剂量计检定的改制(A)

3.使用比释动能校准因子对水模中的吸收剂量测算
首先要确定剂量计的空气比释动能校准因子NK：
NK=K/M（J/kg•div） （4） 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，一般以剂量计的读数div表示
对于水模中的吸收剂量测算可分为两步，第一步， 通过使用国家标准或次级标准实验室检定的空气比释 动能校准因子 NK 计算出该电离室空腔的空气吸收剂 量校准因子ND ： ND=NK•（1-g）•Katt•Km （5） 式中，g为电离辐射产生的次级电子消耗于韧致辐射 的能量占其初始能量总和的份额（对于60Coγ射线， g=0.003）；Katt是电离室壁及平衡帽对射线的吸收和
式中，Mu是经温度、气压修正后的仪表读数；SW,air为水
对空气的阻止本领比（见IAEA TRS №277表ⅩⅢ、Ⅹ）； Pu为扰动因子即电离室本身非水等效的修正（见IAEA TRS №277表Ⅺ、图14）；Pcel为电离室中心电极的修正 （见IAEA TRS №277表ⅩⅨ）。
对于现在正使用的剂量计，无论采用照射量还是
束、钴 -60γ 射线）条件下，使用经国家基准或次级标
准已校准过的参考电离室（柱形电离室），进行比对， 获得可搠源到国家基准的校准因子。
使用电子束法校准电子束吸收剂量的步骤
使用钴-60模体法校准电子束吸收剂量的步骤
使用钴-60空气法 测量电子束吸收剂量的步骤
一、电离室型剂量计照射量的校准
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：
琴（R）表示的照射量 。
二、照射量-比释动能的转轨改制 1. 使用照射量概念对电离室型剂量计检定的局限性. 照射量是用来表示X射线在空气中产生电离能力大小 的一个物理量，即X或γ 射线在质量为dm 的空气中释放
出来的全部电子 （正电子和负电子）完全被空气阻止
时，在空气中产生一种符号的离子的总电荷的绝对值dQ 除以 dm ，即： dQ/dm 。照射量 SI 的单位是每千克库伦 （C/kg），而专用单位伦琴属于淘汰单位 。
发表了TG-51号报告，全名为：“高能光子与
电 子束临床参考剂量学议定书”，提出以60Coγ射 线在水中的吸收剂量直接校准剂量计，然后根 据临床上应用的射束的辐射质再计算水中的吸 收剂量。
这样做的原因是： ①对辐射产生的生物效应，水是最接近人体组织 等效物质，因此准确测量射线束在水中的吸收剂 能较合理的表示出辐射授予患者多少剂量。
有测量准确、灵敏度高、性能稳定及操作简单等优点，故 电离室法被国际权威学术组织和国家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。
对于放疗，主要应用柱形电离室对高能X（γ ）射 线及电子束进行吸收剂量的测算，而对于 <5MeV 的低能 电子束测量使用平行板电离室，可通过电子束法、60Co 空气法和60Co模体法等方法，在用户自己的射束（电子
②近20年来，各国的初级标准剂量学实验室测量
水中吸收剂量值的偏差小于0.7%，使得在实践上 可能直接以水的吸收剂量校准剂量计。
第二年，IAEA发表了第398号报告，同样提出了 以60Coγ 射线在水中的吸收剂量直接校准剂量计的 方法。该方法的优点显立该系统尚待时日，现在主要的任务
电离室型剂量计检定的改制
北京医院
张绍刚
剂量计（包括电离室）是在肿瘤放射治疗中用于
测量医用电子直线加速器高能X射线和电子束、钴-60
（铯-137）γ射线以及X射线治疗机产生的低中能X射
线输出量的最主要的测量仪器，通常称为“治疗水平剂
量计”
放疗中，准确测量患者病变和正常组织及重要器官的
吸收剂量是治愈肿瘤的基本保证，由于电离室型剂量计具
仪器（柱形电离室）作校准，对高能X（γ ）射线则用具 备空气等效壁和已知体积的标准腔（ Standard Cavity Chamber）对柱形电离室作校准。
剂量计的照射量校准因子Nx定义为： Nx=Xs/Xm （2） 式中，Xs为照射量基准或标准装置确定的标
准值（R）； Xm为20℃、101.3kPa条件下剂
比释动能与国家基准或次级标准进行比对，实际上，
其所显示的数值均为 20℃、 101.3kPa条件下的测量读 数，只要针对不同概念及其原理确定电离室空腔的空 气吸收剂量因子就可以测算出水模中的吸收剂量。剂 量计虽显示非法定计量单位，但只要其技术指标符合
检定规程的要求，仍可继续使用，直至更新。
1999年，美国医学物理学家协会（AAPM）
散射的修正；Km 是室壁和平衡帽材料的非空气等效
的修正。
第二步，用户可根据上式提供的 ND值，计算出水模 中校准点处的X（γ）射线及电子束的吸收剂量DW。其计 算公式： DW=Mu· ND· SW,air· Pu· Pcel （6） 或 DW=Mu· NK•（1-g）•Katt•Km· SW,air· Pu· Pcel （7）
量的测量。
2. 使用比释动能概念对电离室型剂量计检定的优势. 比释动能是用来量度不带电粒子（如X、γ 射线等） 与物质相互作用释放出来的带电电离粒子的初始动能总 和的一个物理量。其单位与吸收剂量相同，为戈瑞，但 在概念上是有区别的，不带电粒子与物质相互作用，
产生带电粒子和其它次级不带电电离粒子而损失能量，
应当指出，照射量： ①只适用于X或γ 辐射，不能用于其它辐射（中子 或电子束等）； ②不能用于其它物质，只限用于空气； ③照射量不包括该质量中释放出来的次级电子发射
的韧致辐射被吸收后产生的电离（不过这仅在光子
能量很高时才有意义）； ④照射量的测量必须满足电子平衡条件，只有在几
千电子伏到几兆电子伏之间才能较严格地进行照射
这是第一步。第二步是带电电离粒子把能量授予物质。 比释动能表示第一步的结果；吸收剂量则表示第二步
的结果。因此，只有满足电子平衡条件和韧致辐射可忽
略不计时，比释动能才等于吸收剂量。
比释动能相对照射量而言，其优点明显： ①比释动能可用于描述不带电电离粒子与任何物质相互作 用（除空气外，还有水、人体组织如：骨、软组织等）； ②测量比释动能不受能量范围的限制，应用能量范围宽； ③比释动能与辐射效应关系密切，更适于描述射线与物质 相互作用，使其在放疗的应用更加实用； ④比释动能单位（戈瑞）是国际法定计量单位。
料为石墨，其有效原子序数小于空气7.6而接近碳Z=6。
结果造成室壁电子在空腔内产生的电离小于在自由空 气电离室中产生的电离，但中心电极铝的原子序数较 大，可为上述损失提供补偿）；
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。
X Q 1 A (1)
式中，Q是在密度为，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 柱形电离室（例如英国NE2571 0.6cc电离室，室壁材
是力争在2-3年，在全国范围内把对电离室的校准 从照射量转到空气比释动能上来。
量计的测量读数值。
在肿瘤放射治疗学中，一直沿用伦琴作为照射量 单位（ 1R=2.58×10-4C/kg) 。由于伦琴属于早已被淘 汰的非法定国际单位制单位（SI），故将照射量校准 因子Nx变通如下形式： Nx=Xs/（2.58×10-4Xm） （3） 式中的量纲为 C/kg，尽管在形式上没有出现非法定单 位，但基准（或标准）装置确定的Xs 值实际上是以伦
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（参看图1）。
国际标准
国家标准 （1） 次级标准 （2） 现场测量仪器 图1 剂量计（包括电离室）校准的方框图
实践中，在标准剂量实验室里，对于几百千伏的X射
线来说，需要用自由空气电离室对临床上使用的现场测量
自20世纪90年代中期，BIPM已将以照射量为主的国
际比对，改为以空气比释动能为主的国际比对。为与国
际接轨和统一，改制已大势所趋，刻不容缓。
2001年底，中国计量科学研究院将已建立的空气 比释动能测量装置送往BIPM参加空气比释动能的国际 比对，其比对结果在0.45%以内吻合，现已上报国家质 量监督检验检疫总局，待批准该装置为国家空气比释 动能基准装置后，既可向全国进行量值传递。