放射剂量

关键词： 治疗机 校正 剂量 计算

放射剂量（精选十篇）

放射剂量 篇1

医生的处方剂量计算是建立在两个特定的辐射条件下, 一是在水模体中校准点处吸收剂量的测算;二是在水模体中参考点 (最大剂量点) 处对加速器输出量的刻度。

对于每个患者接受照射的规则野或简单的不规则野, 在确定的肿瘤深度、射野大小、照射方法及治疗技术的条件下, 要想获得一定的靶区 (或肿瘤) 剂量DT, 通过对一维的点剂量, 即射野中心轴上参考点的计算获得机器的开机量, 即处方剂量MU的数值, 都要: (1) 根据医生确定的肿瘤内参考点在病人体内的深度、百分深度剂量PDD或组织最大剂量比TMR计算出人体内射野中心轴上参考点, 即最大剂量点的剂量; (2) 对改变散射条件的校正, 即进行对实际照射野相对于参考射野 (10 cm×10 cm) 大小的不同而引起的参考点输出剂量的改变的计算; (3) 对固定源皮距 (SSD=100 cm) 改变为等中心照射 (SAD=100 cm) 或非标称源皮距离照射时的校正, 即SAD因子、SSD因子的校正; (4) 使用楔形滤过板对楔形照射野的计算, 即通过楔形因子FW对平野 (或称开野) 的处方剂量的计算; (5) 对射野内离轴点的处方剂量的计算, 即通过离轴比OAR的计算。

1 射野中心轴百分深度剂量PDD与组织最大剂量比TMR

深度剂量计算属于一维剂量计算, 而二维与三维剂量计算是在深度剂量的基础上加入各种因子进行二重或三重积分而获得的, 所以深度剂量的计算至关重要。深度剂量通常用百分深度剂量PDD与组织最大剂量比TMR来表示。

由于射束在加速器上的剂量刻度都是在水模中参考点处, 所以病人体内某一深度处的肿瘤的处方剂量都要通过PDD或TMR而换算到最大剂量点, 即参考点。PDD的测算方法是加速器的靶点至模体表面的距离不变 (SSD=100 cm) , 束轴垂直于模体表面, 电离室有效测量点沿束轴在模体内移动, 测算出模体内任意深度与参考深度 (最大剂量点所在深度) 的计量率的比值;TMR的测算方法是加速器的靶点至电离室有效测量点的距离 (SCD) 不变, 在电离室上方加不同深度水的测量剂量与参考深度剂量的比值。PDD与TMR的主要区别:PDD是线束中心轴上在水模中两个不同深度位置的剂量百分比。TMR是指空间同一位置, 在水模内两种不同散射条件下的剂量比。

临床上PDD或TMR通常以方野 (Squae Field) 的深度剂量数据表的方式表达 (表1、2就是笔者使用RFA-300射野分析仪对电子直线加速器VARIAN 2100C的6MV X射线在水模中进行实测的PDD与TMR表的部分内容) , 而大多数照射野为长方形或射野内加挡铅块形成不规则形状, 为此在临床上可使用下面两种最简便的方法来完成他们之间的等效转换。

1) 换算法

(1) 面积～周长比法

当长方野和一个方野的面积～周长比相等时, 就可认为互相等效, 长方野的面积:A=a×b, 周长:P=2 (a+b) , A/P=ab/[2 (a+b) ], 经公式推导, 则方野的边长S为:

S=2ab/ (a+b)

(2) 对圆～方野的换算, 使用面积相等的原理:

πR2=S2

S=π1/2R=1.77R=0.885D≈0.9D

式中R和D分别为圆野的半径和直径。换算法的优点是不需要做下面介绍的查表法中的插值计算。

2) 查表法:

查表法相对于换算法而言是一种更为简捷的方法, 英国物理学家Day提出的面积～周长比等效转换表刊登在英国放射学杂志增刊上 (BJR Supp1.11#.17# & 25#) , 见表3。通过检验, 使用上述两种方法确定的等效数据极为相近, 所以换算法和查表法都在临床剂量学计算中得到广泛地应用。

例1:患者的肿瘤中心位于体内d=10 cm深度处, 照射野FSZ=6 cm×12 cm, 若使用6MV X射线采取固定SSD治疗方式照射病人, 肿瘤中心剂量 (DT) 需300 cGy/次, 则该射野中心轴上参考点剂量Dm (cGy) 为:

(1) 该射野的方野等效边长S为:

S=2ab/ (a+b)

= (2×6×12) / (6+12)

=8 (cm)

(2) 参考点的剂量Dm为:

Dm=DT/PDD10cm (FSZ=8cm×8cm,

PDD10cm=65.5%)

=300/65.5%

=458 (cGy/次)

2 准直器散射因子Sc、体模散射因子Sp及总散射因子Scp

模体内任意一点的吸收剂量由两部分组成, 一是原射线;二是散射线。散射线按来源可分成来自准直器散射的份额和源于体模散射的份额, 两者相对独立。改变射野的大小即改变散射体积, 也就是改变了散射线对模体内一点的总吸收剂量的贡献, 由于射束在加速器上的剂量刻度是选定在参考射野即 (10 cm×10 cm) , 所以临床上对各种大小的照射野的处方剂量都应做准直器散射因子Sc和体模散射因子Sp (或总散射因子Scp) 的校正。

1) 准直器散射校正因子Sc的测量

测量方法:测量在空气中进行, 加速器靶点距电离室几何中心SCD=100 cm, 测量时电离室须按其照射能量的大小附加不同尺寸的平衡帽 (建成套) 以提供电子平衡条件, 测量各种大小照射野的输出量与参考射野输出量的比值, 即散射校正因子Sc, 见图1。

2) 体模散射校正因子Sp的测算

体模散射校正因子Sp反映的是体模内受照体积改变, 而引起的散射份额的贡献, 而不涉及准直器的改变。直接测量体模散射因子Sp需保持准直器开口固定 (开至最大) , 依靠在体模表面附加额外挡铅形成的各种大小射野和参考射野测量结果的比值 (见图3) , 临床上通常不易对Sp进行直接测量, 而通过测量出的Sc和总散射校正因子Scp计算出Sp的数值, 即Sp=Scp/Sc, 这样做的原因是Sc和Scp的数值在临床上容易测量得到, 尤其是Scp。Scp的测量见图2。表3就是笔者对Varian 2100C 6MV X射线测算出的散射校正因子Sc、Sp及Scp。

例2:使用6 MV X射线采取固定SSD照射方式治疗病人, 患者肿瘤深度d=10 cm, FSZ=8 cm×8 cm, 若肿瘤剂量DT需300cGy/次, 则医生开出的每次照射的处方剂量Dm (MU) 为:

Dm=DT/ (PDD10cm·Scp)

=300/ (65.5%×0.976)

=469 MU (FSZ=8 cm×8 cm, Scp=0.976)

3 等中心和非标称源皮距的照射

1) 等中心照射

等中心照射采用TMR概念计算剂量, 治疗病人时需通过升降、平移治疗床将肿瘤中心置于机架旋转的等中心处。由于加速器的刻度是在SSD=100 cm, 模体内射束中心轴上参考点, 即最大剂量点 (对于6 MV X射线, dm=1.5 cm) , 这样实际上靶点距该点的距离为101.5 cm, 而等中心照射 (SAD) 时, 靶点距该点的距离通常为100 cm, 等于该点向射线入射方向移动了1.5 cm。由于这一点输出量的增减是遵循与靶点空间距离成平方反比的规律, 这样在进行处方剂量计算时, 需做SAD因子的修正, 即:

SAD因子= (SCD/SAD) 2 (1)

式中:SCD为源到电离室中心的距离 (SCD=SSD+dm) 。对于6 MV X射线:

SAD因子= (SCD/SAD) 2

= (100+1.5) 2/1002

=1.030

对8、10、15和18 MV X射线, 其SAD因子大致分别为1.040、1.051、1.061和1.071不等, 但临床上应用的SAD因子, 需要针对用户自己实际使用的X射线在模体中的最大剂量深度dm, 根据公式1计算出小数点后保留3位的精确数据。

此时与肿瘤剂量DT对应的处方剂量, 即加速器机器的跳数MU应为:

Dm=DT/ (TMR·Scp·SAD因子)

例3:若患者使用6 MV X射线改固定SSD为等中心方式照射肿瘤, 肿瘤深度d=8 cm, 射野FSZ=6 cm×12 cm, 求肿瘤受到DT=300cGy照射时, 医生开出的处方剂量。

解:

(a) 等效方野边长

S=[2× (6×12) ]/ (6+12) =8 cm

(FSZ=6 cm×12 cm) ;

(b) 当d=8 cm, FSZ=8 cm×8 cm时:

①TMR=0.823 (见表2) ;

②Scp=0.976 (见表4) ;

(c) SAD因子=[ (100+1.5) /100]2

=1.030 (dm=1.5 cm) ;

(d) 处方剂量:

Dm=DT/ (TMR·Scp·SAD因子)

Dm=300/ (0.823×0.976×1.030)

=363 (MU)

2) 非标称源皮距的照射

临床上对病人在固定源皮距的照射中, 往往都是采取在标称源皮距SSD=100 cm的条件下进行, 但也有为特殊目的而改变标称源皮距 (SSD=100 cm) 为非标称源皮距的照射, 原因是:①改变射束质, 提高射线能量, 通常情况下, 延长SSD可改变能量, 提高PDD几个百分点。例如早期的250 kV深部X线治疗机, 其最大剂量点就在皮肤表面, 当体内肿瘤尚未得到致死剂量而皮肤已产生严重的放射反应或损伤, 使得治疗无法继续进行下去时, 可通过延长SSD的方法提高PDD, 从而增加肿瘤的受照剂量。②减小SSD, 提高输出剂量:如钴-60γ射线, 其半衰期为5.24年, 随着时间的推移钴-60治疗机的输出剂量降低, 造成照射时间延长, 对此可采取减小SSD的方法, 提高输出剂量, 减少照射时间。应注意:机头下方的托架底部距病人皮肤表面不得小于15 cm, 以避免产生电子污染, 增加皮肤剂量。③延长SSD, 扩大照射野。对于旧型钴-60治疗机, 其SSD=80cm时, 射野仅能开启22 cm×22 cm, 为获得更大的照射野, 只能依靠延长SSD;另外, 开展特殊治疗, 如:白血病等病症患者在造血干细胞移植前的大剂量全身放疗 (TBI) , 其照射野的对角线须在160 cm～200 cm之间, 才能获得包罗人体的大面积全射身照射, 这时加速器的机架需要旋转90°, 射线成水平入射, 且SSD延长3～4 cm。

(1) 使用F因数法对非标称源皮距照射时的PDD的校正

SSD延长, PDD增加, 反之则减小。PDD的变化受三个因素支配:①该点到源的空间距离有关的反平方衰减;②深度为d的介质引起的指数吸收衰减;③准直器系统和体模产生的散射线的影响。

当源皮距为f1, 体表射野为r×r (cm2) , 散射份额KS条件下深度为d处的百分剂量等于:

undefined

当SSD由f1变化到f2时, 维持体表射野不变, 忽略射线锥度改变引起的散射份的变化, 得:

undefined

将上面两算式相除, 得:

undefined

或

undefined

设

undefined

则:

p (d, r, f2) =p (d, r, f1) ×F (因数)

(2) 使用SSD因子对非标称源皮距照射时的输出剂量的校正

在标称源皮距SSD=100 cm治疗模式下, SSD因子等于1.000。当SSD改变后, 其输出量也相应会发生变化, 即在空间按距离平方反比规律增减。SSD因子的计算公式:

SSD因子= (SCD/SSD+dm) 2 (3)

式中:SSD为改变后的源皮距;SCD为加速器刻度时, 靶点距电离室中心的距离。

(3) 对非标称源皮距的Sc的射野 (r×r) c的换算

在SSD治疗方式中, 射野定义在任意源皮距SSD条件下的体模表面, Sc中的射野 (r×r) c却定义在SAD, 因此须通过非标称源皮距的体模表面的射野大小 (r×r) , 换算到Sc中的射野 (r×r) c, 其公式: (r×r) c= (r×r) ×SAD/SSD

式中SSD为非标称源皮距;SAD为源至旋转轴心的距离, 通常SAD=100 cm。

例4:6 MV X射线, SSD=100 cm, FSZ=15 cm×15 cm, 肿瘤深度d=8 cm;PDD8 cm=75.2%, 若保持皮肤野不变, SSD延长到120 cm, 求肿瘤接受DT=300 cGy照射时, 医生开出的处方剂量。

解:

(a) SSD=120 cm时的PDD值的计算 由公式2得:

undefined

SSD=120 cm时的PDD (8, 8×8, 120) 值为:

p (d, r, f2) =p (d, r, f1) ×F (因数)

PDD (8, 15×15, 120) =PDD (8, 15×15, 100) ×F

=75.2%×1.020

=76.7%

(b) SSD=120 cm时, Sc的射野 (r×r) c的换算

(r×r) c= (r×r) ×SAD/SSD

= (15×15) ×100/120

=12.5×12.5

(c) SSD因子的计算:

SSD因子=[SCD/ (SSD+dm) ]2

=[ (100+1.5) / (120+1.5) ]2

=69.8%

(d) SSD延长至120 cm时的处方剂量Dm (MU) 为:

Dm (MU) =DT/[PDD (8, 15×15, 100) ·F·

Sc (12.5×12.5) ·Sp (15×15) ·

SSD因子]

=300/ (76.7%×1.020×1.012

×1.009×69.8%)

=538 (MU)

[Sc (12.5×12.5) =1.012;Sp (15×15)

=1.009]

(4) 使用K因数法对非标称源皮距照射时处方剂量的计算

K因数法与F因数法不同, 它把标称源皮距和非标称源皮距的参考点合二为一, 均选在标称源皮距条件下dm处做归一处理 (见图4) , 其他条件不变。显而易见, 两种源皮距条件下输出剂量的差别, 主要来自源点至体模深度d处的空间距离的变化, 因此只要对输出量做空间距离平方反比的校正即可。

PDD (d, r, f2) /PDD (d, r, f1)

=[ (f1+d) / (f2+d) ]2

=K (因数) (4)

无论K因数法还是F因数法在校正中都忽略了KS的变化, 虽然SSD改变, 皮肤射野保持不变, 但由于射束锥体角的变化, 使得深度d处的射野投影大小, 及散射体积也有所改变, 当深度d较大, SSD较小时会引起1～2%的误差。应当指出, K因数法相对于F因数法的优势显而易见, 主要是在处方剂量的计算中避免了SSD因子这个参数, 或者免去了物理师和剂量人员对不同SSD进行输出剂量测量的额外负担。

4 楔形板和楔形照射野

为适应临床治疗的需要, 使人体内不同部位的肿瘤都受到均匀、准确的照射, 往往要在射线束通过的空间的路径上加上特殊滤过器或吸收挡块, 用来对线束进行修整以获得所需的特定形状的剂量分布。楔形滤过板就是一种最常用的滤过器, 其形状、结构如图5所示。①楔形角楔形角是描述等剂量线倾斜程度的一个物理量, 它是指在特定深度的楔形野等剂量线与射束中心轴法线的交角。其定义为在模体内过参考深度 (d=10 cm) 处的一条等剂量线和半野交点的连线, 与射野中心轴垂线的交角ɑ (见图6) 。②楔形因子 楔形板不仅改变了开野的剂量分布, 也使射野的输出剂量减少, 所以楔形因子就是楔形板的透射因子的简称。其定义是加与不加楔形板在水模内射野中心轴上10 cm深度处的剂量率的比值, 即FW=DW/D。③楔形野的百分深度剂量 楔形野的PDDW等于相同大小射野的不加楔形板时的开野的PDD与楔形因子FW的乘积。

1) 机械楔形板

机械楔形板一般由15°、30°、45°和60°四个固定角度的楔形板组成, 其材料通常使用高密度金属如不锈钢、铅、钨或铅钨合金等。

例5:已知6 MV X射线, SSD=100 cm, 采用45°楔形野垂直照射治疗上颌窦 (如图7) , FSZ1=FSZ2=6 cm×6 cm, 1野肿瘤深度d1=5 cm, PDD1平=85.4%;2野肿瘤深度d2=6 cm, PDD2平=80.4%, FW=0.511 (45°楔形板) , Scp=0.942。

求1、2野各给多少处方剂量才能在肿瘤中心P点得到剂量6000 cGy。

解:PDD1W=85.4%×0.511=43.6%

PDD2W=80.4%×0.511=41.1%

1、2野均分, 它们的处方剂量分别为:

Dm1=3000/ (43.6%×0.942) =7304 (MU)

Dm2=3000/ (41.1%×0.942) =7749 (MU)

2) 电动楔形板

电动楔形板与机械楔形板一起被称为物理楔形板, 电动楔形板又称为“一楔多用”系统, 其原理是将60°楔形野和开野的计量按一定比例组合, 获得有效楔形角为0～60°连续变化的效果。临床上所需的各有效楔形野的60°楔形野和开野的剂量配比参看表5。

表中:

θeff:有效楔形野的楔形角;

DT, open:由开野提供的肿瘤剂量;

DT, wedge:由60°楔形野提供的肿瘤剂量。

注意:表5中的数据对各类机型的加速器都是通用的, 一旦换为参考点的处方剂量比Dm, open/Dm, wedge时, 涉及具体的FW60值将随不同机形而异。

例6:已知一喉癌患者用8MV X射线同轴对穿野照射, 射野5 cm×5 cm, 肿瘤深度均为3.5 cm, PDD (SSD=100 cm, 5 cm×5 cm, 3.5 cm) =95.8%, DT=60 Gy, 若用15°楔板可获得满意的剂量分布, 求用“一楔多用”系统 (FW 60=0.236) 的Dm, open与Dm, wedge的值。

解:查表5可知15°楔形板效果对应DT, open/DT, wedge=84/16;对穿野权重相等, 因此, DT/2=DT1=DT2=30 Gy。则:DT, wedge=30×16/100=4.8 Gy, Dm, wedge=4.8/ (0.958×0.236) =21.2 Gy

DT, open=30×84/100=25.2 Gy,

Dm, open=25.2/0.958=26.3 Gy

注意:治疗时技术员按相应的Sc, Sp和分次照射总次数转换机器监测单位MU值。

楔形因数 (FW 60) 的定义为体模内线束中心轴深度10 cm处, 分别用60°楔形野和开野照射时的吸收剂量比。FW 60与照射野大小有关, 但影响不大, 在1%～2%之间, 因此, 仅测一个10 cm×10 cm的射野即可, 若要求精确的话, 可对不同射野分别进行测量, 然后, 取其均数。

3) 动态楔形板

动态楔形板用于独立准直器, 它是让准直器作为挡铅块在治疗中逐次移动不同位置且停留不同时间来调制野内的射线强度形成楔形板效果。如图8, 一对准直器在开始运动时, 左右叶片各处于射野边缘位置, 若左叶片不动, 右叶片自1、2…向左运动直至与左叶片重合, P1点照射时间最长, Pn点时间最短, 若右叶片在每个位置上的驻留时间相等, 那麽射束在模体内就形成了具有一定楔形角度的照射野, 即动态楔形野。

固定角度的机械楔形板与“一楔多用”的电动楔形板比较, 前者在模体或人体内形成的楔形角仅限于15°、30°、45°和60°四种而后者可形成从0°到60°间任意楔形角。通常机械楔形板与电动楔形板总称为物理楔形板。物理楔形板不同于动态楔形板, 两者间的差别:

(1) 物理楔形板改变射线质。由于X射线的主要成分是韧致辐射, 其能谱是连续的, 它可滤去线束中的部分低能X射线, 使能量稍有增加, 导致线束“硬化”效果;另一方面物理楔形板也会对线束起到一定的“软化”作用, 这是由于康普顿散射电子携走了入射光子的大部分能量而偏离入射方向, 造成沿入射方向的散射光子能量降低而变软。当然其较之“硬化效应”, 而占次要地位, 然而无论“硬化”还是“软化”作用, 在临床上对楔形野的使用都被认为可以忽略。

(2) 物理楔形板降低输出量。射束穿过楔形板, 透射率会随楔板的角度增加, 而降低。对于动态楔形板而言, 即不存在射线质的影响也不存在输出量的降低。但由于射野大小的改变直接影响挡铅块运行的过程致使楔形因子呈无序的变化, 因此, 在使用动态楔形板照射病人前, 需分别对不同射野大小和角度的楔形因子进行全面详细的测量, 见表6。而机械楔形板则只需测量四个角度的参考射野如10 cm×10 cm的楔形因子即可。

4) 楔形野在临床上的应用

(1) 楔形野的应用与计算

楔形板在放射治疗中的应用极为普遍, 它在临床上的应用主要有三个方面:

