高能X线和电子束吸收剂量的测量与计算
基于JJG589-2008的医用电子直线加速器电子束剂量刻度方法测定
基于JJG589-2008的医用电子直线加速器电子束剂量刻度方法测定
朱前升;曾自力
【摘 要】目的:通过介绍基于JJG 589-2008的医用电子直线加速器电子束剂量的校准刻度方法,分析校准刻度中遇到的问题,提出解决方法.方法:采用全自动三维水箱测量电子束各能量的最大剂量深度,计算或查出相关参数,用剂量仪和标准水模体校准刻度.结果:能量6 MeV的最大剂量深度与相应的校准深度取值(1.0 cm)相同,其余各能量的最大剂量深度皆大于相应的校准深度取值1.0、2.0、3.0 cm,相差为0～1.0 cm,差值最大的为能量18 MeV,最大剂量深度值比相应的校准深度取值大1.0 cm.结论:医用电子直线加速器电子束剂量的校准刻度与许多因素有关,校准刻度时应全面考虑各种因素的影响.
【期刊名称】《医疗卫生装备》
【年(卷),期】2014(035)001
【总页数】3页(P103-105)
【关键词】医用电子直线加速器;电子束;最大剂量深度;校准深度;剂量刻度
【作 者】朱前升;曾自力
【作者单位】545002广西柳州,柳钢医院肿瘤科;545007广西柳州,柳州市柳铁中心医院肿瘤科
【正文语种】中 文
【中图分类】R318.6;TH774 医用电子直线加速器所产生的高能电子束的表面剂量较高，当很快到达最大剂量点深度后，进入剂量“坪区”，至射程末端时，剂量急剧跌落。因此，不同能量的电子束具有确定的、不同的有效治疗深度。电子束的这一剂量分布特点，决定了在临床肿瘤放射治疗中用它来治疗表浅的、偏体位一侧的病变和浸润的淋巴结，可有效地避免对靶区后深部组织的照射。生物学效应的大小程度与组织中所吸收的电离辐射的能量成正比，确切了解组织中所吸收的电离辐射的能量对评估放疗的效果及其副作用是非常重要的，它的精确确定是进行放疗最基本的物理要素[1]。在大的放射治疗中心接受放射治疗的患者中，约15%左右的患者在放射治疗过程中要应用高能电子束。其剂量准确与否将直接影响患者的受照射剂量。然而，医用电子直线加速器电子束剂量校准刻度与从事校准刻度人员的水平、理解剂量校准的相关规定及公式、数据计算方法、相关技术指标的选择、测量条件等许多因素有关，因此，剂量校准刻度时应全面考虑各种因素的影响。本文根据国家质量技术监督局的《JJG 589—2008 医用电子加速器辐射源》[2]内容全面介绍了Varian 23EX医用电子直线加速器电子束剂量的校准刻度方法测定。
04外照射剂量的计算
04外照射剂量的计算
外照射剂量的计算
主讲：崔 莹
1
第四章 外照射剂量的计算
外照射是辐射源在机体外面时所产生的照射，对人体 而言，外照射主要来自中子、 γ射线和X射线，其次 是β射线。由于α粒子射程短，天然α粒子衣服即可 挡住，所以，外照射剂量计算一般不涉及α射线（加 速器产生的α粒子除外）。 外照射剂量计算是进行辐射防护及评价的基础
2
1
第四章 外照射剂量的计算
外照射防护的基本原则：尽量减少或避免射线从外部对人体的 照射，使之所受照射不超过国家规定的剂量限值。
外照射防护的三要素： 时间：充分准备 距离：远距操作 减少受照时间 任何源不能直接用手操作
屏蔽：根据辐射源的类型、射线能量、活度，选择适当 材料和厚度进行屏蔽
3
第一节 γ射线剂量的计算
一.点源的剂量计算
点源是指辐射源的线度远小于源至计算剂量点的距离的辐射源 如果辐射场中某点与辐射源的距离，比辐射源本身的几何尺 寸大十倍以上，即可把辐射源看成是点状的，称其为点状 源，简称点源。 任何其他形状的源，都可视为若干点源的叠加。
4
2
第一节 γ射线剂量的计算 照射量与吸收剂量的关系
照射量的单位为：库仑每千克（C/kg），其专用单位为伦琴（R）
1R = 2.58 ×10?4 C / kg
Da = 33.85 X
戈
(国际单位制下) 戈 （照射量X用伦琴为单位）
Da = 8.69 ×10 ?3 X
Da －－空气中同一点处的吸收剂量（Gy） X －－空气中同一点X或γ射线的照射量（R） (μ / ρ )m 空气中同一点组织中的吸收剂量 D
m = 8.69 ×10 ?3 en X = fX 戈 ( μen / ρ ) a
5
第一节 γ射线剂量的计算
一.点源的剂量计算
1.γ点源的空气吸收剂量率计算
γ射线在空气中吸收剂量率与照射量率之间的关系为：
& & Da = 33.85 X
Gy / s
在空气中同一点处γ射线在物质（m）中吸收剂量率与照射率关系为：
放射治疗剂量学
放射治疗剂量学
放射治疗治愈率为18% 手术治愈率为22%
大约2/3的肿瘤患者在病情的不同阶段出于不同目的需要放射治疗，根治性放射治疗可以是单一放射治疗。
放射治疗可分为：根治性 姑息性
1895年 德国伦琴发现X线
1896年 居里夫人、贝克勒尔发现镭
以上两种射线源的发现标志使用射线放射肿瘤的开始
