9医用直线加速器的检测
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式中的M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（其值见表11）；Pu为扰动因子（图16）, 校正电离室物质非水物质的等效性；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。 当电离室壁材料是石墨，中心电极材料为铝时，Pcel=1.000。
一般情况下，为剂量计算或测量参考而规定的体 模表面下照射野中心轴上的一个点。对400kV以下 X射线，参考点取在体模表面；对高能X（γ ）射 线，参考点取在体模表面下最大剂量点或依射线
能量不同规定的特定深度。
参考(校准)深度:
在模体中对辐射进行吸收剂量测量时，探测器的有 效测量点所在的深度。
校准因子: 计量检定机构给出的剂量值与被检定的剂量计对该剂量 值的显示值的比值。校准因子可以是吸收剂量校准因子 ND、比释动能校准因子NK或照射量校准因子Nx。
E0
的关系 查表 表2 表Ⅳ P5 P24
见JJG 589-2001 见IAEA 277报告
确定
E0
方法2：公式计算 利用蒙特卡罗方法模拟高能电子束百分 深度剂量 固定SCD： E 2.33 R 固定SSD ： E 0.656 2.059R 0.22( R ) 或
50
D 50 D 50 2
确定X射线辐射质的测量方法示意图
加速器的刻度(绝对剂量测定)
加速器的刻度都是在标准条件下进行的,即SSD =100cm， 射野为10cm10cm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（MU为加速器上监督剂量 仪的监测单位Monitor Unit）。具体由放射物理师负责 调节加速器上剂量监测系统的有关阈值电位器，使加速 器给出一个跳数（即1MU）的输出量精确等于通过国家 标准实验室校准过的剂量计在上述标准条件下测算的结 果1cGy。
组织模体比、剂量比与能量的相应关系
TPR2010 0.60 0.62 0.64 0.66 0.68 0.70 0.72 0.74 0.75 0.76 0.77 0.78 0.79 (0.57 D20/D10 0.520 0.535 0.550 0.570 0.585 0.600 0.615 0.630 0.640 0.645 0.655 0.660 0.675 0.500 MV 3.5 3.9 4.4 5.0 5.8 7.0 8.0 9.5 10.5 12.0 14.0 20.0 25.0 60Coγ 射线 )
检测仪器
静电计，电离室，水箱，温度计，气压计 等
有效测量点
指型电离室 Zp-Zeff = 0.5r
平行板电离室：入射面中心点
电子束的辐射质
IEAE277规程规定： 由水模表面的平均能量 线质。
E0
表示电子束射
标准：测量结果与实际使用的数值的偏 差应不超过3%。
确定
E0
方法1：
D J R 根据 R50 、 50 与
E 0.818 1.935R50 0.040( R50 )
J J
2
RD50、RJ50 与Ēo的关系（SSD=100cm，宽束） Ēo/MeV 4 5 6 7 8 9 10 12 RD50/cm 1.6 2.1 2.5 3.0 3.4 3.8 4.3 5.1 RJ50/cm 1.6 2.1 2.5 3.0 3.4 3.8 4.3 5.1 Ēo/MeV 14 16 18 20 22 25 30 35 RD50/cm 6.0 6.8 7.8 8.6 9.4 10.7 12.8 14.6 RJ50/cm 5.9 6.7 7.6 8.4 9.2 10.4 12.3 14.0
步骤
计算电离室空气吸收剂量校准因子ND
计算水模中校准点处的吸收剂量DW 校准
测量 — 指型电离室
计算公式
DW=Mu· D· W,air· u· cel N S P P
空气吸收剂量校准因子ND
ND=NK•（1-g）•Katt•Km
NK空气比释动能校准因子 由NX计算得到
g 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散射的修正 Km 是室壁和平衡帽材料的非空气等效的修正 查表IAEA 277 表18 JJG589-2001 表A2
国家标准
(1)
现场仪器
次级标准
(2)
如果一个电离室的校准因子是通过（1）与国 家标准比较或者（2）区域性校准试验室的次 极表准比校而得出的，那麽这个校准因子就是 “可追搠于国家标准局的”。次极标准由国家 标准局的校准。
检测内容
辐射质
绝对剂量刻度 机器其它性能
参考标准
中华人民共和国计量检定规程 JJG 589 2001 IAEA TRS-277报告 IAEA TRS-381报告
医用直线加速器的检测
浙江省肿瘤医院放射物理室 狄小云
加速器的发展历史
1895年伦琴发现X线 1899年在瑞典首次使用电离辐射治疗癌症 1940年美国Keirt 发明电子感应加速器 1944年苏联Vekslert提出电子回旋加速器原理 1949年美国用电子感应加速器进行放射治疗 1972年中国开展医用电子感应加速器的研究 1977年北京、南京、上海先后研制成医用电子直线加速 器 1987年北京研制成驻波医用电子直线加速器 1975年中国引进医用电子直线加速器 1977年浙江省肿瘤医院引进医用电子直线加速器进行放
R=dQ/dm=C· -1(库仑· kg 千克-1） 单位：R(伦琴）IR=2.58 ×10-4C· -1 kg
吸收剂量（Absorbed Dose）
吸收剂量是指电离辐射在单位质量的介质中 沉积（Imparted）的平均能量。
D=dE/dm
单位:戈瑞 SI:J/kg 1rad==10-2J/kg=1cGy
E0（或Rp）；校准深度Z（dmax） IAEA TRS №277表Ⅹ
电子束 水/空气阻止本领比Sw,air与E0和水深的关系
扰动因子Pu
DW=Mu· D· W,air· u· cel N S P P
1）校准深度能量EZ：从E0 ，Z/Rp得到EZ/E0，求出EZ （ IAEA 277 表5） 2）电离室空腔内半径r （查电离室指标） 3）扰动因子Pu（IAEA 277 表11）
剂量比法（D20/D10）
测量方法：源至水模表面距离SSD=100cm， 模体表面的辐射野10cm×10cm，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10cm与20cm处的吸收剂量D10 与 D20，并确定D20/D10的比值。
计算空气比释动能校准因子NK
NK = NX (W/e) / (1-g)
NX 照射量校准因子（Co-60射线） 来自刻度证书 W/e 在空气中形成每对离子（电荷为1个电子的电荷）所 消耗的平均能量。 W/e = 33.97J/C
Km Kat
t
值
水对空气的阻止本领比SW,air
DW=Mu· D· W,air· u· cel N S P P
赛博刀（影像引导）
加速器机头结构示意图
偏转磁铁 初级准直器 波导
可调准直器
挡块、楔形 板、补偿器 插槽 Patient
多叶准直器（MLC）
电子枪
电子枪中的电子经阳极和阴极之间的脉冲 负高压（45KV左右）的作用进入加速管， 同时磁控管或速调管将微波功率送入加速 管，电子被加速到所需能量，获得了高能 的电子束经偏转磁铁偏转，直接引出得到 电子束或打靶产生Ｘ线。
吸收剂量的测算公式: 通常SSD取正常治疗距离，并选定照射野，如SSD=100cm，水模表面的射 野为10cm×10cm。电离室的有效测量点在射束轴上距水模表面的深度为 校准深度，电离室轴线与束轴垂直。在有效测量点处的水的吸收剂量Dw （Gy）为：
Dw（Peff）= M·ND·Sw，air·Pu·Pcel
射治疗。
直线加速器的种类
一、电子感应加速器
二、电子直线加速器
三、电子回旋加速器 四、质子加速器 五、重粒子加速器
三、医用直线加速器
类型：行波、驻波 治疗模式：X射线模式、电子线模式、特殊治 疗模式 射线能量：X射线： 6-18MV 电子线： 4-21MeV
医用直线加速器机型：
低能单光子：（4 ～ 6MV X 线） 中能：4～10MVX线 + ≤14Mev电子线 高能：6 ～ 28MVX线 + 4～21Mev电子线
电离室中心电极的修正Pcel
DW=Mu· D· W,air· u· cel N S P P
见IAEA TRS №277表ⅩⅨ
P65
Байду номын сангаас
电子：1.008
计算水模中校准点处的吸收剂量DW
DW=Mu·D·W,air·u·cel N S P P
Mu 是经温度、气压修正后的剂量计读数；
SW,air 为水对空气的阻止本领比（见IAEA TRS №277表ⅩⅢ、Ⅹ）； 光子：表13 电子：表10，
参考标准
中华人民共和国计量检定规程 JJG 589 2001 IAEA TRS-277报告 IAEA TRS-381报告
