5 MeV时则必须使用平行板电离室 三、实际测量程序剂量计的选择剂量计的选择治疗水平标准剂量计由电离室、静电计（主机）和检验源组成。必须满足国际电工委员会IEC 60731文件关于标准剂量计的要求。如果医院同时有几台剂量计，应将级别高的送检。医院计量标准问题。三、实际测量程序电离室剂量计检定后验收 收到检定好的电离室剂量计时及使用前必须核对核对检定证书上信息与所使用的仪器是否一致：剂量计型号、编号、电离室型号、编号、体积、平衡帽电离室刻度因子或灵敏因子的值（如果有）有效期扩展不确定度三、实际测量程序 检定证书举例三、实际测量程序检定证书举例 如何阅读？唯

19、一性标识合格标识检定证书校准量表明检定校准用的物理量是照射量检定证书检定证书 根据电离室型号查找kattkm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根据扫描参数确定射束质，再依根据扫描参数确定射束质，再依据射束质查找参数据射束质查找参数sw，air 等等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、实际测量程序确定电离室型号及批号查找电离室型号及其与277号报告中列出的电离室的等

20、效关系根据电离室型号查找 kattkm Kattkm 表三、实际测量程序查找参数查找参数sw,air 等等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根据扫描参数确定射束质，再依根据扫描参数确定射束质，再依据射束质查找参数据射束质查找参数sw，air 等等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、实际测量程序查1010照射野的10cm、20cm水深的PDD值，计算D20/D10,

21、最好再换算为查相应照射野的dDmax和R50，根据R50计算电子入射平均能量根据电离室和射束质考虑pcel和pu光子根据 的值查表得到sw，air 根据dDmax确定测量深度根据测量深度和电子平均入射能量查表，得到sw,air根据电离室和射束质考虑pcel和pu电子光子束阻止本领比表三、实际测量程序注意光子束阻止本领比是指物质对由光子产生的次级电子质量阻止本领比根据TPR查找电子束阻止本领比表三、实际测量程序输入参数为2个：1.水表面平均入射电子能量2.测量深度阻止本领比包括对初级电子和次级电子的入射电子平均能量 表.电子束在水模体表面的平均能量与宽束条件下SSD=1 m时剂量和电离曲线的半值

22、深度。摘自参考文献6三、实际测量程序电子束在入射面的电子束在入射面的平均能量可根据平均能量可根据R50查表获得查表获得如果使用圆柱形电如果使用圆柱形电离室，注意有效测离室，注意有效测量点问题。量点问题。测量深度有效测量点位于有效测量点位于dDmax或指定深度或指定深度当能量大于当能量大于5MeV时常出现时常出现Dmax深深度的前移度的前移出现二种测量深出现二种测量深度度398解决了这一问解决了这一问题题三、实际测量程序布置测量布置测量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根据扫描参数确

23、定射束质，再依根据扫描参数确定射束质，再依据射束质查找参数据射束质查找参数sw，air 等等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、实际测量程序准备水模体，等待温度平衡安装电离室并调整到规定深度连接剂量计主机、预热、调整水模体对准（射束中心对准电离室有效测量点，调整SSD距离）按标准条件要求调整加速器测量温度气压输入测量仪器或计算修正因子剂量校准测量的几何布置（示意）标准条件大机架0度，距源100 cm（正常治疗距离）处，10cm10cm（15cm15cm）照射野，水下5cm、1

24、0cm、最大剂量点或见表。三、实际测量程序剂量校准测量的几何条件注意标准条件定义三、实际测量程序测量温度、气压测量温度、气压开始测量前至少5分钟将温度计置入水箱，等待温度平衡。开始照射电离室前读取温度、气压的读数。读取温度、气压的读数应估读到刻度的二分之一。记录并输入剂量计。三、实际测量程序在校准点测量水吸收剂量在校准点测量水吸收剂量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根据扫描参数确定射束质，再依根据扫描参数确定射束质，再依据射束质查找参数据射束质查找参数sw，air 等等根据标准或

25、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、实际测量程序检查确认所使用的仪器，测量布置及所需数据，填入表格加速器预置100-400MU，用积分档测量预辐照电离室（预测量）100-200MU，2-3次确认测量仪器处于正常状态计算校准点水吸收剂量检查测量仪器开机及各项功能因正常。应检查电离室的选择是否正确、因子是否正确。测量漏电，漏电应小于可接受水平。预辐照。预辐照过程中应测量辐照后漏电。如出现不可接受的情况，应终止测量。如出现可疑情况应在“备注：”中注明。三、实际测量程序观察与记录观察与记录填您

26、所看到的填您所看到的填你计算出的填你计算出的不要填你脑子里的不要填你脑子里的 不要填你估计的不要填你估计的三、实际测量程序测量与读数重复测量过程，得到测量读数2 。记录读数“R2”将剂量计复位，设定 MU如200，按剂量计开始测量键，然后出束，照射结束后立即记录剂量计的测量读数1，为“R1”三、实际测量程序 比较该读数和前一测量读数，如果满足 R1/R2 的值在1.0000.002以内，则可停止测量。否则继续重复测量，直至满足。但总读数一般不超过5个。计算水吸收剂量在校准点测量水吸收剂量在校准点测量水吸收剂量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

27、算推算DMAX根据电离室型号查找根据电离室型号查找kattkm根据扫描参数确定射束质，再依根据扫描参数确定射束质，再依据射束质查找参数据射束质查找参数sw，air 等等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、实际测量程序如比较结果超过预期则须对加速器MU进行调整首先将测量结果与过去进行比较否则可不计算Dmax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从基准实验室复现照射量（空气比释动能）到在医院中测量用户射束参考点吸收剂量的全过程都会引入不确定度因素。不确定度的概念

28、不广为人知，但是却常常可以简单且合理地估计它们的大小。有用！不难！不确定度和测量结果处理不确定度和测量结果处理当测量严格按照规范执行，但测量设备仅仅可以满足要求，不确定度的估计范围，可以指望达到下面结果。物理师测量结果的不确定度必须根据本身情况评估。加速器光子测量的标准不确定度可以控制在1.8%以内，若取扩展因子k=2，扩展不确定度为3.6%。加速器电子测量的标准不确定度可以控制在1.9%至2.3%，若取扩展因子k=2，则扩展不确定度为3.8%至4.6%。不确定度和测量结果处理不确定度和测量结果处理测量结果之间的比较分为二类：测量结果之间的比较分为二类：本身测量结果的比较，本身测量结果的比较，

29、和其他仪器在本加速器上测量结果的比和其他仪器在本加速器上测量结果的比较。较。不同电离室的比较应视为其他仪器。不同电离室的比较应视为其他仪器。不确定度和测量结果处理不确定度和测量结果处理本身的测量结果比较，即本次测量结果与以本身的测量结果比较，即本次测量结果与以往测量结果之间的比较。往测量结果之间的比较。由于使用了相同的检定校准因子包括水吸收由于使用了相同的检定校准因子包括水吸收剂量剂量校准因子，水吸收剂量能量相关校准因校准因子，水吸收剂量能量相关校准因子有子有0.2%的不确定度。的不确定度。最主要的不确定度来自剂量计读数项。二项最主要的不确定度来自剂量计读数项。二项标准不确定度评估为标准不确定

30、度评估为0.54%。二次测量比值的标准不确定度为其合成二次测量比值的标准不确定度为其合成0.76%，取，取k=2时的扩展不确定度为时的扩展不确定度为1.5%左左右。右。因此不同时间本身的测量结果通常应在其范因此不同时间本身的测量结果通常应在其范围内一致围内一致。不必考虑调不必考虑调整加速器的整加速器的MU应当考虑调应当考虑调整加速器的整加速器的MU不确定度和测量结果处理不确定度和测量结果处理不同测量仪器的测量结果比较除了考虑上述因不同测量仪器的测量结果比较除了考虑上述因素外还须考虑剂量计在检定或校准过程中的不素外还须考虑剂量计在检定或校准过程中的不同表现。同表现。该不确定度分量可以从对检定证书

31、的分析中获该不确定度分量可以从对检定证书的分析中获得。假定其为得。假定其为0.6%，则根据方和根法计算非固，则根据方和根法计算非固定因素的二项标准不确定度之和为定因素的二项标准不确定度之和为0.9%左右。左右。二次测量比值的标准不确定度为其合成，大约二次测量比值的标准不确定度为其合成，大约为为1.3%。k=2时的扩展不确定度为时的扩展不确定度为2.6%。因此不同仪器的测量结果通常应在其范围内一因此不同仪器的测量结果通常应在其范围内一致致。不必考虑调不必考虑调整加速器的整加速器的MU应当考虑调应当考虑调整加速器的整加速器的MU277报告/检定规程的适用范围277报告/检定规程的适用范围不包括后装治疗机射线治疗粒子植入这些设备的剂量学测量有其他相应的规范谢谢！