SRT-100

2020年12月美国Sensus Healthcare正式授权Ekpac Healthcare(香港维昌医疗)为SRT-100中国大陆及香港地区的独家代理

  1. 科普

SRT-100的软X线输出量及质量检测



     SRT-100软X射线治疗设备输出剂量的测算是以国家计量检定规程《外照射治疗辐射源》JJG589—2001和美同医学物理学家协会 AAPM TG61号报告为基准 ,并参考了IAEATRS277技术报告提供的有关数据和 TRS398提供的有关内容 ;对于质量保证 (Quality Assurance,QA)与质量控制 (Quality Control,QC),其两者的概念十分接近,后者偏重于质保系统的量化测量和评估,是指对质量保证的结 果采取相关行动的措施。本研究有关质量保证的内容是以SRT-100软X射线治疗机为例,并参考胡逸民主编 的 《肿瘤放射物理学》与冯宁远主编的 《实用放射治疗物理学》 的相关内容,结合医院的具体实际情况制订切实可行的措施 ,加以严格执行。本研究的质保措施内容主要是对输出剂量、射束质及射野特性的检测。

     1、电离室剂量计的定期检定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,而被国际权威学术组织和国家技术监督部门确定用于放射治疗日及收剂量校准及日常监测的主要方法 。遵照罔家计量检定规程 JJG912—2010《治疗水平电离室剂量计》要求 ,每年定期一次将医院现场使用的剂量计连同电离室一起送检到国家有关计量部门,由国家一级标准剂量实验室 (PSDL)或次级标准剂量实验室 (SSDL) 给出照射量校准因子或空气比释动能校准因子IVK及水吸 收剂量校准因子 。检定的目的是为在世界范同内通过该类量值测量提供一个互认、可溯源和可比对的基础 。一旦实 验室检定的结果超出上一年度检定结果的 ±1%,实验室将 通知用户在 8个月后进行复检。几年后,实验室对电离室剂量计进行分析,其检定结果允许在正负之间有微小的波动, 如检定结果是同向的逐年递增或递减,那么剂量计电离室就 应送到有关部进行检修,检修后应重新进行检定。

     使用比释动能概念对电离室型剂量计进行检定相对于 照射量而言优势明显:
(1)比释动能概念可用于不带电电 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同的限 制,应用能量范同宽;
(3)比释动能与辐射效应关系密切, 更适于捕述射线与物质相互作用,使其存放疗中的应用更 加实用;
(4)比释动能单位 (Gv)是国际法定计量单位。 2001年底,中国计量科学研究院将自己研制的空气比释动能测量装置送往国际计量局 (BIMP)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 ” 。

     近些年来,各国的PSDL或 SSDL普遍应用水吸收剂量直接校准用户的现场测量仪器即电离室剂量计,给出水吸收剂量校准因子IVw。用户使用IVw计算水吸收剂量其优点不仅在一定程度上减少了不确定度,而且计算公式简单,简化了吸收剂量的计算过程,在各国的 PSDL测量的水中吸收剂量值的比对偏差不足 0.7% 。作为水吸收剂量量值复现的方法之一,中国计量科学研究院的相关部门参加了亚太 国际关键比对,与比对参考值的差异为0.04%,并取得了同际等效,在技术上具备了开展我国水吸收剂量量值传递的能力,以期服务于我国计量标准实验室和放射治疗中心。

2、SRT-100 软X射线治疗机自检 Sensus SRT-100是一台独立的专用于皮肤病变的放射治疗设备,该系统提供了能量为50/70/100 kV X射线的低能浅层辐照。 每天开始治疗患者前,冶疗机强制进行自检。将放置在机架 L的质控自检设备,即辐射探测器系统安装在机头, 该系统顶端有一个和限束筒一样的与治疗机的接口,使其极易与机头连接,按下控制台上的START出束启动按钮,自动出束20s,并从 10~100 kV之间,每隔10 kv进行自检, 自检完毕,在控制面板上即刻显示”I(X)%RAD CHECK OK” 表明已进入安全的治疗患者模式,若低于97%则不能进入治疗模式。每天治疗运行期问若停机超过4 h,治疗机则需重新 启动并按照J一述模式自检,每档自检时间均同定为0.2min。

3 、SRT-100软X射线治疗机的吸收剂量率的测算
3.1 水模体表面的吸收剂量率的测量 水吸收剂量是放射治疗的参考剂量,对于低能 X线的水 吸收剂量率的测量 ,可使用平板电离室,也可使用圆柱形 电离室。但对 60 kV以下的x线,必须使用平板电离室对其 吸收剂量率进行测量” ;电离室可在空气中进行测量,也 可在水模体表面进行测量。如使用的测量模体 frrw 2962有 机玻璃 (PMMA)模体,由于 PMMA模体表面与水模体表面 的反向散射相比,其数值差别不大,故可忽略,但如果存有 机玻璃模体中某一特定深度进行测量,则需考虑吸收厚度和 减弱系数的影响,即考虑对有机玻璃模体进行与水等效的换 算。若在空气中测量,由照射量或空气比释动能换算成水体 模表面的口发收剂量率时,需乘以反散射因子B。