吸收剂量的测算是临床辐射剂量学的一项主要内容，当光 子和电子束等电离辐射进入人体组织后，通过和人体组织 中的原子相互作用，而传递电离辐射的部分或全部能量。 人体组织吸收电离辐射的能量后，会产生一系列的物理、 化学和生物学变化，最终导致组织的生物学损伤，即生物 效应。生物效应的大小正比于组织中吸收的电离辐的能量。 因此，只要确定组织中所吸收的电离辐射的能量，就能正 确地评估放射治疗的疗效和它的副作用。 测量吸收剂量的方法很多，而电离室法是临床上测量 吸收剂量的最主要和最实用的方法。
加速波导管
用微波电场把电子加速到高能的装置， 频率3000HZ，加速管是一微波波导管， 由一组圆柱型谐振腔组成（直径10cm） 波导管内由微波建立的电磁场为TM010 波，形成轴向分布的电场和横向分布的 磁场。
照射量（Exposure）
照射量是用来表示X射线在空气中产生的电 离能力大小的一个物理量。其定义为：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：
X线射线质的检测
测量条件 SSD = 80～100cm， 辐射束轴与摸体表面垂直。 射野：10cm×10cm 水模体：≥30cm×30cm
X线射线质测量方法
组织模体比法（TPR20/10） 剂量比法（D20/D10）
20 组织模体比法（TPR
10）
测量方法：源至电离室有效测量点的 距离SCD=100cm，过这点并与束轴垂直 的平面上射野10cm×10cm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20cm和10cm，测量出 相应的吸收剂量的比值，即TPR2010
圆柱(指形)形电离室:
圆柱形电离室的结构见下图，图中a在中心部位有一 个空气腔和球形体空气介质。b为以固体空气等效材 如石墨）代替空气外壳，其内表面涂 有一层导电材料，形成
外电极。c为圆柱形电离
室的剖面图，图中另一 电极位于中心，为收集 极（如铝）。
水模体中加速器X射线与放射源γ射线的吸收 剂量测量
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、
百分深度剂量（Percentage Depth Dose,PDD）
固定照射野和源皮距条件下，模体 内任意深度d处的吸收剂量率Dd 与射束 轴上参考点（一般取最大剂量点）d0的 吸收剂量率Dd0的百分数比值PDD，即:
PDD= Dd/Dd0100%。
剂量参考点（Dose Refernence Point）
医用电子直线加速器的主要结构
电子枪 束流传输系统 微波系统 剂量监测系统 真空系统 稳频系统： 辐射系统 高压脉冲调制 控制系统 机械系统
直线加速器
医科达IGRT加速器
新的加速器结构通过机架上附加的千伏级X射线源和性能良 好的影像装置，使得它可以实现IGRT功能。
一般情况下，为剂量计算或测量参考而规定的体 模表面下照射野中心轴上的一个点。对400kV以下 X射线，参考点取在体模表面；对高能X（γ ）射 线，参考点取在体模表面下最大剂量点或依射线
能量不同规定的特定深度。
参考(校准)深度:
在模体中对辐射进行吸收剂量测量时，探测器的有 效测量点所在的深度。
校准因子: 计量检定机构给出的剂量值与被检定的剂量计对该剂量 值的显示值的比值。校准因子可以是吸收剂量校准因子 ND、比释动能校准因子NK或照射量校准因子Nx。
E0
的关系 查表 表2 表Ⅳ P5 P24
见JJG 589-2001 见IAEA 277报告
确定
E0
方法2：公式计算 利用蒙特卡罗方法模拟高能电子束百分 深度剂量 固定SCD： E 2.33 R 固定SSD ： E 0.656 2.059R 0.22( R ) 或
50
D 50 D 50 2
确定X射线辐射质的测量方法示意图
加速器的刻度(绝对剂量测定)
加速器的刻度都是在标准条件下进行的,即SSD =100cm， 射野为10cm10cm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（MU为加速器上监督剂量 仪的监测单位Monitor Unit）。具体由放射物理师负责 调节加速器上剂量监测系统的有关阈值电位器，使加速 器给出一个跳数（即1MU）的输出量精确等于通过国家 标准实验室校准过的剂量计在上述标准条件下测算的结 果1cGy。
组织模体比、剂量比与能量的相应关系
TPR2010 0.60 0.62 0.64 0.66 0.68 0.70 0.72 0.74 0.75 0.76 0.77 0.78 0.79 (0.57 D20/D10 0.520 0.535 0.550 0.570 0.585 0.600 0.615 0.630 0.640 0.645 0.655 0.660 0.675 0.500 MV 3.5 3.9 4.4 5.0 5.8 7.0 8.0 9.5 10.5 12.0 14.0 20.0 25.0 60Coγ 射线 )