1922年 第一台深部X线机
按放射源位于肿瘤的位置，将放射治疗照射方式分为外照射和内照射。
外照射：放射源位于患者体外，在体外距体表一定距离处放出射线并穿过人体，进行照射治疗。
常规外照射：固定源皮距照射和等中心照射（固定源轴距照射）
内照射治疗亦称近距离治疗，是将封闭的放射源送到腔内，管内组织间进行照射治疗。
带电粒子：电子、质子、α粒子
↑
辐射：电离辐射{直接电离辐射}
{间接电离辐射}和非电离辐射
↓
不带电粒子的辐射：光子、中子
弹性碰撞：没有能量损失 非弹性碰撞：有能量损失
X(γ)射线与物质的相互作用
半价层（HVL）:为X(γ)射线穿过物质强度衰减到其初始值的一半时所对应的吸收体的厚度。
X(γ)光子与物质的相互作用的主要过程有：光电效应、康普顿效应（本质：X(γ)光子与自由电子发生相互作用的结果。）、电子对效应等。
（HVL）ⁿ=1/2=0.05ⁿ n=In20/In2=4.32
全挡时要求使得原射线的穿射量超过5%
照射量：表征X射线和γ射线在关心的体积内用于电离空气的能量。
适用介质：空气 适用辐射类型：X(γ)射线辐射
吸收剂量：表征任何辐射在所关心的体积内被物质吸收的能量。
基于国际原子能机构277和381报告对直线加速器双模式光子线和电子线输出量校准研究
学术论著
29Study on the calibration for the outputs of photon and electron beams of dual-mode of linear accelerator based on IAEA 277 and 381 reports/Jing Zhou1, Chen Youfen1, Cheng Hang1, Cai Jiabin1, Zhang Lei1,2, Kang Dehua31Department of Radiotherapy Technology, Yuyao People’s Hospital of Zhejiang Province, Ningbo 315400, China; 2Department of Radiation Physics, Zhejiang Cancer Hospital, Hangzhou 310022, China; 3Department of Radiotherapy, Sun Yat-Sen University Cancer Center, Guangzhou 510060, China. Corresponding author: Kang Dehua, Email: kangdh＠[Abstract] Objective: To calibrate the absorbed doses of the configured ray water with different gears of energies in accelerator based on of International Atomic Energy Agency (IAEA) 277 and 381 reports, so as to ensure the accuracy of the output dose of the linear accelerator during clinical radiotherapy. Methods: Elekta Infinity linear accelerator was used in this study, and the photon beam energies were respectively 6MV flattening filter (FF) mode and 6MV flattening filter free (FFF) mode. The electron beam energies were respectively 4, 6, 8, 10, 12 and 15MeV. According to the IAEA TRS277 and TRS381 reports, the calibrations of output doses in photon and electron beam waters were performed respectively by using the PTW dosimeter, PTW30013 finger type of ionization chamber and PTW34001 parallel plate ionization chamber. The error of each step was analyzed, and the accuracies of the calibrations of using different standards for the output waters of linear