(a) 单独使用楔形板照射的情况并不是很多, 主要用做补偿板, 对人体曲面和缺损组织进行组织补偿, 如颈胸段食管癌前野照射等。图9b是使用一对“对穿”楔形野并选择适当角度 (如15°) 的楔形板对女性乳腺体表曲面形成的组织缺损进行组织补偿, 其结果使得照射的整个乳腺靶区剂量分布非常均匀。利用楔形板做组织补偿, 选择楔形角ɑ的计算公式为:

ɑ=tan-1 (K·tgθ)

式中:θ为组织斜面入射角。K值依赖于具体射线质, 对于8 MV X射线, K=0.466;对于钴-60γ射线, K=0.389。

(b) 两楔形野交角照射。如图9a中对上颌窦癌的照射, 若不用楔形板, 即两开野照射时, 由于高值等级量线在浅层组织交叠, 使得两野相邻的部分组织形成高剂量区, 而较远部位的剂量迅速变低。加入楔形板后 (如45°) , 楔形板的厚端减弱了射野重叠区的剂量, 同时也减缓了照射区的剂量梯度变化, 结果形成了临床上所需的均匀的照射靶区。楔形角大小的计算公式:

ɑ=90°- (θ/2)

式中:θ为两楔形野中心轴的交角。

(c) 三野照射 三野布局主要用于胸、腹及脑部肿瘤的治疗, 它采用两侧野使用15°～30°楔形板补偿人体轮廓的弧度变化, 进行对穿照射, 形成一个均匀的照射靶区, 称之为“内野”, 然后通过第三野 (开野) 与两楔形野按一定的剂量权重确定靶区在体内的位置, 如图9c所示。三野照射, 其B2和B3两对穿野应使用的楔形角ɑ:

ɑ=tan-1[2PDD2·PDD3/ ( (PDD2+PDD3) ·PDD3) ]

式中:PDD1、PDD2、PDD3为三个射野平野时的百分深度剂量。

三个射野的处方剂量比:m1=1.0

m2=PDD1/ (2FW·PDD2)

m3=PDD1/ (2FW·PDD3)

式中:FW为相应楔形野的楔形因子。

对于SSD照射方式, 楔形野的处方剂量计算公式为:

Dm (MU) =

undefined (5)

注意:当SSD=100 cm时, F因数与SSD因子均为1。

对于SAD照射方式:

Dm (MU) =

undefined (6)

(2) 楔形板在使用中应注意的问题

(a) 在加速器或钴-60治疗机上使用楔形板治疗病人, 如果是非标称SSD条件, 而且是缩短SSD, 那麽楔形板或机头的底部距病人皮肤表面应大于15 cm, 以免次级电子增加皮肤剂量。

(b) 有楔形板或无楔形板应判断明确, 尤其是在没有连锁安全装置的情况更要小心操作。

(c) 楔形板的方向不能插错, 特别是两个楔形野联合照射时, 楔形板的取向是两者的厚端相靠近。

5 肿瘤中任意一点 (离轴点) 的处方剂量计算

肿瘤中任意一点 (即非肿瘤中心, 也就是非射野中心轴上的点) 的吸收剂量可通过射野离轴比 (OAR) 来修正。离轴比是指横贯射野, 且归一于中心轴深度剂量的离轴剂量分布。离轴比的定义为:射野中任一点 (x、y、d) 处的剂量率D (x、y、d) 与同一深度处射野中心轴上的 (0、0、d) 的剂量率D (0、0、d) 之比。

OAR (x、y、d) =D (x、y、d) /D (0、0、d)

当前生产的新型加速器都设计有独立准直器功能, 就是在机头内安装有上下两对准直器, 其中每对准直器中的两个准直器都具有各自独立运动的功能, 以便形成不对称野适合临床的需要。独立准直器多用于动态楔形板、切线照射和半野照射 (目的是消弱线束扩展的影响, 以改善邻野匹接) 。独立准直器形成的非对称野, 其带来的剂量学问题较为复杂, 如准直器、体模的散射;离轴束质的变化等。为此, 临床上通常使用一种非常实用、简捷地计算处方剂量的方法, 但在该方法使用之前, 用户要首先使用三维水箱在最大射野 (40 cm×40 cm) 条件下, 测量典型深度 (如dmax、5、10、15 cm等) 的离轴比。其他深度数值可内插、外推求出, 用于非对称野内任意一点的处方剂量的计算。

对于SSD照射方式:

式中:OARd (x) 表示深度为d处的离轴比, 它是指距束轴为x点的剂量与同一深度且射野充分开启时中心轴对应点的剂量之比。

对于SAD照射方式:

Dm (MU) =

undefined (8)

应当指出, 公式7、8中忽略了准直器位置的改变引起散射成分的微小变化和非对称野引起的体模散射的改变以及非对称野中心轴原射线剂量分布因射线质的微小变化而引起的改变。

摘要：目的:正确理解和应用放疗中一维点剂量的处方剂量计算及其过程。方法: (1) 根据肿瘤内参考点的组织剂量及其在人体内的深度和PDD (或TMR) , 计算出人体内射野中心轴上最大剂量点的剂量。 (2) 对实际射野相对于参考射野的不同而引起的散射线改变的校正。 (3) 对等中心和非标称SSD照射时的SAD、SSD因子的校正。 (4) 使用楔形板对楔形照射野的剂量计算。 (5) 对射野内离轴点的处方剂量的计算。结果:本文对放疗中常规的处方剂量从理论到实例上都给出了较为详尽的一维点剂量的计算结果。结论:一维点剂量的处方剂量计算对于规则野或简单的不规则野十分快捷, 它是复杂的二维、三维剂量计算的理论基础。

关键词：准直器、体模及总散射因子,SAD与SSD因子,楔形板,离轴比

参考文献

[1]杨兴纲.光子不规则野剂量学.见:杨兴纲主编.新概念放疗物理[M].杭州:西泠印社出版社2004, 135.

[2、4]王所亭.临床射野剂量学.见:张红志等主编.肿瘤放射治疗物理学进展[M].北京:北京大学出版社2002.62～63.

[3]国家质量技术监督局.外照射治疗辐射源.中华人民共和国国家计量检定规程.JJG589-2001.

[5]冯宁远.电离辐射的测量.见:冯宁远等主编.实用放射治疗物理学[M].北京:北京医科大学、中国协和医科大学联合出版社, 1999.117～118.

[6、7、8]冯宁远.电离辐射的测量.见:冯宁远等主编.实用放射治疗物理学[M].北京:北京医科大学、中国协和医科大学联合出版社, 1999.143～145.

[9]胡逸民.楔形照射野.见:胡逸民主编.肿瘤放射物理学[M].北京:原子能出版社, 1999.192～193.

放射工作人员个人剂量测量制度 篇2

一、凡在我院从事放射工作的人员进行放射诊疗操作时，必须按照国家有关标准、规范的要求参加个人剂量监测。

二、进入放射诊疗区域必须佩带个人剂量监测牌，对进入放射治疗场所的工作人员还要携带个人剂量报警仪（放疗区）。

三、要按规定将个人剂量监测牌佩戴在左胸前铅防护衣内侧，并妥善保管计量牌，严禁随意打开或敲打，若造成丢失，需赔偿经济损失200元。

四、外放设个人剂量检测周期一般为30天，最长不应超过90天，一年四次，两次监测之间不能有时间间隔。

五、建立并终生保存的个人剂量监测档案。

六、对个人剂量测量结果要进行及时告知测量人员，并允许放射工作人员查阅、复印本人的个人剂量监测档案。

七、对个人计量检测值较高或者超过剂量限值的要进行超剂量调查，找出超剂量原因，做好调查记录写出调查报告存档，冰箱上级主管部门报告。

八、对不明原因连续6个月出现超剂量的人员，要暂时离开放射工作场所1个月进行观察，并作出是否调离放射岗位处理。

九、将个人剂量监测结果及时记录在《放射工作人员证》种。

放射剂量 篇3

【关键词】放射工作人员；放射防护；个人剂量

在医疗机构中，从事放射工作的人员面临着电离辐射照射的影响，为了更好地保护放射工作人员的安全与健康，应该格外重视外照射个人剂量监测工作，这也是对医疗机构辐射防护水平有效评价的前提之一。只有有效地进行个人剂量监测，才能更為有效对工作人员的防护效果进行评价。尤其是对突发放射事故而言，个人剂量计对事故剂量的估算具有重要意义[1，2]。本文主要对某医疗机构放射工作人员的个人剂量进行分析和探讨，希望对今后做好医疗机构放射人员的安全防护起到一定帮助。

1、研究对象及研究方法

1.1研究对象

本文的研究调查对象为某医疗机构中的影像诊断、核医学、介入治疗、放射治疗等涉及辐射防护问题科室的工作人员，并分析统计相关人员的剂量监测结果。其中，上述各个科室的测量人数分别为167、23，41、78，其中，女性为68人，男性为241人。

1.2方法

在进行个人剂量监测过程中，严格按照国家标准《职业性外照射个人监测规范》进行个人剂量测量，通过国际较为常用的测量热释光剂量的方法进行，得出的结果则表示个人剂量当量Hp。这种方法中，要求放射工作人员在左胸前（防护衣外）佩戴个人剂量计，一年不间断地进行四次监测，在每个监测周期中保证三个月的时间，测量则是都使用热释光剂量仪进行，并且分析连续三年的监测结果。测得的个人剂量当量则是通过校正剂量仪读数并进行相关数据处理所得，其中，年有效剂量则用一年中的四次监测结果累加后的值表示，单位为mSv/a；累加群体分组Ei中人的监测次数i与对应年有效剂量 Ei的乘积，就可以得到集体有效剂量（SE）。

1.3统计学方法分析与探讨

根据《电离辐射防护与辐射源安全基本标准》的要求，放射工作人员的年均有效剂量限值为5年内平均20mSv/a，且其中任一年不超过50 mSv。综合分析并充分考虑到实际操作过程及防护条件的特点，可以得到上述涉及到的四个放射科室的个人剂量情况，放射工作人员年均有效剂量进行一定的分层处理，这里是设定标准限值的1/10和1/4两个界限（即2mSv和5mSv）。所以，在进行放射工作人员剂量分析中，个人剂量当量Hp用中位数M表示则是因为其呈现为非正态分布状态的原因，用P75和P25来表示其离散的状况。并利用统计软件进行数据处理和分析，这里设定的水准值采用α=0.05，Kruskal-Wallis秩在组间进行比较和检验。另外，还进行χ2检验，并进行相关分析和处理。

1.4质量控制分析

职业卫生技术服务机构在进行个人剂量监测前应该获得国家卫生行政部门颁发的资质证书且得到国家计量部门的计量认证资格或CNAS实验室资质认定。在监测过程中每年定期对外照射个人剂量监测系统进行检定校准，并定期进行期间核查及参加实验室间比对等工作，这样能够保证个人剂量监测结果的准确性及可控性。其中，对于剂量计号码标签应要求进行唯一性标识，并安排专人负责，做好剂量计的及时收发工作，及时进行检测处理。