检测仪器
静电计，电离室，水箱，温度计，气压计 等
有效测量点
指型电离室 Zp-Zeff = 0.5r
平行板电离室：入射面中心点
电子束的辐射质
IEAE277规程规定： 由水模表面的平均能量 线质。
E0
表示电子束射
标准：测量结果与实际使用的数值的偏 差应不超过3%。
确定
E0
方法1：
D J R 根据 R50 、 50 与
E 0.818 1.935R50 0.040( R50 )
J J
2
RD50、RJ50 与Ēo的关系（SSD=100cm，宽束） Ēo/MeV 4 5 6 7 8 9 10 12 RD50/cm 1.6 2.1 2.5 3.0 3.4 3.8 4.3 5.1 RJ50/cm 1.6 2.1 2.5 3.0 3.4 3.8 4.3 5.1 Ēo/MeV 14 16 18 20 22 25 30 35 RD50/cm 6.0 6.8 7.8 8.6 9.4 10.7 12.8 14.6 RJ50/cm 5.9 6.7 7.6 8.4 9.2 10.4 12.3 14.0
步骤
计算电离室空气吸收剂量校准因子ND
计算水模中校准点处的吸收剂量DW 校准
测量 — 指型电离室
计算公式
DW=Mu· D· W,air· u· cel N S P P
空气吸收剂量校准因子ND
ND=NK•（1-g）•Katt•Km
NK空气比释动能校准因子 由NX计算得到
g 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散射的修正 Km 是室壁和平衡帽材料的非空气等效的修正 查表IAEA 277 表18 JJG589-2001 表A2
国家标准
(1)
现场仪器
次级标准
(2)
如果一个电离室的校准因子是通过（1）与国 家标准比较或者（2）区域性校准试验室的次 极表准比校而得出的，那麽这个校准因子就是 “可追搠于国家标准局的”。次极标准由国家 标准局的校准。
检测内容
辐射质
绝对剂量刻度 机器其它性能
参考标准
中华人民共和国计量检定规程 JJG 589 2001 IAEA TRS-277报告 IAEA TRS-381报告
医用直线加速器的检测
浙江省肿瘤医院放射物理室 狄小云
加速器的发展历史
1895年伦琴发现X线 1899年在瑞典首次使用电离辐射治疗癌症 1940年美国Keirt 发明电子感应加速器 1944年苏联Vekslert提出电子回旋加速器原理 1949年美国用电子感应加速器进行放射治疗 1972年中国开展医用电子感应加速器的研究 1977年北京、南京、上海先后研制成医用电子直线加速 器 1987年北京研制成驻波医用电子直线加速器 1975年中国引进医用电子直线加速器 1977年浙江省肿瘤医院引进医用电子直线加速器进行放
R=dQ/dm=C· -1(库仑· kg 千克-1） 单位：R(伦琴）IR=2.58 ×10-4C· -1 kg
吸收剂量（Absorbed Dose）
吸收剂量是指电离辐射在单位质量的介质中 沉积（Imparted）的平均能量。
D=dE/dm
单位:戈瑞 SI:J/kg 1rad==10-2J/kg=1cGy
E0（或Rp）；校准深度Z（dmax） IAEA TRS №277表Ⅹ
电子束 水/空气阻止本领比Sw,air与E0和水深的关系
扰动因子Pu
DW=Mu· D· W,air· u· cel N S P P
1）校准深度能量EZ：从E0 ，Z/Rp得到EZ/E0，求出EZ （ IAEA 277 表5） 2）电离室空腔内半径r （查电离室指标） 3）扰动因子Pu（IAEA 277 表11）
剂量比法（D20/D10）
测量方法：源至水模表面距离SSD=100cm， 模体表面的辐射野10cm×10cm，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10cm与20cm处的吸收剂量D10 与 D20，并确定D20/D10的比值。
计算空气比释动能校准因子NK
NK = NX (W/e) / (1-g)
NX 照射量校准因子（Co-60射线） 来自刻度证书 W/e 在空气中形成每对离子（电荷为1个电子的电荷）所 消耗的平均能量。 W/e = 33.97J/C
Km Kat
t
值
水对空气的阻止本领比SW,air
DW=Mu· D· W,air· u· cel N S P P
赛博刀（影像引导）
加速器机头结构示意图
偏转磁铁 初级准直器 波导
可调准直器
挡块、楔形 板、补偿器 插槽 Patient
多叶准直器（MLC）
电子枪
