加速器基本剂量系统

剂量计算物理量及定律-2

TPR（TMR）：与SSD无关（一定范围内成立） 参考模体固定 固定水箱位置及测量探头 往水箱注水以改变深度 深度Z处的剂量为Dz TPR(z) = Dz / Dref
物理意义：联系相同SPD， 不同深度的点剂量
剂量计算物理量及定律-3

InverseSquareLaw：仅对于点源成立
P75 式(3-46、50)


ND：空气吸收剂量因子（电离室结构及室壁材料 的效果）
水中的吸收剂量
电离室空气等效
（建成、室壁、气腔、中心电极）
将电离室放到水中，等于在水中放一个空气腔， 气腔电离量 => 气腔剂量 => 水剂量


Dw=Mu· (W/e)· Nx· Katt· (Sw/Sa)u·Pu·Pcel Km =Mu ·ND ·(Sw/Sa)u ·Pu ·Pcel ——P77式(3-53) ND：空气吸收剂量校准因子
标定原理及CF因子

Dw=Mu· (W/e) · · (Sw/Sa)u· Pcel Nx· Katt Km· Pu· 实际测量时： Dw = Mu · F C
定义： CF = Nx· (W/e) · · (Sw/Sa)u· Pcel Katt Km· Pu·
CF因子的影响因素

CF = Nx· (W/e) · · (Sw/Sa)u· Pcel Katt Km· Pu· Katt ：室壁材料的空气不完全等效 Km：室壁材料的吸收及散射 (Sw/Sa)：射线质空气与水的阻止本领比 Pu：“气腔”置入水中时的扰动因子 Pcel：中心电极的空气不完全等效


CF因子计算表格说明
计算结果仅作参考
基于TRS2Байду номын сангаас7的剂量较准


1、温度、气压平衡 提前N小时将模体放入治疗室 2、复合修正：双电压法
M1 M1 p s 2 .0 0 1 2 .4 0 2 1 .4 0 4 M2 M2
2

3、有效测量点修正：0.55r 4、将最终结果折算到Dmax点 单位：cGy / MU
加速器基本剂量系统
基于IAEA-TRS277
基本内容
TRS277校准原理及CF因子计算 临床剂量计算原理 临床数据采集概要
基本概念复习

剂量：能量（传递给单位质量的介质）


能量淀积的两种典型效果：电离与升温
剂量测量：自由空气电离室与量热法 Bragg-gray理论：将自由空气电离室原理应用 到临床剂量测量的理论依据
剂量传递

国际标准实验室 国家一级标准实验室


国家二级标准实验室
现场剂量标定

剂量规程：一种行业实施规范，不是绝对标准
标准实验室的校准结果：Nx

意义：接收到单位照 射量时的仪器读数
单位：R ·Rdg-1 （伦琴每单位读数）

各个量程不同
空气吸收剂量

空气吸收剂量（理论）： Da (cGy) = 0.876 (cGy / R) ·X(R) P44式(3-13) 空气吸收剂量（实际）： Da,c =Mc ·Nx· (W/e) · Katt · = Mc ·ND Km
可以是高密度的材料制成，但最好是水等效材
料（散射效果）
– –
射野边长 > 建成帽直径 如果建成帽直径较大，可以放在离等中心较 远的地方测量

Sp = Scp / Sc
临床剂量数据处理-1

PDD表格：直接由扫描数据取样（步长 < 1cm) TMR表格：通过水箱软件计算

或者：TMR(d,FSZd)= PDD(d,FSZ,f)· ((f+d)/(f+dm))2 ·Sp(FSZm)/Sp(FSZd)


Sc：准直器散射的影响
Sp：参考深度处，模体散射的影响 TrayFactor(Tf)：挡块托架衰减的效果
WedgeFactor(Wf)：楔形板衰减的效果
临床剂量计算示例

计算：SSD93，Depth9，FSZ4x8， BlockFSZ=5，W30, Dt=120
0、SSD100 Depth1.5 FSZ10x10: 1cGy / MU 1、FSZ: 10 -> 6.4，Sc = 0.968 2、BlockFSZ=5，照射面积10 -> 5： Tf = 0.946 Sp（ 5） = 0.977
输出因子的测量

Scp – 在参考深度处测量（dref -> TPR, dm -> TMR） – 采用灵敏体积合适的探测器 – 准确测量最小野的数据
由于侧向散射失衡，剂量从中心开始就迅速跌落，
探测器的体积平均效应和空间位置误差都会使测量 结果严重偏低）
散射因子的测量

Sc
–
–
在空气中测量 合适的建成帽

所有参数由两个因素决定：电离室、射线质
CF因子计算原理

电离室： 建成帽及室壁：石墨、PAMM等 中心电极：铝

射线质： 由PDD或TPR参数表征 SSD100 FSZ10x10时的 PDD10 射线质指数TPR20/10
CF因子计算的实现

对于特定的电离室（材料不变）， CF因子由射 线质确定 CF因子计算时的Katt、Km等各因子可由TRS277 报告中提供的表格通过射线质查表得到 将TRS277中各个表格合并成一个Excel文件，自 动完成CF因子计算 （ Nx· (W/e) · · (Sw/Sa)u· Pcel ） Katt Km· Pu·
数据采集的提示