2、统计结果分析与讨论

2.1三年个人剂量当量监测情况

在这三年间，对于某医疗机构相关放射工作人员的有效剂量水平进行处理，实际检测达到458人次，通过统计分析处理，在结合国家的标准限值基础上，个人年均有效剂量中位数为0.21～0.38mSv/a，满足标准的要求。进行检验多组独立样本，可以得到人均剂量当量差异，其具有统计学意义，结果为：H=9.78，P<0.05；人均剂量当量的秩相关检验，r =10.21，P<0.05，这表明人均剂量呈逐年下降的趋势。

2.2年度个人剂量监测情况

对这三年间该医疗机构放射工作人员的年均个人有效剂量水平进行分析可知，一共检测458人次，经过比较相关的多组独立样本以及相关的剂量检验，年均个人有效剂量水平差异的结果为H=7.98，P< 0.05，则说明具有统计意义。然后进行扩展t检验，在这样的两两比较中，得到介入放射科的数据则明显要高于其他科室，其中，影像诊断组和放射治疗组相比，结果为t=10.875，P>0.05，并没有统计学意义；影像诊断组低于核医学组，其中，t=0.876，P<0.05，具有统计学意义。

2.3工作岗位的年均有效剂量频数分布

对于工作岗位年均剂量频数进行分析，其中，合并小于2mSv/a的分布频数最多，大于2mSv/a小于5mSv/a的较少，大于5mSv/a分布频数最少。这样可以得到，大约占到89%的检测人数为年均有效量小于2mSv/a的放射工作人员。然后，对于不同岗位的年均有效剂量分布进行分析和探讨，得到χ2=6.75，P<0.05，具有明显的统计学意义；在进行多组的两两比较重，相比于其他组，介入放射组年均剂量具有明显的统计意义，高于其他三组，χ2=7.65，P<0.05/3。另外，相比于放射治疗组和影像诊断组，核医学组差异具有统计学意义，其中，χ2=7.87，P< 0.05/3；相比于放射治疗组，影像诊断诊断组较高，其中，χ2=1.21，P >0.05/3，无统计学意义。

3、结语与思考

通过监测放射工作人员佩戴的剂量计，已及对测量结果进行分析评价，目的就是监测放射工作人员所受到的职业外照射剂量，以尽量避免工作过程中受到过量辐射的伤害。同时，工作人员受照剂量以及工作场所放射防护状况能够通过个人剂量监测结果得到及时反映。最近监测发现，在不断深入的放射防护管理工作中，工作人员的辐射剂量水平在逐步降低。通过本文分析，该医疗机构的工作人员的个人外照射剂量也呈现出下降趋势特点，符合我国现价段的整个医疗机构放射管理的特点。另外，在不同放射科室中，个人外照射剂量呈现较大差异，并且存在不同岗位的放射工作人员中。比如，介入放射科室工作人员具有相对最高的个人剂量，核医学科室也比较高，但放射治疗科和影像诊断科室中存在较小的差异性。在大剂量的分布人数方面，工作人员个人剂量在介入放射科室呈现最高，其次为核医学科室，而放射治疗科室、影像诊断科室并无明显的统计学意义，上述结果说明，应该把重点工作放在介入放射科室工作人员的防护辐射问题中，不断加强医疗工作者的防护放射意识，重点进行介入放射治疗人员的防护管理工作，从而开展有效管理和监督。

参考文献

[1]张小乐，布敬双，李舟等.贵州省2010年部分放射工作人员外照射个人剂量监测情况分析[J].中华放射医学与防护杂志，2012，32（1）.

放射剂量 篇4

1 资料与方法

《中华人民共和国职业病防治法》和《放射工作人员职业健康管理办法》中明确规定, 从事放射性工作的人员必须严格接受个人剂量的监测[1,2]。因此, 我区全面开展了放射工作人员的个人剂量监测工作, 在个人剂量计的日常管理中取得了一些有益的经验, 同时也暴露出了一些问题和不足。将我区五年放射工作人员个人剂量监测管理的工作情况及今后工作的方向逐一梳理如下。

我区疾控中心严格按照《放射工作人员职业健康管理办法》 (卫生部令第5 5号) 要求, 定期对辖区内放射工作人员进行个人剂量监测, 监测周期为90 d, 全年共监测4次。于每季度第二个月与天津市疾病预防控制中心联系取剂量计, 同时通知辖区内放射工作单位更换剂量计。目前在我区疾控中心进行放射个人剂量监测的医疗体检机构20家, 共计有3 3家单位。参加放射个人剂量监测总人数为318人, 其中工业、企业单位221人, 医疗、体检机构97人。

2 结果

从2007～2011年五年放射工作人员个人剂量监测结果来看 (表1) , 最高年份的2 007年人均年剂量为0.21 mSv, 明显低于职业照射的放射个人剂量限值50 mSv/a[3], 同时低于天津市疾病预防控制中心规定的职业照射的放射个人剂量限值5mS v/a。

为了提高放射工作人员对放射个人剂量工作的正确认识, 提高个人剂量监测数据的准确性, 我区疾控中心每年对辖区内存在放射危害单位的放射从业人员进行业务培训, 保证个人剂量监测卡都能正确佩戴。在监测过程中, 发现个别超剂量限值的可疑数据第一时间反馈给卫生监督所, 并由区卫生监督所进行现场调查, 必要时由疾控中心相关人员提供现场监测等技术支持, 并配合卫生监督部门查明原因, 对于由于放射工作人员疏忽而引起的超剂量受照人员提出严厉批评教育, 确保监测结果的准确性。

3 讨论

3.1 工作中存在的问题

3.1.1 辖区内存在放射危害的部分企、事业单位遵守相关法规的意识淡薄, 对放射个人剂量监测工作未给予足够的重视。

3.1.2 大部分从事放射工作的作业人员对开展个人剂量监测工作认识不足, 个人防护意识较差, 业务素质不高, 导致放射个人剂量监测卡不能正确佩戴或遗失、损坏等情况时有发生, 从而影响个人剂量监测数据的准确性。

3.1.3 辖区内存在放射危害的单位, 特别的相关企业存在放射作业人员流动性大, 导致人员管理混乱。

3.1.4 卫生防病体制改革后, 原有的个人剂量监测网络被打破, 工作尚未磨合到位, 也一定程度上影响了此项工作的开展。

3.2 对策

3.2.1 首先从自身做起, 加强区疾控中心与监督执法部门的沟通与配合, 建立起有效的个人剂量监测网络, 从而提高放射个人剂量监测的管理水平, 使该项工作能程序化、规范化运转。

3.2.2 加强对《中华人民共和国职业病防治法》及《放射工作人员职业健康管理办法》等相关法律法规的培训与学习, 一方面提高放射工作单位的管理水平, 另一方面增强放射工作人员的自我保护意识和相关法律知识, 提高放射工作人员自觉依法行事的意识, 进一步了解放射个人剂量监测工作的重要性, 提高其自身管理能力, 从而使该项工作能顺利的进行。

3.2.3 进一步加强对放射工作人员的培训教育, 加深他们对放射工作的危害性和可防性的认识, 克服对放射个人剂量监测工作无所谓、厌倦或者违规佩戴监测卡等的错误认识和作弊行为, 可尝试设置奖惩制度。

3.2.4 增加放射个人剂量监测设备与配套设施的投入与完善。必须为从事该项工作的业务人员创造更多学习、进修与交流的机会, 不断更新和提高其业务知识和技术水平。

摘要：目的 更好的开展辖区内放射工作人员放射个人剂量监测工作。方法 对五年放射个人剂量监测工作数据及相关工作方式进行归纳和总结。结果 目前放射工作人员放射个人剂量监测工作存在着若干问题。结论 针对性的提出解决方案和相关对策, 更好地开展辖区内放射工作人员放射个人剂量监测工作。

关键词：个人剂量监测,超剂量,放射防护

参考文献

[1]《中华人民共和国职业病防治法》[S].中华人民共和国主席令 (第六十号) .2002年5月1日.

[2]《放射工作人员职业健康管理办法》[S].卫生部令第55号.

放射剂量 篇5

十堰市放射工作人员受照射剂量水平研究

摘要：目的 为保障放射工作工作人员的身体健康,对放射工作人员进行个人剂量监测.方法 采用热释光剂量计法.结果 十堰市放射工作人员人均年剂量为2.03mSv.结论 放射工作人员个人剂量处于较低水平,但需加强对乡镇卫生院及工业探伤的放射工作人员的防护.作 者：孙来乾 作者单位：十堰市疾病预防控制中心,湖北,十堰,44期 刊：中国辐射卫生 PKU Journal：CHINESE JOURNAL OF RADIOLOGICAL HEALTH年，卷(期)：,17(1)分类号：X591关键词：放射工作人员 剂量 管理

放射剂量 篇6

1 材料和方法

1.1 材料

FJ-427型热释光剂量仪,FJ-411热释光退火炉,LiF(Mg、Cu、P)玻璃管式的剂量计。

1.2 方法

个人剂量监测按国家《职业照射个人监测规范外照射监测》(GB 5294-2001)进行。TLD(热释光剂量计)佩戴于工作人员左胸位置。每年监测4次,每周期为3个月,同时以相同剂量探测器为跟随本底。监测过程中,所有放射工作人员都进行岗前培训和体检。对于个别不真实的数据,予以剔除,使用Excel软件进行分析。

2 结果

2.1 2003—2008年放射工作人员个人剂量监测结果

个人剂量监测共2 314人次,其中年剂量当量<5 m Sv的人数为2 278人次,占98.44%;5～15 m Sv的27人次,占1.17%;15～50 m Sv的9人次,占0.39%。6年集体年剂量当量之和为1 710.99人·m Sv。人均年剂量当量为0.74 m Sv/a,6年间,监测人数呈上升趋势,人均年剂量当量呈下降趋势,见表1。

2.2 不同工种放射工作人员个人剂量监测结果

在不同工种放射工作人员中,以X射线诊断工作人员为主,监测1 966人次,占84.96%;最少的为其他工作人员,监测37人次,仅占1.60%。年剂量当量在5～15 m Sv之间的27人次中,26人次是X射线诊断工作人员,占96.30%。1人次为工业探伤工作人员,占0.37%;15～50 m Sv的9人次全部是X射线诊断工作人员。人均年剂量当量最高的为X射线诊断工作人员,最低的为密封源工作人员,见表2。