电子枪中的电子经阳极和阴极之间的脉冲 负高压（45KV左右）的作用进入加速管， 同时磁控管或速调管将微波功率送入加速 管，电子被加速到所需能量，获得了高能 的电子束经偏转磁铁偏转，直接引出得到 电子束或打靶产生Ｘ线。
吸收剂量的测算公式: 通常SSD取正常治疗距离，并选定照射野，如SSD=100cm，水模表面的射 野为10cm×10cm。电离室的有效测量点在射束轴上距水模表面的深度为 校准深度，电离室轴线与束轴垂直。在有效测量点处的水的吸收剂量Dw （Gy）为：
Dw（Peff）= M·ND·Sw，air·Pu·Pcel
射治疗。
直线加速器的种类
一、电子感应加速器
二、电子直线加速器
三、电子回旋加速器 四、质子加速器 五、重粒子加速器
三、医用直线加速器
类型：行波、驻波 治疗模式：X射线模式、电子线模式、特殊治 疗模式 射线能量：X射线： 6-18MV 电子线： 4-21MeV
医用直线加速器机型：
低能单光子：（4 ～ 6MV X 线） 中能：4～10MVX线 + ≤14Mev电子线 高能：6 ～ 28MVX线 + 4～21Mev电子线
电离室中心电极的修正Pcel
DW=Mu· D· W,air· u· cel N S P P
见IAEA TRS №277表ⅩⅨ
P65
Байду номын сангаас
电子：1.008
计算水模中校准点处的吸收剂量DW
DW=Mu·D·W,air·u·cel N S P P
Mu 是经温度、气压修正后的剂量计读数；
SW,air 为水对空气的阻止本领比（见IAEA TRS №277表ⅩⅢ、Ⅹ）； 光子：表13 电子：表10，
参考标准
中华人民共和国计量检定规程 JJG 589 2001 IAEA TRS-277报告 IAEA TRS-381报告
吸收剂量的测算是临床辐射剂量学的一项主要内容，当光 子和电子束等电离辐射进入人体组织后，通过和人体组织 中的原子相互作用，而传递电离辐射的部分或全部能量。 人体组织吸收电离辐射的能量后，会产生一系列的物理、 化学和生物学变化，最终导致组织的生物学损伤，即生物 效应。生物效应的大小正比于组织中吸收的电离辐的能量。 因此，只要确定组织中所吸收的电离辐射的能量，就能正 确地评估放射治疗的疗效和它的副作用。 测量吸收剂量的方法很多，而电离室法是临床上测量 吸收剂量的最主要和最实用的方法。
加速波导管
用微波电场把电子加速到高能的装置， 频率3000HZ，加速管是一微波波导管， 由一组圆柱型谐振腔组成（直径10cm） 波导管内由微波建立的电磁场为TM010 波，形成轴向分布的电场和横向分布的 磁场。
照射量（Exposure）
照射量是用来表示X射线在空气中产生的电 离能力大小的一个物理量。其定义为：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：
X线射线质的检测
测量条件 SSD = 80～100cm， 辐射束轴与摸体表面垂直。 射野：10cm×10cm 水模体：≥30cm×30cm
X线射线质测量方法
组织模体比法（TPR20/10） 剂量比法（D20/D10）
20 组织模体比法（TPR
10）
测量方法：源至电离室有效测量点的 距离SCD=100cm，过这点并与束轴垂直 的平面上射野10cm×10cm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20cm和10cm，测量出 相应的吸收剂量的比值，即TPR2010
圆柱(指形)形电离室:
圆柱形电离室的结构见下图，图中a在中心部位有一 个空气腔和球形体空气介质。b为以固体空气等效材 如石墨）代替空气外壳，其内表面涂 有一层导电材料，形成
外电极。c为圆柱形电离
室的剖面图，图中另一 电极位于中心，为收集 极（如铝）。
水模体中加速器X射线与放射源γ射线的吸收 剂量测量
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、
百分深度剂量（Percentage Depth Dose,PDD）
固定照射野和源皮距条件下，模体 内任意深度d处的吸收剂量率Dd 与射束 轴上参考点（一般取最大剂量点）d0的 吸收剂量率Dd0的百分数比值PDD，即:
PDD= Dd/Dd0100%。
剂量参考点（Dose Refernence Point）
医用电子直线加速器的主要结构
电子枪 束流传输系统 微波系统 剂量监测系统 真空系统 稳频系统： 辐射系统 高压脉冲调制 控制系统 机械系统
直线加速器
医科达IGRT加速器
新的加速器结构通过机架上附加的千伏级X射线源和性能良 好的影像装置，使得它可以实现IGRT功能。