测量前需要对加速器作较全面的QA

楔形因子
– –
–
深度依赖性，尽量在接近于临床所用深度处测量 电离室长轴垂直于楔形方向 测量楔形板反向时的读数，确定中心

用电离室探测器测量电子线时，得到电离曲线而 非剂量曲线
扫描数据测量



PDD、OAR、Profile等 实质：测量输出剂量率随空间的变化 参考探头：监测输出剂量率随时间的波动（空 间各点的剂量率随时间的变化都是一样的） 原理：通过测量探头与参考探头的剂量率比值 测量探头读数随测量点的剂量率变化，要保证 所有点的读数都在控测器的测量范围内（尤其 测量楔形板OAR时）


临床剂量数据处理

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表格交付使用之前
必须检查、验算数据正确性 必要时，应测量验证

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谢
谢
请指
点
——剂量校准实验——（可选）
剂量校准实验

1、提前将仪器放到治疗室 2、校准前先作加速器QA
∴ 120 cGy / (0.4777 cGy / MU) = 251.2 MU

关于模体散射

Sp：由治疗深度处的实际照射截面大小 决定的模 体散射效果 以上例子中，挡块野FSZ5，一般是指照射截面在 SAD处投影是5，那么在治疗深度处是：5 *((93 + 9) / 100) = 5.1 SSD+Depth与SAD相差较大时，就需要用治疗深 度处的截面大小来计算Sp
Wf = 0.544
临床剂量计算示例

SSD100 Depth1.5 FSZ10x10时： 1cGy / MU

SSD93，Depth9, FSZ4x8, BlockFSZ=5, W30时： 1cGy / MU*Sc*Sp*Tf*invsq1*invsq2*TMR* Wf = 0.4777 cGy / MU
临床剂量体系

校准结果的表述：
SSD100、FSZ10x10、Depth10： xxx cGy/MU

剂量体系：绝剂量+相对剂量
绝对剂量：输出量校准结果 相对剂量：PDD、OAR、输出因子、透射（穿射）因 子等，或者是由这些测量参数构建的剂量模型

相对剂量体系：计算任意条件下任意点的剂量 与参考条件下参考剂量点之间的相对关系


基本内容
TRS277校准原理及CF因子计算 临床剂量计算原理 临床数据采集介绍
临床需要的剂量数据

一般测量条件：SSD=SAD 设备：水箱（一、二、三维） 数据种类：PDD（OAR）、Scp、Sc、Wf、Tf

Scp & Sc => Sp PDD & Sp => TMR (TPR) Wf：不同楔形角度，不同射野
–
机架0度、光射野一致性、铅门位置、光距尺 、“+” 与准直器轴线、射线质

3、如果是用小水箱（0维水箱），把水面对齐刻 度线时请注意表面张力的影响 4、如果用一维水箱，一般是先将电离室对齐到 水面，再下降到校准深度
基本内容
TRS277校准原理及CF因子计算 临床剂量计算原理 临床数据采集介绍
剂量校准的实施

1、剂量校准工作表 2、剂量校准记录表格(附使用说明)


有效测量点修正(Peff)，电离室气腔半径相关
0.5r, 0.75r, 0.6r? =>
0.55r
(TRS381)
0.55 * (0.625 / 2) = 0.172cm
剂量校准实验

1、提前将仪器放到治疗室 2、校准前先作加速器QA
Dy’
<-> Dy： SPD：平方反比因子 模体面积：Sp
电子线相关问题

剂量曲线 vs 电离曲线 标称SSD下的PDD 标准限光筒的输出因子 （dmax点测量）

治疗方式：标称SSD处治疗 剂量计算：PDD及限光筒输出因子 小野：实际测量 vs TPS计算

数据表格

电子线临床数据表格 X线临临床数据表格 电动楔形板楔形因子的计算
P171式(5-35)
临床剂量数据处理-2

楔形因子：直接测量得到 托架因子：直接测量得到 Tf及Wf的测量：CAX中心轴线上，接近于临床 常用的深度(如10cm) 楔形野偏轴点剂量计算时，Wf不再可用 （需要配合OAR等数据）
PDD到TMR的转换

PDDy = Dy / Dx TMRy = Dy’ / Dx =PDDy * Dy’ / Dy
临床剂量计算原理

前提：均匀水模体、垂直入射、正方形射野、中
心轴上的点

思路：由校准状态（几何及剂量状态）出发，应 用已知定律推导出在治疗条件下的剂量 离轴点的剂量需要同时考虑OAR及半影的影响， 一般由TPS或专门的计算程序实现

剂量计算物理量及定律-1

PDD：在SSD=SAD条件 测量： 测量探头沿Z轴自下而上 PDDz = Dz / Dm 物理意义：联系相同SSD， 不同深度处的点的剂量
–
机架0度、光射野一致性、铅门位置、光距尺 、“+” 与准直器轴线、射线质

3、如果是用小水箱（0维水箱），在将水面对齐 刻度线时请注意表面张力的影响 4、如果用一维水箱，一般是先将电离室对齐到 水面，再下降到校准深度

临床剂量计算示例
3、SSD：100 -> 93 => SPD: 101.5 -> 94.5 ∴ invsq1 =1.154 4、Depth: 1.5 -> 9 => SPD: 94.5 -> 101 ∴ invsq2 = 0.875 ∴ TMR(FSZ6.4, Depth9) = 0.972
5、W30: