李懿，王軍良，王運來

1 解放軍總醫(yī)院放療科，北京市，100853

2 解放軍307醫(yī)院放療科，北京市，100071

患者在CT掃描過程中接受的劑量主要用CT劑量指數(shù)（CTDI）來描述，CTDI常用CT指形電離室在標準圓柱形有機玻璃模體中或空氣中測量。診斷CT掃描機主要采用kV級射線，CT指形電離室常在空氣中用空氣比釋動能校準[1-3]。隨著MV級錐形束CT和螺旋斷層治療機內(nèi)置的MV級扇形束CT的臨床應用，需要評估MVCT掃描過程中患者接受的劑量[4-7]。由于電離室能量相應的影響，CT指形電離室用于MV級CTDI測量時需要重新進行校準[8]。本文對PTW TM30009 CT指形電離室在T40017頭部模體中用60Co射線進行校準，并研究電離室的劑量線性和劑量響應的均勻性。

1 材料與方法

本文測量采用的劑量儀為UNIDOS，電離室采用PTW TM30009 CT電離室，其內(nèi)半徑為0.7 cm，靈敏體積長度為10 cm，靈敏體積為3.14 mL，室壁為1 mm厚涂石墨的甲基丙烯酸甲酯（PMMA）塑料。T40017頭部模體直徑為16 cm，長度為15 cm。模體中心C及周邊1 cm深度處互相垂直的A、B、D、E 4個不同位置有測量電離室插孔。

1.1 CT電離室的校準

將頭部模體放置在治療床上，調(diào)整模體和治療床的位置，使治療室的激光燈十字線和模體的十字線重合。將CT電離室放進中心插孔內(nèi)，其它4個插孔插入有機玻璃細棒。60Co治療機的控制臺設置照射野為20 cm×20 cm，劑量儀測量時間預置為60 s。放射源到位開始照射后劑量儀開始測量，記錄劑量儀的電荷量讀數(shù)，重復測量3次取平均值。取出CT電離室，將中心插孔中的底端氣孔用膠帶密封好，插孔中加入水，把0.6 mL電離室插入，照射條件不變，測量模體中的吸收劑量。

經(jīng)溫度氣壓修正后劑量儀的電荷量讀數(shù)為M（單位：C）；Dw為0.6 mL電離室測量的吸收劑量，則標準劑量長度為Dw·L，式中L為電離室靈敏體積受照射的長度。用吸收劑量校準的CT電離室校準因子（單位：Gy·cm/C）為：

1.2 CT電離室劑量響應和照射野寬度的關系

60Co治療機的控制臺設置照射野寬度為20 cm，長度分別為3 cm、4 cm、6 cm、8 cm、10 cm、12 cm、16 cm和20 cm。劑量儀測量時間預置為60 s。放射源到位開始照射后劑量儀開始測量，記錄劑量儀的讀數(shù)，重復測量3次取平均值。分析CT電離室劑量的響應隨照射長度的變化。為了考慮照射野輸出因子的影響，相同條件下用0.6 mL電離室測量吸收劑量。

1.3 CT電離室劑量響應的線性

控制臺設置照射野大小分別為20 cm×3 cm和20 cm×20 cm。劑量儀測量時間分別預置為5 s、10 s、20 s、40 s、80 s和160 s。記錄劑量儀的讀數(shù)，每次重復測量3次取平均值。

1.4 CT電離室劑量響應的均勻性

控制臺設置照射野大小為20 cm×3 cm，在托架上放置厚6 cm擋鉛遮擋形成1 cm寬的照射野。劑量儀測量時間預置為60 s，記錄劑量儀的讀數(shù)，重復測量3次取平均值。以1 cm為間隔，調(diào)整治療床的位置，使電離室在下一個位置測量，直到測量覆蓋所有的電離室。

2 結(jié)果

2.1 校準因子

照射野大小為20 cm×20 cm，60 s測量計數(shù)，0.6 mL電離室測量的吸收劑量為1.764 Gy，CT電離室累積的電荷量為134.2 nC，則CT電離室的劑量—長度乘積的校準因子為NDL=1.314×108Gy·cm/C。