2.3 不同级别医院放射工作人员的个人剂量监测结果

人均年剂量当量最高的是镇级医院,为1.12 m Sv/a,最低的是市级医院,为0.59 m Sv/a,见表3。

3 讨论

分析发现2003—2008年某市部分放射工作人员监测人次数逐年增多,这一方面与社会发展,射线装置应用越来越广泛有关。另一方面也是人们的防护意识增强,监测率逐年升高的原因。年剂量当量<5 m Sv的人员占98.44%,说明放射工作人员得到有效防护,现有的工作条件是安全的。这与赵国良等[1]报道的基本一致。2003—2008年间,人均年剂量当量逐年下降,这与张恩惠等[2]报道的一致,原因可能是随着社会进步和经济发展,防护意识增强和资金投入增加。不同工种放射工作人员的个人剂量监测结果中,X射线诊断工作人员的人均年剂量当量最高。这与夏淑兰等[3]报道的不一致,与荆禄伟等[4]报道的一致。原因:(1)X射线诊断工作人员接触射线的频率高。(2)射线诊断工作人员数量大,培训工作人员的工作复杂。(3)射线诊断设备防护难度大,资金不足。不同级别医院放射工作人员的个人剂量监测结果中,X射线诊断工作人员的人均年剂量当量镇级医院>县级医院>市级医院,这与黄日生[5]报道的一致,原因:(1)是镇级医院资金相对不足,投入少,防护设施简陋。(2)镇级医院X射线诊断工作人员文化程度低,防护意识弱,而且人员相对不稳定,流动大,影响培训效果,这点应该是我市今后放射防护工作的重点。

个人剂量监测是放射工作人员身体健康问题的诊断依据,也是放射卫生防护水平的反映。本次分析发现,我市放射卫生防护工作总体状况良好,但是也存在一些不可忽视的问题,特别是镇级医院放射诊断工作人员的卫生防护工作有待加强。因此,笔者提出几点建议:(1)加强有关法律、法规的宣传。(2)对放射工作人员进行有关法律、法规和卫生防护知识的培训。(3)稳定放射工作队伍,提高队伍的素质。(4)增加放射卫生防护的资金投入,特别是镇级X射线诊断单位的资金投入。

参考文献

[1]赵国良,岑芳桂,侯菲菲,等.1990—1999年南京军区放射工作人员个人剂量监测分析[J].中华放射医学与防护杂志,2004;24(1):70-71.

[2]张恩惠,陈圣安.舟山市普陀区放射工作人员个人剂量水平[J].中华放射医学与防护杂志,2004,24(4):381-382.

[3]夏淑兰,王大政,秦友权,等.重庆市涪陵区放射工作人员个人剂量监测结果[J].中华放射医学与防护杂志,2004,24(1):73-74.

[4]荆禄伟,张士成.1997-2002年枣庄市放射工作人员个人剂量监测结果分析[J].中国辐射卫生,2004,13(3):192.

[5]黄日生.湛江市1999-2001年放射工作人员个人剂量监测与分析[J].中国辐射卫生,2004,12(2):87-88.

放射剂量 篇7

常规放疗的剂量测算内容包括: (1) 在特定条件下, 使用治疗水平电离室型剂量计对医用高能X (γ) 射线和电子束在水模体中的吸收剂量进行测量, 其中包括电离室和剂量计一起定期送交国家一级标准剂量实验室 (Primary Sdandard Dose Laboratory, PSDL) 或次级标准剂量实验室 (Secondary Sdandard Dose Laboratory, SSDL) 与国家基准或次级标准比对, 对电离室和剂量计进行强制性的检定, 即对电离室和剂量计进行剂量刻度; (2) 使用经PSDL或SSDL校准过的现场测量仪器 (电离室型剂量计) 对加速器产生的射束在特定条件下进行剂量刻度; (3) 通过医生确定的给予患者肿瘤 (靶区) 照射的吸收剂量 (cGy) , 计算出在特定条件下, 对应于加速器上的剂量仪应给出的MU (Monitor Unit, MU) 数值, 即加速器控制台上剂量监测系统的机器跳数, 统称为处方剂量。对钴-60治疗机而言, 由于照射时的剂量率是稳定的, 处方剂量是通过标称源皮距 (SSD) 或标称源轴距 (SAD) 处的剂量率表示成照射时间, 处方剂量的单位, 以秒 (s) 表示。 (4) 常规放疗的剂量测算的质量保证主要分为两部分, 一是治疗水平电离室型剂量计的质保措施, 二是安装在加速器机头里的监督剂量仪和射野特性以及射束质与输出量的质保措施。

医用高能电离辐射在水模体中的吸收剂量测量

在X射线最初用于治疗的年代, 人们曾试图依据X射线与人体组织的生物学反应来测定电离辐射。例如人体接受放射线的照射后, 皮肤会出现潮红反应, 而反应大小与吸收的辐射剂量有关, 为此, 医生依据反应大小对病人接受的辐射剂量做出粗略估计。所谓皮肤红斑剂量 (SED) 就是放射治疗最初阶段的产物, 它是指刚好使人体皮肤出现潮红反应的辐射剂量, 显然这种剂量单位很不严格, 因为皮肤红斑反应与许多因素有关, 如皮肤类型、辐射品质、皮肤辐照范围、剂量分次 (分次剂量和分次间隔) 以及早期皮肤反应同滞后的晚反应之间的差异等。

实际上, 射线与人体组织中的原子相互作用, 最终导致人体组织的生物学上的损伤, 即生物效应。生物效应的大小正比于组织中吸收的辐射能量。因此, 只要确定组织中所吸收的电离辐射的能量, 就能正确地评估放疗的疗效和它的副作用。临床上人体组织中吸收剂量的确定是通过水模体中电离室接受射线辐照后, 产生的电离电荷, 并乘以与吸收剂量成函数关系的一系列参数, 而转换成组织中的吸收剂量。

由于电离室型剂量计具有测量准确、灵敏度高、性能稳定及操作简单等优点, 故电离室法做为一种间接的测量方法被国际权威学术组织和国家质量技术监督部门确定用于放疗吸收剂量校准及日常监测的主要方法。

1 电离室型剂量计的检定

电离室型剂量计照射量的校准, 从理论上讲, 电离室可以直接用于照射量测量, 而不需要校准, 其条件是: (1) 它与空气等效; (2) 它的气腔体积已被准确得知; (3) 它的室壁厚度足以提供电子平衡。这时, 照射量可由下式计算:

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式中, Q是在密度为ρ, 体积为V的空腔中所释放的电离电荷;A为传输系数, 表示通过具有平衡厚度的空气等效壁传递的能量通量的份额, 其值略小于1, 用于校正移开电离室前后在测量点处的能量通量的变化。

若要设计出严格满足上式条件的电离室将会遇到许多实际困难, 即使对室壁材料和中心电极进行最佳组合设计, 也不可能造出一个严格与空气完全等效的圆柱形电离室。另外, 精确地确定电离室的灵敏体积也不容易, 为此, 国家有关部门 (国家标准剂量实验室) 利用强制检定的方法将国家基准所复现的计量量值 (照射量、空气比释动能或吸收剂量) 通过标准逐级传递到工作级剂量计即治疗水平剂量计 (或称为现场测量仪器) , 以保证我国放疗中测量的吸收剂量的准确和可靠性。

如果一个治疗水平电离室剂量计通过国家标准或者次级标准的检定, 那麽该剂量计的测量数据可以通过其校准因子追溯到国家基准的量值, 以达到国家量值统一之目的, 而此项过程我们称之为“量值传递”。此外, 为保证我国计量量值与国际的统一与一致性, 国家基准也应定期参加国际计量局 (BIPM) 所组织的国际比对活动 (见图1) 。

做为临床上使用的工作级剂量计包括电离室要定期送到PSDL或SSDL应用钴-60γ射线在空气中与国家基准或次级标准以照射量或空气比释动能的形式进行比对, 即校准。当前国际上PSDL或SSDL已普遍应用水中吸收剂量校准因子的形式, 而我国有关部门正在积极着手进行这一“量值传递”的改制工作。

(1) 剂量计的空气比释动能校准因子NK:

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式中, K为空气比释动能的标准值, 单位是Gy。M是剂量计的显示值, 其单位由于剂量计的设计不同而不同, 故一般以剂量计的读数div表示。

(2) 剂量计的照射量校准因子NX:

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式中, X为照射量的标准值, 单位是C/kg, 当用伦琴R做照射量单位时, 1R=2.58×10-4C/kg (精确值) 。M是剂量计的显示值, 其单位由于剂量计的设计不同而不同, 故一般以剂量计的读数div表示。

2 高能电离辐射在水中吸收剂量的测算步骤

高能电离辐射在水中吸收剂量的测算可分为三个步骤, 第一步要确定电离室空腔的空气吸收剂量因子ND, 而ND的值是通过电离室剂量计的空气比释动能校准因子NK或照射量校准因子Nx及电离室的其他有关参数来确定的;第二步要对在水模体中校准深度处测量的剂量计初始读数进行电离室空气密度与离子复合效应的修正。第三步有了ND值和经过修正后的剂量计读数, 再来计算水中的吸收剂量。图2就是校准高能电离辐射吸收剂量的步骤。

1) 电离室空气吸收剂量因子ND的计算

(1) 当以剂量计的空气比释动能校准因子NK计算ND时, 其计算公式为:

式中, ND是电离室空腔的空气吸收剂量因子;NK为剂量计的空气比释动能校准因子;g为电离辐射产生的次极电子消耗于韧致辐射的能量占其初始能量总和的份额;Katt是电离室壁及平衡帽对射线的吸收和散射的修正;Km是室壁及平衡帽材料的非空气等效的修正。Katt与Km值见表1。

(2) 当以剂量计 (包括电离室) 的照射量校准因子Nx计算ND时, 其计算公式为:

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式中, ND、Katt、Km同上;W/e是在空气中形成

一个电子电荷的每对离子消耗的平均能量, W/e=33.97J/C。应注意:Nx是照射量校准因子, 单位是C·kg-1·div-1, 当用伦琴R做照射量单位时, 其Nx=2.58×10-4C·kg-1·div-1。

(3) 由照射量校准因子Nx转换成空气比释动能校准因子NK时, 其关系式为:

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2) 剂量计初始读数的校正

对于高能电离辐射, 电离室有效测量点在水模体中校准深度处, 测量得到的剂量计初始读数都应做电离室的空气密度与离子复合效应的修正。

注:①括号内数字为生产年代, ②中国计量科学研究院生产生, ③生产厂家为卫生部工业卫生实验所

(1) 电离室空气密度效应 (KTP) 的修正

使用非密封电离室在测量水模体或空气中的吸收剂量时, 对剂量计的初始读数M0, 要进行电离室空腔的空气密度效应修正, 即温度、气压的修正。当温度相差3℃, 测量结果偏差达1%。因此, 对温度、气压变化引起的测量误差必须予以修正 (20℃与101.3kPa为参考值) 。其修正因子:

例如测量室气压P=102.4 kPa;室温T=24℃, 则:

对相对湿度的校正, 源于空气和水蒸气的电子密度不同以及产生一对离子所需的能量 (电离功) 不同造成的。电离室工作环境中空气的相对湿度的影响一般比较小。如电离室校准时的相对湿度为50%, 而现场测量时的相对湿度在20%～70%之间则相对湿度的校正通常小于1%, 故在大多数情况下可忽略不计。若电离室的工作环境湿度很大, 则温度、气压、湿度的组合校正因子KTPH等于:

式中, P为电离室工作环境的大气压 (mmHg) ;P1为水蒸气的压力 (mmHg) 。

(2) 电离室的复合效应 (PS) 的修正

电离室的复合效应应由收集系数表示, 其定义为收集的电离离子数与辐射产生的离子数之比。随电离室极板电压的增加, 收集效率不断提高, 主要归于随电压的增加, 复合效应减弱的缘故, 为克服电离室的复合效应, 应适当选择工作电压, 使收集效率达到99%。

尽管电离室的离子收集效率很高, 但由于原始辐射在电离室空腔中产生的电离, 最终有一部分因复合效应而损失, 因此要对电离室的电离收集效率进行修正。PS的测算通常采用双压法, 即电离室的极化电压分别取V1和V2, V1是电离室的正常工作电压, V1/V2值在2～10之间。用相同的辐射条件辐照电离室, 测量相应的电离电荷Q1和Q2。

当取正常工作电压V1时:

式中, ao、a1 和a2的数值见表2, 对于连续辐射 (钴-60γ射线) , PS值见图3。

3) 高能电离辐射在水模体中的吸收剂量测算

(1) 测量方法:

对高能电离辐射的吸收剂量测量, 通常在水模体中进行, 而国内各医院所使用的水模体均为英国NE 2545/3A或同类产品, 其高度的刻度线以柱形电离室几何中心为0线, 线间隔1 cm。对确定在水模中的测量深度是通过目测使有机玻璃水箱两壁上的刻度线与水面重合, 目测时, 要求平视。由于水面与有机玻璃壁之间存在水的张力, 目测水面的实际深度会产生1～2 mm的误差, 即来自水的张力形成的约1.5 mm高的一条亮线, 而到水面的实际高度应在这条亮线的下沿。测量深度的正确定位方法:①目测时, 调整人眼的高度, 使水箱一侧的刻度线与对侧相同高度的刻度线重合。②此时人的头部高度保持不变, 眼睛平视, 调整水面高度, 使水面与有机玻璃壁产生的“亮线”的下沿和刻度线重合。

(2) 计算公式:

电离室有效测量点在水模体中校准深度处的吸收剂量Dw (Peff) 计算公式为:

式中的M是经温度、气压和离子复合效应修正后的仪表读数;Sw, air为水对空气的阻止本领比;Pu为扰动因子, 其用来校正电离室物质非水物质的等效性;ND同上;Pcel为电离室中心电极的修正, 仅仅考虑室壁与平衡帽的非空气等效引起的修正是不够的, 中心电极的非空气等效性也可引起测量的误差。

(3) 校准深度

关于水模体中吸收剂量的校准深度, 对于X射线, 以其辐射质 (TPRundefined) 的大小来确定, 当≤0.7时, 为5 cm;当>0.7时, 为10 cm (钴-60γ射线为5 cm) 。对于电子束, 其校准深度, 可根据能量大小来选择, 也可选择射束在水模中的最大剂量点, 应注意二者取其中较大者。

(4) 有效测量点

关于圆柱形电离室的有效测量点, 其并非在电离室的几何中心上, 对于高能X (γ) 射线, 其有效测量点向射线入射方向移动0.6r;对于电子束移动0.5r, r为电离室的内径 (mm) 。圆柱形电离室中心收集的电离电荷, 是源于它前方的某一点产生的次级电子, 因此有必要定义电离室有效测量点, 以修正电离室气腔内电离辐射的注量梯度变化。

3 高能X (γ) 射线在水模体中的吸收剂量测量

1) 高能X射线质的确定

高能X射线在水模体中的吸收剂量计算与其射线质的大小密切相关, 在临床上, 对高能X射线的射束质的确定, 有以下两种简便的方法。

(1) 剂量比 (D20/D10) 测量方法:源至水模表面距离SSD=100 cm, 模体表面的辐射野FSZ=10 cm×10 cm, 射线束轴与模体垂直。若用圆柱形电离室, 电离室轴线与束轴垂直;若用平行板电离室, 束轴垂直于平行板电离室的入射面。电离室的有效测量点沿束轴移动, 分别测出水深为10 cm与20 cm处的吸收剂量D10与D20, 并确定D20/D10的比值 (图4b) 。

(a) 源到电离室距离保持不变 (SCD) , 测量TPR20/TPR10; (b) 源到模体表面距离保持不变 (SSD) , 测量PDD20/PDD10。

(2) 组织模体比 (TPRundefined) 测量方法:源至电离室有效测量点的距离SCD=100 cm, 过这点并与束轴垂直的平面上射野FSZ=10 cm×10 cm, 在保持SCD不变的情况下, 由电离室有效测量点上方的水深分别为20 cm和10 cm, 测量出相应的吸收剂量的比值。即 (图4a) 。D20/D10与TPRundefined间的关系为:

例如:Varian 2100C 电子直线加速器的6MV-X射线 SSD=100 cm, FSZ=10 cm×10 cm, 根据在射野分析仪 (三维水箱) 中测量出的射野中心轴百分深度剂量曲线, 可查出:D10=66.3%;D20=38.3%;D10/D20=1.73代入上式:

总之, 对吸收剂量的计算, X射线辐射质TPRundefined值的确定必不可少, 它的大小决定了水对空气的阻止本领比Sw, air、扰动因素Pu及校准深度的值, 见表3、图5。TPRundefined值的取得有三种途径, 一是使用计算的方法通过上面的关系式把D10与D20的比值换算成TPRundefined值;二是通过表3由D20/D10的数值查出对应的值;三是在特定条件下, 水模体内进行实测。另外, 当电离室壁材料是石墨, 中心电极材料为铝 (如NE Farmer 2571电离室) 时, Pcel=1.000。

2) 电离室有效测量点及水模中校准深度的确定

(1) 有效测量点

圆柱形电离室的有效测量点, 不在电离室的几何中心, 对高能X射线和60Coγ射线, 其有效测量点从电离室几何中心向射线入射方向前移0.6 r (图6) , r为电离室空腔内半径, 如r=3.15 mm (NE 2571电离室) , 0.6 r=1.9 mm。

(Pu是辐射质的函数;室壁不同, Pu不同)

(2) 校准深度

如果把电离室的几何中心置于水下50 mm (或100 mm) , 实际测量的深度是水下48.1 mm (或98.1 mm) 处的吸收剂量。若把电离室有效测量点准确地置于校准深度50 mm (或100 mm) , 可有两种做法:一是把电离室几何中心置于水下51.9 mm (或101.9 mm) 处;二是把电离室几何中心置于水下50 mm (或100 mm) 处, 再根据百分深度剂量曲线进行附加1.9 mm的吸收校正。

3) 计算举例

(1) 电离室空气吸收剂量因子ND的计算

已知:电离室NE 2571 0.6cc, 电离室 (连同剂量计) 的照射量校准因子Nx=1.005R/div, 1R (伦琴) =2.58×10-4C/kg, W/e=33.97J/C, g=0.003 (对于钴-60γ射线) , katt=0.990, kam=0.994 (katt·kam=0.985, 见表1) 。

求:该电离室的空气比势动能校准因子NK、吸收剂量因子ND。

解: (a) 由照射量校准因子Nx计算空气比势动能校准因NK

(b) 由照射量校准因子Nx计算吸收剂量因子ND

(c) 由空气比势动能校准因子Nk计算吸收剂量因子ND

(2) 电离室有效测量点在水模体中校准深度处的吸收剂量的计算

已知:加速器6MV X射线;SSD=100 cm, FSZ=10 cm×10 cm。

电离室NE 2571 0.6cc;ND=0.868cGy/div。

测量室气压P=100.8 kPa;水模体中温度T=26.5℃。

加速器给出200MU, 三次测量的剂量计平均读数为Mo=172.3div。

求:电离室有效测量点在水模体中校准深度处的吸收剂量

解:由标准条件 (SSD=100 cm, FSZ=10 cm×10 cm) 下, 实测的PDD曲线求出:D20/D10=0.56, 并根据表3和图5查出相应的模体比TPRundefined=0.65;水对空气的阻止本领比Sw, air=1.123;水中校准深为5 cm及电离室的扰动因子Pu=0.994。对于中心电极为铝的圆柱形电离室Pcel=1.000。

(a) 电离室空腔内空气密度效应的校正因子KTP:

(b) 电离室离子复合效应的校正因子PS:

(c) 经KTP、PS修正后的剂量计的仪表读数M值:

(d) 电离室有效测量点在水模体中校准深度5 cm处的吸收剂量Dw (Peff) :

4 电子束在水模体中的吸收剂量测量

1) 电子束辐射质undefined、undefined的确定

电子束在水模表面的平均能量undefined和在水模中校准点的平均能量undefined与计算吸收剂量的参数Sw, air、Pu有关, 为此, 在计算吸收剂量时, undefined的值, 首先要在SSD=100 cm, 宽束条件下由实测的吸收剂量或电离量的半值深度值 (分别以Rundefined和Rundefined表示) 与表4中给出的相应值确定。

Rundefined、Rundefined及RP (电子射程) 的测量要求:辐射束轴与水模表面垂直, 电离室有效测量点沿电子束轴移动, 当undefinedMeV时, 水模表面光野不小于12 cm×12 cm;当undefinedMeV时, 水模表面光野不小于15 cm×15 cm。电子射程RP即电子束水中深度剂量曲线剂量跌落最陡处的切线与韧致辐射外推直线交点的深度 (cm) , 见图7。

表5给出了利用蒙特卡罗方法计算的水中undefined与undefined的数值关系。使用表5中的数据确定水模中不同深度处的平均能量undefined, 首先要确定校准深度z与RP的比值 (z/RP) , 然后根据undefined和z/RP, 在表5中, 使用内插法计算出undefined与undefined的具体的比例关系, 进而再根据表4确定的undefined, 计算出undefined值的大小。

2) Sw, air、Pu与Pcel值的确定

(1) 有了undefined、校准深度z及RP就可由表6查出Sw, air的具体数值;而Pu值的确定是通过计算出来的校准深度处的平均能量undefined与所使用的电离室的内径的大小, 由表7查出;Pcel是根据使用的电离室的铝材料的中心电极半径 (mm) 的大小来决定 (见表8) , 例如:NE 2571电离室的收集极半径为0.5 mm, 其Pcel=1.008。

关于电子束在水模中的校准深度, 根据其能量可分别选择在1 cm、2 cm、3 cm, 笔者认为选择电子束在水模中的最大剂量点其优点更为明显, 尤其是对于较高能量, 随着能量的增高, 电子束PDD曲线的坪区加宽, 故测量深度定位的误差所带来的校准的影响很小, 当然二者中, 还应选择较大者。另外, 测量时电离室的有效测量点应向射线入射方向移动0.5 r。

注:r=3.15 mm值为r=2.5 mm 与r=3.5 mm的内插值。

①取其中较大者。

3) 计算举例

电离室有效测量点在水模中校准深度处的吸收剂量计算, 已知:

(1) 加速器电子束标称能量为20MeV

(2) 电离室NE 2571;ND=0.868cGy/div。

(3) SSD=100 cm;限光筒10 cm×10 cm;Q1/Q2=1.095。

(4) 测量室气压P=97.8 kPa;水模体中温度T=19.5℃。

(5) 加速器给出200 MU, 三次测量的剂量计的平均读数为Mo=215.8div。

求:电离室有效测量点在水模中校准深度处的吸收剂量

解:

(1) 经电离室空腔密度效应KTP、离子复合效应PS校正后的剂量计读数M值的计算:

(2) 水对空气的阻止本领比Sw, air及电离室有效测量点在水模体中校准深度的确定

由特定条件下, 实测的PDD曲线, 求得RJ50=8.0 cm (或Rundefined的值) , 其对应的水模表面的平均能量undefinedMeV。水中校准深度z=3cm, 并根据undefined、z的值由表6查出水对空气的阻止本领比Sw, air=0.991。

电离室有效测量点在水模体中的校准深度, 应从电离室的几何中心向射线入射方向前移0.5r (0.16 cm) , 即测量时应把电离室几何中心置于水下3.16 cm (3.2 cm) 处。

(3) 水模中3 cm深度处的平均能量undefined和扰动因子Pu值的计算

由实测的PDD曲线确定电子束射程Rp=10.14 cm, 校准深度z=3 cm, 则z/Rp=0.296;根据z/Rp、undefined的值, 可通过表5查得undefined与undefined比值为0.634, 则水深3 cm处的平均能量undefined为:

undefined

使用内插的方法, 由表7查出undefinedMeV, 电离室半径=3.15mm时的扰动因子Pu值, Pu=0.990。

(4) 加速器给出200MU, 电离室有效测量点在水模中校准深度3 cm处的吸收剂量:

(对于中心电极为铝的电离室NE 2571, Pcel=1.008) 。

医用加速器的剂量刻度

通常加速器的刻度是在标准条件下进行, 即SSD=100 cm, 射野为10 cm×10 cm的水模内射束中心轴上最大剂量点d0处的输出量被刻度成1MU=1cGy, 这时电离室的有效测量点应被置于水模内射束中心轴上的校准点, 具体由物理师和设备维修人员负责调节加速器上剂量监测系统的有关阈值电位器, 使加速器给出1MU的输出量时, 精确等于通过国家标准剂量实验室校准过的剂量计在上述标准条件下测算的结果1cGy。

在SSD=100 cm, FSZ=10 cm×10 cm条件下, 当加速器给出100MU时, 电离室的有效测量点在水模中校准深度dc的吸收剂量计算公式为:

式中, 除剂量计读数M和KTP为未知数外, 其余参数如ND, air、PS、SW, air、Pu、Pcel、PDD (dc) 均为已知, 若设其为常数F, 即F= (ND, air·PS、SW, air·Pu·Pcel) /PDD (dc) 则:

公式M=100/ (KTP·F) 的含义是加速器在标准条件测量下给出100MU时, 通过调整加速器上剂量监测系统的相关电位器的数值, 使之等于上述计算出的标准剂量计的读数M, 则, 1MU=1cGy。如果剂量计设有温度、气压及F值的校正功能, 那麽通过按钮将其输入到剂量计中, 则, 加速器上预置100MU, 那麽在标准测量条件下, 剂量计显示的读数就应该是100, 这将大大简化了吸收剂量测算的程序。

举例:

已知: (1) 加速器的X射线标称能量为6MV。

(2) 剂量计NE 2570/1A, 电离室2571 0.6cc (katt=0.990, km=0.994, Pcel=1) 。

(3) PSDL给出的60Coγ射线的照射量校准因子Nx=1.005R/div。

(4) 测量室内气压P=100.9 kPa, 水模内温度T=25.8℃ (参考气压、温度P0=101.3 kPa, T0=20℃)

求:在SSD=100 cm, FSZ=10 cm×10 cm, 加速器给出100MU条件下, 水模中射束中心轴上, 最大剂量点处的吸收剂量为100cGy时的剂量计读数M值。

解: (1) 由照射量校准因子Nx值计算该电离室的空气吸收剂量因子ND值。

(2) 温度气压修正系数KTP:

(3) 由实测的PDD曲线, 求出D20/D10=0.56, 并由此根据表3和图5分别查出TPRundefined=0.65、Sw, air=1.123, Pu=0.994及校准深度为水下5 cm。对高能X射线, 电离室有效测量点从几何中心向射线入射方向前移0.6 r即0.19 cm, 因此, 应将电离室几何中心置于水下5.19 cm。

若将电离室几何中心置于水下5 cm, 则测量的实际深度约为4.8 cm, 那麽, 该点的吸收剂量为:

(4) 由校准点转化到最大剂量点的吸收剂量。

使用该剂量计及电离室, 在标准测量条件下, 加速器给出100MU, 通过调整加速器上剂量监测系统的相关电位器, 使经PSDL或SSDL校准过的标准剂量计读数为86.5, 这样, 则完成了对加速器6MV X射线输出量的刻度, 即1MU=1cGy。

参考文献

[1]张绍刚, 王婵, 胡家成.电离室型剂量计检定的改制[J].中华放射医学与防护杂志, 2004, 24 (4) :374~376.

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[4]张绍刚, 李高峰.剂量计测算吸收剂量初始读数校正的分析[J].中华放射医学与防护杂志.2007, 27 (4) :384~386.

[5]张绍刚, 王德昌.对吸收剂量的测量深度定位误差的分析[J].中华放射肿瘤学杂志, 1997, 6 (4) :261~262.[6、8]IAEA Absobed dose determination in photon and electronbeams an international code of practice.Technical.reports.series.No.277, sec.ed.International.Atomic.Energy.A-gency, Vienna, 1997.

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[9]冯宁远.电离辐射的测量.见:冯宁远等主编.实用放射治疗物理学[M].北京:北京医科大学、中国协和医科大学联合出版社, 1999.129~132.

放射剂量 篇8

1资料与方法

1.1方法

使用16排螺旋CT机对所有病人进行常规螺旋扫描, 扫描参数120KV, 200mA, 10mm层厚, 10mm间隔, pitch1.5, 1s为扫描时间。当发现患者具有肺结节后, 任选一病灶, 分别取10mm层厚和5mm层厚, 扫描时使用10、20、30、40、200mA扫描, 对单次CT剂量加权指标进行逐一记录。

1.2统计学处理

使用统计分析软件包PEMS3.0对数据进行处理, 对不同参数下的剂量加权指标以及毫安秒进行分析, P<0.05为差异有统计学意义。

2结果

2.1放射剂量比较

使用200、40、30、20、10mA扫描5mm、10mm层厚, 对单次剂量加权指标进行分析 (表1) 。

2.2对两组均数进行比较 (表2) 。

3讨论

最近几年, 由于CT技术正在不断发展和完善, 特别是探测材料的更新、机架的短几何设计再加上多排探测器等设计, 使X线的利用率大大提升。再加上配合360°内插法以及飞焦点技术的运用, 为低剂量CT检查奠定了坚实的基础。随着MSCT的问世, CT现如今已经在临床检查上得到了更加广泛的运用。纵膈脂肪与纵膈病变自然对比度很高, 再加上低能量的X线吸收率, 使低剂量CT成为了肺部扫描的最佳选择。欧洲共同体以及国际原子能机构共同对辐射防护进行了优化设计, 其主要目的是为了降低诊断患者受照剂量, 获得更加清晰的影响资料。

本研究使用10、20、30、40、200mA对层厚分别为5mm、10mm的肺部进行扫描, 低剂量组在0.4~7.9mGy之间, 各项指标均符合国内现有行业对辐射量的基本要求。从表1和表2中我们可以直观看出, 常规剂量与低剂量之间有着显著差异 (P<0.05) , 常规剂量组各方面指标都比低剂量组指标差;从表中我们也可以直观看出, 在对患者进行扫描检查过程中, 使用10mA和20mA能对患者起到保护作用, 其临床使用性较强, 值得推荐使用。

螺旋CT机通常会受到热容量限制, 若是毫安秒太高, 则很容易使CT球管过热, 使球管加快老化速度, 严重降低了图像质量。本研究显示, 不同毫安秒之间存在差异 (P<0.05) , 对CT球管可以起到保护作用, 具有较高的临床使用优势。通过本研究发现, 在进行螺旋CT扫描时, 20mAs螺旋CT扫描毫安和CTDIW仅相当于常规剂量的1/10, 辐射剂量明显降低。20mA是螺旋CT扫描的最佳剂量, 敏感性较强, 而且辐射量小, 对患者身体影响不大, 在临床检查中值得广泛使用。

摘要：目的 对螺旋CT扫描X线放射线常规剂量与低剂量剂量比进行评价。方法 使用200mAs常规剂量螺旋CT扫描肺内结节, 扫描参数:120KV, 10mm层厚, 10mm扫描间隔, 1.5螺距。在对5mm、10mm层厚进行扫描时, 分别使用200mA、40mA及30、20、10mA扫描, 对单次CT扫描剂量加权指数mAs进行记录。结果 CTDIW毫安秒值和低剂量各组之间存在显著差异 (P<0.05) ;常规剂量200mAs为标准, 40、30、20、10mA低剂量组毫安秒和CTDIW都降低了80%、90%、95%。结论 在进行螺旋CT扫描时, 20mAs螺旋CT扫描毫安和CTDIW仅相当于常规剂量的1/10, 辐射剂量明显降低。20mA是螺旋CT扫描的最佳剂量, 敏感性较强, 而且辐射量小, 对患者身体影响不大, 在临床检查中值得广泛使用。

关键词：肺结节,低剂量,螺旋CT扫描

参考文献

[1]李真林, 杨志刚, 余建群, 等.肺部低剂量螺旋CT扫描的放射剂量评估[J].放射学实践, 2013, 3:202-203.

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[3]李悦, 王栋.低剂量螺旋CT在肺部扫描检查的放射剂量分析[J].中国CT和MRI杂志, 2012, 6:147-148.

[4]王艳, 史大鹏, 朱绍成, 等.比较以自适应性统计迭代重建技术和滤过反投影重建的低剂量腹部CT的图像质量[J].中国医学影像技术, 2012, 10:90-91.

放射剂量 篇9

医用直线加速器已经成为放射治疗的最主要设备。为了适应放射治疗的临床需要,使剂量分布得到特定形状,通常在射线束的途径上加特殊的滤过器或者吸收挡块对线束进行修整。楔形滤过板是放疗中使用最为普遍的滤过器。楔形板通常是用高密度材料如铜或铅做成楔形挡块。目前常用的有三种形式的楔形板,分别为物理楔形板,电动楔形板及一楔合成。一楔合成它能提供0°-60°任意楔形角的楔形剂量分布,更加灵活,更加能满足临床的需要。一楔合成是将60°楔形板作为主楔形板,按一定的剂量比率使楔形野与平野轮流照射,合成0°-60°之间任意楔形角的楔形板。因此我们只需测量60°楔形板下不同射野条件下的楔形因子,就能推算出其他任意角度在不同射野条件下的楔形因子。 我院使用ELEKTA-precise型加速器,采用的是一楔合成技术,本文主要根据本院的加速器使用一楔合成技术后对处方剂量的计算的讨论研究。

1材料与方法

1.1 仪器设备

Waterproof PTW Farmer Chamber 30013 0.6cc,SUNNECLEAR绝对剂量仪,30cm×30cm×30cm水箱,ELEKTA公司生产的电子直线加速器产生的6MV能量X射线。

1.2 主楔形因子的测量

对不同射野的60°楔形板与平野剂量的测量,测量通常按SSD=100cm条件测量,深度d选择10cm。

undefined为60°楔形因子(1)

1.3.3 一楔合成的剂量计算

一楔合成是将60°楔形野与平野按一定比率组合,获得有效楔形角为0°～60°连续变化的效果。有效楔形角θeff-与标准60°楔形角的关系。

DT,Wedge为60°楔形野提供的肿瘤剂量

DT,Open为平野获取的肿瘤剂量,且

DT=DT,Wedge+DT,Open;

DT为肿瘤处方剂量,θN为主楔形板的角度60°。

1.3 处方剂量的计算

对于SSD照射,加速器上的剂量仪的读数,在SSD=100cm,10×10cm射野中心轴上的最大剂量点处对剂量进行标定1MU=1cGy。根据下列公式,由靶区剂量DT计算出处方剂量Dm

undefined若使用楔形板需在除以楔形因子。

对于SAD照射:一般使用TMR值进行计算,undefined若使用楔形板需除以楔形因子。

2结果

2.1 根据1.2的方法得到6MV在不同射野下的楔形因子,如表1所示。

2.2 根据公式(2)可得

60°楔形板提供的肿瘤剂量与平野获取的肿瘤量的比率如表2所示,要注意的是此表推导与标准楔形板的楔形因子F60°,W无关,对各种类型的机型都是通用的。

注:DT,open为平野获得的肿瘤剂量,DT,wedge 为闭野获得的肿瘤剂量

2.3 处方剂量的计算

例:能量为6X的加速器,加速器采用SAD照射,肿瘤深度8cm,射野为12 cm×12 cm,采用45°楔形板,DT=200cGy,求Dm

解答:根据加速器参数表格,得TMR=0.856,SAD因子=1.03,SCP=1.016。查表1得出楔形因子FW,60°=0.267

根据表2得出DT,open/DT,wedge=42/58

undefined与我院ELEKTA加速器的剂量配比一致。

因此治疗中总MU为578.8MU,其中平野MU为93.8MU,楔形野MU为485MU。

3讨论

在临床治疗中为了达到更好的剂量分布,我们经常需要在射线束的照射路径上使用到一些附件对线束进行修正,达到临床的需要。而楔形板是目前临床使用中最普遍,最有效的方法之一,楔形板野由原来传统的固定楔形角度的楔形板演变成更加方便和合理的“一楔合成”,也由固定的15°、30°、45°、60°楔形板转变为0°-60°任意角度选择,可以更有利于临床中的使用,达到更好的治疗效果。

然而在处方剂量的计算中,采用“一楔合成”的方法与采用物理楔形板的方法有明显的不同,本文通过实例的方法论述了一楔合成在临床中剂量的计算,确保放射治疗过程剂量的准确性和治疗的安全性。

一楔合成的出现和使用极大地简化了临床使用的复杂程度,避免了医疗事故的发生。能形成0°-60°间任意角度的楔形角度,在临床使用中更加灵活,提高了临床剂量学要求,提高了工作的效率。

参考文献

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[3]冯宁远,谢虎臣,等.实用放射治疗物理学[M].中国医科大学出版社、中国协和医科大学出版社,1998:144-145

放射剂量 篇10

1 测量布点

1.1 γ外照射水平

选择钒矿区部分平峒内采掘面上进行γ外照射水平测定。

1.2 钒矿峒内氡气

在测定γ外照射水平相同的点位进行布点, 每个点测定时间为35 min。

1.3 钒矿石天然放射性核素

在钒矿的各采掘工作面上采样。

2 测量仪器

用美国Thermo Fisher公司生产的FH 40G型便携式X-γ剂量率仪测定γ外照射水平;用法国Saphymo公司p-30的仪器被动式测定氡气, 每30 min记录1个数据;用美国堪培拉公司Serie-85多道γ能谱分析系统测定矿石的天然放射性核素。

3 调查结果

钒矿各平峒内放射性水平见表1。

4 评价模式

钒矿工作人员的剂量评价模式, 一般对钒平峒内工作人员的职业照射评价应当包括以下3个方面, 氡及其子体所致的有效剂量, 吸入空气中悬浮矿尘所致的待积有效剂量, γ辐射产生的有效剂量, 不考虑其他防护措施的作用。这种景象是对工作人员可能的最大受照景象。实际的受照剂量将低于这种景象的剂量。

4.1 吸入氡及其子体的内照射可按下式计算[1]

HRn=5×1.59×106T·C·F (1)

式中:HRn—1 a吸入氡及其子体所致的有效剂量, mSv/a;5—有效剂量与工作水平月之间的转换系数, mSv/WLM;1.59×106—平衡当量氡浓度暴露量与工作水平月之间的转换系数, WLM/Bq·h·m-3;T—工作时间;C—实测氡浓度, Bq/m3;F—平衡因子, 取0.35。

4.2 吸入空气中悬浮矿尘所致的待积有效剂量, 可按下式计算

E尘=C尘·A尘·Ub·DFinh·T (2)

式中:E尘—隧道作业人员年附加剂量, Sv/a;C尘—隧道作业场所粉尘的浓度, 取2.0 mg/m3[2];A尘—隧道作业场所中粉尘的放射性比活度, Bq/g;Ub—成人呼吸速度, 取0.913 m3/h[3];DFind—吸入内照射剂量转换因子, 对于238U、232Th、226Ra及其子体DFinh的选择, 分别取8.000×106、1.800×104、2.000×105 Sv/Bq[3];T—隧道作业人员年工作时间, h/a。

4.3 采矿人员工作1 a所受γ外照射的有效剂量可按下式计算

Hγ=0.7·t· (D-D0) (3)

式中:Hγ—工作1 a所受γ外照射的有效剂量, Sv/a;0.7—空气吸收剂量率与个人有效剂量换算因子, Sv/Gy;t—年工作时间;D—工作场所空气吸收剂量率;D0[4]—当地的空气吸收剂量率本底值。

4.4 平均个人剂量

H=HRn+E尘+Hγ

5 剂量估算结果

调查钒矿平峒内矿工工作时间为2400 h[5]。根据 (1) 、 (2) 、 (3) 式, 计算平峒内工作人员由于吸入氡及其子体和空气中悬浮矿尘及所受γ外照射的年有效剂量, 结果见表2。

6 讨论

此次分析的平峒中钒矿石的放射性核素238U的含量大于0.1Bq/g (第1次全国污染源普查关于伴生矿认定方法中:U、Th系核素含量水平的限值要求) , 平均值为0.56 Bq/g, 最大值0.65 Bq/g, 故认定其为伴生放射性矿, 其开采应严格按照伴生矿要求。

由表1可以看出, Ⅱ-8平峒内的氡浓度平均值为830 Bq/m3, 达到了GB 18871-2002《电离辐射防护与辐射源安全基本标准》附录H中规定工作场所中氡持续照射下的行动水平500～1000 Bq222Rn/m3的要求。因在估算此平峒内矿工年有效剂量约为7.83 mSv/a, 低于国家职业年有效剂量限值 (20 mSv/a) , 但是高于单个项目职业年有效剂量限值 (5 mSv/a) 的要求, 应采取补救行动。可通过增大通风量来降低矿工吸入氡及其子体的内照射, 有关资料[1]证明, 良好的通风条件是改善和降低井下氡浓度水平的有效措施。而一般情况下, 相同规模的放射性伴生矿平峒所需通风量要比一般平峒通风量高出5～8倍以上, 即可避免井下氡浓度水平超标现象的发生。

通过对此钒矿的放射性水平的调查与剂量估算, 可以大致了解该伴生放射性矿施工期对矿工的所致年吸收剂量当量水平, 这在辐射环境评价时有一定的指导意义, 并在放射学、医学病理分析时有一定的积极意义。

参考文献

[1]GB18871-2002.电离辐射防护与辐射源安全基本标准[S].

[2]EJ/T359-2006.《铀矿井排氡通风技术规范》中规定的设计限值指标[S].

[3]HJ53-2000.拟开放场址土壤中剩余放射性可接受水平规定 (暂行) [S].

[4]刘鄂, 王轶, 杜新宪, 等.新疆维吾尔自治区环境天然放射性水平调查研究报告[R].乌鲁木齐:新疆维吾尔自治区环境监测中心站, 1989.

[5]ICRP Publication65, Protection against radon-222at home andat work[R].ICRP, 1994.