accelerator were compared. Results: The output amounts of photon beams of FF mode and FFF mode of 6MV at the maximum dose point in water were respectively 1.003 and 1.008cGy/MU. The output amounts of the energy of each gear of electron beams of 4, 6, 8, 10, 12 and 15MeV at the maximum dose point in water were respectively 1.003, 1.002, 0.998, 0.999, 1.000 and 1.003 cGy/MU. The calibration of the output of each gear of energy rays at the maximum dose point in water was 1cCy corresponded to 1MU, which error was less than 1%. Conclusion: The calibration for the output dose amount of accelerator in water on the basis of IAEA TRS277 and trs381 can ensure the accuracy of the output dose of the accelerator. [Key words] Calibration of output dose; International Atomic Energy Agency (IAEA) TRS277; International Atomic Energy Agency (IAEA) TRS381; Electron beam; Photon beam; Flattening filter (FF) mode; Flattening filter free (FFF) modeFund program: Zhejiang Province Medical and Health Technology Project (No.2023XY161)[摘要] 目的：基于国际原子能机构(IAEA)TRS 277和TRS 381《高能电子束和光子束中使用平行电离室的国际剂量测定操作规范》报告，校准加速器配置的不同档能量射线水中的吸收剂量，确保临床放疗中直线加速器输出剂量的精确性。方法：采用Elekta Infinity直线加速器，光子线能量6 MV分别为均整(FF)模式和非均整(FFF)模式；电子线能量分别为4、6、8、10、12和15 MeV。根据IAEA TRS277和TRS381报告，使用PTW剂量仪、PTW30013指型电离室和PTW34001平行板电离室分别进行光子线和电子线水中输出剂量的校准，对各步骤的误差进行分析，对比采用不同标准对直线加速器的输出量水中校准的准确性。结果：6 MV的FF模式和FFF模式光子线在水中最大剂量点处的输出量分别为1.003和1.008 cGy/MU；4、6、8、10、12和15 MeV的电子线每档能量在水中最大剂量点处的输出量分别为1.003、1.002、0.998、0.999、1.000和1.003 cGy/MU。每档能量的射线在水中最大剂量点处的输出量校准为1 MU对应1 cCy，误差＜1%。结论：根据IAEA TRS277号和TRS381号报告对直线加速器的输出剂量在水中进行校准，可以保证直线加速器的输出剂量的准确性。 [关键词] 输出量校准；国际原子能机构(IAEA)TRS277和TRS381报告；电子线；光子线；均整模式；非均整模式基金项目：浙江省医药卫生科技计划(2023XY161)引用本文：景周,陈幼芬,程杭,等.基于国际原子能机构277和381报告对直线加速器双模式光子线和电子线输出量校准研究[J].中国医学装备,2024,21(1):29-33.DOI:10.3969/j.issn.1672-8270.2024.01.006景 周1 陈幼芬1 程 杭1 蔡佳彬1 张 磊1,2 康德华3
电子束吸收剂量的测量
采用
MC模拟计算便可以得到辐射体源上方确定空间位置
点上较准确的剂量率模拟计算结果。
表
3 不确定度分量一览表
类
别不确定度
分量
u(
x
i)不确定度来源相对不确
定度(
%)备注
Au(
x
1)
模拟计算抽样统计不确定度±
110估计值Bu(
x
2)
天然放射性核素活度值不确定度±31
5估计值
u(
x
3)
简化数学物理模式引入不确定度±
310估计值
u(
x
4)
计算采用的介质含量不确定度±
11
0估计值
u(
x
5)
计算采用介质作用截面不确定度±
11
0估计值
u(
x
6)
计算采用的体源几何误差±
11
0估计值
合成
31
0取
K=1
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8 李星洪
.辐射防护基础
电子线治疗剂量学汇总
电子线治疗剂量学
应用高能电子线进行肿瘤放射治疗始于20世纪50年代，当时电子线的产生主要源于电子感应加速器，20世纪70年代以后，由于电子直线加速器的发展，使得该项技术在临床得以普及应用。现在高能加速器可以提供多种能量电子线照射。电子线主要用于治疗皮肤表面和深度小于5cm的表浅病变，也可用于肿瘤手术中放射治疗。
第一节 电子线的能量表述方式
电子线照射介质时，由于是带电粒子，很容易通过库仑力与物质发生相互作用，作用的主要方式有：与核外电子发生非弹性碰撞；与原子核发生非弹性碰撞；与原子核及核外电子发生
弹性碰撞。加速器产生的高能电子线，在电子引出窗以前，能谱较窄，近似可看作是单能。电子线引出后，它的能谱随着射线束经过散射箔、监测电离室、空气等介质，到达体模表面和进入体模后逐渐展宽，如图6-1所示。在不同位置电子线能量有很大差别。在临床实践中，体模表面和体模中特定深度处的能量有实际意义。确定电子线能量的方法有3种：核反应阈值法、电子射程法和切伦科夫辐射阈值法，以电子射程法最为快捷实用，但其精确性受许多因素影响，其中最主要的因素是测量时所用的电离室的直径和照射野的大小，一般情况下要用很小直径的柱形空腔电离室，照射野的直径要大于电子线的实际射程。
一、 最可几能量（most probable energy）
体模表面最可几能量(Ep）0指体模表面照射野内电子最大可几能量，即照射野内电子能量高斯分布峰值所对应的电子能量，它和电子射程Rp直接对应：
(Ep)0=C1+C2+Rp+C3·Rp 2 （式1）
式中Rp为电子射程（图6-2），定义为深度剂量曲线下降部分梯度最大点的切线，与韧致辐射部分外推延长线交点处的深度（cm）。系数C1=0.22MeV, C2=1.98MeV·cm-1和C3=0.0025MeV·cm-1。
二、 平均能量（mean energy）
体模表面的平均能量E0，表示电子线穿射介质的能力，是确定体模中不同深度处电子线平均能量的重要参数，它与半峰值剂量深度R50（cm）的关系为：
2021监测网技术手册(2021.9)
2021监测网技术手册(2021.9)
2021年医疗卫生机构医用辐射防护监测工作
技术手册
中国疾病预防控制中心辐射防护与核医学医学所
2021年1月
1
一．放疗设备质量控制监测技术手册
1.监测设备
对放射治疗设备包含医用电子加速器、头部伽玛刀、钴-60远距离治疗机、后装治疗机等设备进行放射防护监测。每个监测省份至少应监测10台医用电子加速器和2台头部伽玛刀，监测医院设备不够时可适当扩大监测范围。 2.参考标准
GB 15213-94《医用电子加速器性能和试验方法》 GBZ 161-2021《医用γ射束远距治疗防护与安全标准》 GBZ121-2002 《后装γ源近距离治疗卫生防护标准》
WS262-2021《后装γ源治疗患者防护与质量控制检测规范 GBZ168-2021《X、γ射线立体定向外科治疗放射卫生防护标准》 3.监测指标
医用电子加速器监测指标共13项，其中X射线7项，电子线6项;钴-60远距离治疗机监测指标共7项;头部伽玛刀监测指标共7项;后装治疗机监测指标共5项。
(一)医用电子加速器 高能X射线7项指标：
辐射野均整度,辐射野对称性, 辐射野与灯光野重合度， 校准点吸收剂量,输出剂量重复性,输出剂量的日稳定性,
2
输出剂量线性。 高能电子束6项指标：
辐射质，辐射野均整度，辐射野对称性，辐射野与灯光野重合度 校准点吸收剂量，输出剂量重复性。
（二）
60
Coγ射线治疗机 7项指标
辐射野对称性，辐射野与灯光野重合性，半影区宽度，校准点吸收剂量，计时器控制照射偏差，放射源防护屏蔽装置泄漏辐射，机械等中心。
(三) 头部伽玛刀监测指标共7项
焦点剂量率，焦点计划剂量与实测剂量的相对偏差，照射野尺寸
LA物理师(含伽玛刀物理师)专业考试大纲
全国医用设备资格考试
直线加速器（LA）物理师专业考试大纲
（含伽玛刀物理师部分）
2008年版）
中华人民共和国卫生部
人才交流服务中心说明
为更好地贯彻落实《大型医用设备管理办法》（卫规财发[2004]474号文）精神，中华医学会和卫生部人才交流服务中心自2004年开始分别组织对全国医用设备使用人员进行培训和专业技术知识统一考试。
为使应试者了解考试范围，卫生部人才交流服务中心组织有关专家编写了《全国医用设备资格考试大纲》，作为应试者备考的依据。考试大纲中用黑线标出的为重点内容，命题以考试大纲的重点内容为主。全国医用设备资格考试
直线加速器（LA）物理师专业考试大纲
（含伽玛刀物理师部分）
直线加速器（LA）物理师部分
第一章放射物理基础
1.1 介绍
基本物理常数重要推导物理常数物理量和单位四种基本作用力基本粒子韭电离辐射和电离辐射光子致电离辐射质能关系辐射量和单位
1.2 原子与原子核结构
原子结构组成和特性卢瑟福原子模型玻尔氢原子模型及四个假定玻尔氢原子模型能级结构多电子原子壳层模型核结构核反应放射性放射性活度放射性衰变衰变常数半衰期比放射性活度平均寿命递次衰变核素活化放射性衰变方式及特点
1.3 电子相互作用
电子与轨道电子相互作用电子与原子核相互作用阻止本领总质量能量阻止本领质量阻止本领质量碰撞阻止本领质量辐射阻止本领限制性阻止本领质量散射本领传能线密度
1.4 光子相互作用
间接电离光子辐射光子束衰减性质半价层十分之一价层线性衰减系数质量衰减系数原子和电子衰减系数能量转移系数能量吸收系数光子相互作用类型光电效应相干（瑞利）散射康普顿效应对效应光致核反应各种效应的相对优势
第二章剂量学原则，量和单位
2.2 光子注量和能量注量
粒子注量能量注量粒子注量率能量注量率粒子注量谱能量注量谱；
2.3 比释动能
比释动能
2.4 CEMA
Cema 2.5 吸收剂量
吸收剂量
2.6 阻止本领
直线加速器的关键参数的检测及吸收剂量的计算
直线加速器的关键参数的检测及吸收剂量的计算
摘要】 目的：探讨如何做好医用电子加速器的质量控制，从而保证其良好性能。方法：依据国家标准和检定规程，结合临床实际制订直线加速器辐射质、对称性、均整度和吸收剂量主要技术指标的检测方法，对医用电子加速器性能实施检测。结果：检测人员依据检测方法方便有效的开展质量控制工作。结论：该检测方法为医用电子加速器临床使用安全提供了必要的保障。
【关键词】医用电子加速器；检测方法
【中图分类号】R9 【文献标识码】A 【文章编号】2095-1752（2017）04-0393-02
恶性肿瘤放射治疗的根本目标在于给予肿瘤区域足够的精确的治疗剂量，而周围正常组织和重要器官受照射最少，以提高肿瘤的局部控制率，减少正常组织的放射并发症，保护重要器官。精确放射治疗的发展，使得放射治疗设备的质量保证和质量控制工作日益受到专业人士的重视。医用电子加速器作为实行放射治疗的主要设备，能否做好质量保证和质量控制，使之可靠稳定地运行，是保证高质量放射治疗精确实施的前提条件[1]。当前检测依据文件为JJG 589-2008《医用电子加速器辐射源》，规程给出详尽的检测参数和检测方法，为便于广大物理室和检测人员更好的开展工作，结合本单位采用PTW公司制造的MP3-M型号三维水箱（图1）对规程中比较难以掌握的检测参数和计算方法进行简化，以供大家参考。
1．检测前的准备
1.1 水箱定位
1.1.1水箱装上蓄水车固定后推到直线加速器机头下，初步定位，车轮制动，再次定位。
1.1.2向水箱内注水约150升（桶装水7.5桶），通过调节旋钮和水平尺先调水平，然后定位光穿过中心定位螺冒，微调水箱位置，使定位光和水箱四边标线重合，水箱调整到位。
SRT-200 放疗剂量扫描测量装置操作规程
第 1 页 共 4 页 SRT-200 放疗剂量扫描测量装置操作规程
1. 目的
为了规范直线加速器质量性能检测操作程序，保证正确使用仪器，保证检测工作的顺利进行和设备安全。
2.适用范围
适用于从事加速器治疗机的质量控制性能检测的专业技术人员常规操作，质量控制人员检测、校正仪器，保证检测工作的顺利进行，保证操作人员人身安全和设备的安全。
3.检测所用仪器及型号
3.1. 仪器及型号
3.1.1. IBA Dose 剂量仪
3.1.2. SRT-200 放疗剂量扫描测量装置；
4、 监测仪器的技术参数
4.1. IBA Dose 剂量仪
电荷（剂量）量程40pC～1.0C，分辨率0.1pC
电流（剂量率）量程40pA～1000nA，分辨率0.1pA
漏电流≤±10fA，典型值1fA
长期稳定性≤±0.25 %/每年
非线性＜±0.25 %
重复性＜±0.2％
4.2. SRT-200 放疗剂量扫描测量装置技术参数；
电子线：4-25MeV；
水箱尺寸：440×370×360mm；扫描范围:水平260mm 竖直260mm；扫描精度：≤0.1mm。
5.质量控制性能检测操作方法
5.1. 加速器医用X 线辐射源检测 第 2 页 共 4 页 5.1.1.穿透性
5.1.1.1 剂量比：（D20/D10）
取源皮距SSD=100cm，源至模体表面距离照射野为10cm×10cm ，水模深度为20cm
和10cm 处吸收剂量，求出剂量比D20/D10。
5.1.1.2 组织模体比（TPR2010）：
取源皮距SSD=100cm，源至探测器距离照射野为10cm×10cm ，辐射束指示于光野中心。保持不变，电离室有效剂量点上方的水深分别为20cm 和10cm，测出相即为TPR2010。TPR2010。也可由剂量比（D20/D10）按式（1）计算TPR2010=2.189-1.308（D20/D10）+0.249（D20/D10）2