2.2 CT電離室劑量響應和照射野寬度的關系

照射野的寬度為20 cm，長度由3 cm增加到20 cm時，CT電離室劑量的響應隨照射長度的變化見表1，表中NDL的相對誤差以照射野大小為20 cm×20 cm的刻度因子為標準。由表可以看出，照射野長度小于CT電離室靈敏體積長度時，測量讀數(shù)與照射野長度成正比；超過10 cm時，測量計數(shù)變化很小。照射野較窄時，由于半影區(qū)的劑量貢獻，CT電離室直接測量的吸收劑量―長度乘積值（M）比0.6 mL電離室測量的吸收劑量×照射野長度之積（Dw·L）偏大。照射野大于10 cm時，由于電離室桿效應的影響，0.6 mL電離室測量的吸收劑量×照射野長度之積（Dw·L）反而偏大。

表1 照射野長度對指形電離室刻度因子的影響Tab.1 The irradiated length’s effect on pencil chamber calibration factor

2.3 CT電離室劑量響應的線性

固定照射野大小為20 cm×20 cm，改變測量時間，用0.6 mL電離室和CT電離室測量的結(jié)果見圖1。為了比較電離室部分照射的劑量線性，圖中也給出了20 cm×3 cm照射野CT電離室測量的結(jié)果。

圖1 CT電離室劑量響應的線性Fig.1 CT chamber dose linearity pesponse

照射野大小分別為20 cm×20 cm和20 cm×3 cm時，CT電離室給出的吸收劑量―長度乘積值（M）和時間之間關系的擬合的結(jié)果分別為M= 0.223 73×t+ 0.003 93和M=0.059 28×t+ 0.001 17；相比之下，照射野大小為20 cm×20 cm時，0.6 mL電離室測量的吸收劑量線性擬合方程為Dw= 0.029 35×t+0.000 843。所以結(jié)果擬合的線性相關系數(shù)都大于0.999 9，說明線性很好；同時，3條直線的縱軸截距也很小，說明殘存計數(shù)很小，CT劑量測量時不需要再進行殘存計數(shù)修正。

2.4 CT電離室劑量響應的均勻性

照射野大小分別為20 cm×1 cm和20 cm×3 cm時， CT電離室測量空間均勻性的結(jié)果見圖2，圖中橫坐標為照射野中心位置到CT電離室靈敏體積中心的距離。由圖2可以看出，10 cm長的靈敏體積范圍內(nèi)，CT電離室對于MV級射線的劑量響應基本均勻。但在電離室兩端由于電場強度畸變和半影影響，測量結(jié)果較低。照射野越寬，邊緣部分體積照射效應越明顯，偏差越大。

圖2 電離室劑量響應的均勻性Fig.2 Chamber dose spatial response

3 討論

劑量指數(shù)（CTDI）定義為沿垂直于斷層攝影平面的直線上的劑量分布的積分，除以單次掃描的斷層照片數(shù)與斷層攝影的標稱切片厚度的乘積[8-9]。

其中N是測量時CT掃描儀旋轉(zhuǎn)的圈數(shù)，T是掃描時的層厚，則表示劑量沿電離室軸線方向從-∞→∞的積分。由于測量-∞→∞的線積分劑量理論和實踐上都是不可能的，因此實際應用中只是用CT電離室測量一定長度上劑量的積分。

雖然CTDI的概念和CT電離室都是為評估kV級CT掃描時患者接受劑量而提出和設計的，但它們也可以推廣應用到MVCT。CT電離室常用kV級射線校準，一般在空氣中測量，校準因子用空氣比釋動能長度乘積給出；但應用到MVCT時，由于存在能量響應，CT電離室需要用MV射線校準，校準因子常用劑量—長度乘積，需在模體中測量。

目前放療中常用的MVCT主要用于患者治療位置的驗證，常用6 MV射線的加速器機載MV錐形束CT(MVCBCT)和3.5 MV射線螺旋斷層放療機(TomoTherapy)扇形束CT。CT電離室需要在均勻的輻射場中校準，加速器治療照射采用的射線束很難達到要求。60Co治療機的輻射場比較均勻，射線質(zhì)接近MVCT的射線質(zhì)，適用于CT電離室的劑量—長度校準。

根據(jù)劑量校準公式， CT電離室在MV射線校準時誤差來源包括：在國家計量院60Co輻射束檢定的劑量計的不確定度；將照射量轉(zhuǎn)換為吸收劑量引起的不確定度；標準電離室能量相應變化及散射引起的不確定度；劑量計電荷量測量、溫度氣壓變化、幾何布置等引起的不確定度等?？偟牟淮_定度應不大于4%。

CT電離室經(jīng)過60Co射線校準后可以用于MVCT的CTDI測量，以監(jiān)測MVCT掃描機的輻射劑量輸出穩(wěn)定性以及評估患者接受的劑量，有利于優(yōu)化掃描條件和降低輻射危害。

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