     对模体表面的吸收剂量率的测量,每周一次或每两周一次使用经PSDI 或SSDL校准过的电离室剂量计和模体对SRT-100 软X射线治疗机的所有能量对应的全部限束筒进行吸收剂量率的测算。首先将平板电离室 PTw 34013的电缆连接 到剂量计 UNIDOS E,并将其探头插入 PTW 2962平板模体 内,剂量计预热 15 rain(应注意模体须数小时前放置于测 量室内,以达到与室内温度的平衡 )。并将治疗室内现场 测量的温度 、气压值通过 UNIDOS E相关的按键 一起输入到 剂量计,以上所有参数除测量读数 M外,均可通过国家有 关检定规程和本研究提供的表 1查到。然后分别对50 kV, 70 kV和 100 kV所对应的 1.5 cm, 2.5 cm, 5.0 cm, 10.0 cm限束简在模体表面的输出剂量进行测算,每次出束30 s,每个能量对应的各个限束筒需测量 3—5次,取均数后 并计算出各限束筒在模体表面处的吸收剂量率 (cGy/min), 允许误差在 ±3%范同以内。

     应当指出,对于软x线治疗机输出量的测量,源皮距 SSD(或称焦皮距 FSD)的mm级微小变化,也会引起对测 量结果的很大改变。对加速器产生的高能x线,其测量和治疗患者的标称源皮距SSD=100 cm,而低能治疗机X线的靶点距限柬筒末端,即SSD,一般为 15 cm或25 tin。若测量 时,限光筒端面与模体表面产生2-3 lnIn的空气间隙,根据 x线在空气介质中按距离平方反比衰减规律计算,其治疗机产生的低能 x线输出量将衰减至 152/(15+0.3) =0.961 (SSD=15 cm, 间隙为 0.3 cm),也就是说,由此造成患者少接受 3.9%的处方剂量的照射。而对于高能x线 100 /(100+0.3) 0.994(SSD=100 cm, 间隙为0I3 cm), 引起的患者欠剂量仅为0.6% 。

3.2 使用照射量或空气比释动能校准因子计算模体表面处的吸收剂量率 若使用的剂量计未配置有温度、气压的自动修正功能, 首先应对剂量计的测量读数即电离室内的空气密度效应进行温度、气压的修正 ,
KTP=[(273.15+T)/293.15】.101.3/
(1) 式中,T、P分别为治疗室内的温度与气压。根据 PSDL或 SSDL给出的IVX或 IVK值,按下式计算出水模表面处的吸收 剂量Dw:
Dw=M ·NK·B·t ·( /p)⋯ · d
(2) 式中, 为剂量计在空气中测量的经 修正后的平均显示 值 (div);NK是空气比释动能校准因子,其单位是Gy/div。 为水模体表面反散射因子,即模体表面处的剂量与在空间 同一点无模体时的剂量的比值 ;ku是因校准剂量计 的辐射场与被测量的辐射场的不同而引起的修正,一般取 ku=1;是水对空气的质能吸收系数之比的平均值。若使用照射量校准因子 计算水模表面处的吸收剂量,则:
D :M·IVx‘W/e·B·屯·( /p) ‘ l
(3) 式 中,帆 是照 射量 校准 因子,单 位是 c·kg~·div 或 2.58 X 10~C·kg~·div~;W/e为空气平均电离功,是指在 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=33.97 J/C;由于测量吸收剂量率的电离室探头不是在 空气中而是在有机玻璃模体的表面处,故反散射因子 B可 视作为 1。

3.3 应用水吸收剂量校准因子测算模体表面的吸收剂量率测量方法与使用照射量和空气比释动能校准因子的测量方法相同,只是计算公式及计算过程更为简化。其计算公式: Dw ‘IVD ,KQ式中D 为模体表面的吸收剂量率;M为电离室探头在模体 表面测量时,经修正后的剂量计的平均显示值 (div); IVn 为水吸收剂量校准因子;Ko为能量校准因子。如本研究介绍所使用的剂量计 PTw UNIDOS E和平板电离室 PTw 34013经德国 PTw 的 SSDL实验室校准,给出的水吸收剂 量校准因子 IVn 为5.959×10 Gy/C,可溯源到PTB德国国家基准;其提供的50 kV和70 kV能量校准因子分别为 1.006 和 0.993。

3.4 大野的输出剂量检测根据临床需要,通常低能x线治疗机均配备有直 径为 10 em以下的常规限束筒,如Sensus SlIT一100就有 1.5 em, 2.5 cm, 5.0 em和 10.0 em限束筒,而对 于8 em×18 em大野矩形限束筒,无法应用专用模体 P11w 2962(13 em×13 em)进行输出量的检测,对此我们推荐 3 种测量方法,以供大家根据 自己的实际情况加以选择。 首先可使用平板电离室在空气中测量8 em×18 em限束 筒的照射量或空气比释动能,并根据公式 (2)或 (3)计 算出模体表面的吸收剂量率。其次也可使用圆柱形电离室 对低能x线中较高能量如70 kV,100kV的x线的输出量, 在空气中测量并计算相当于空间同一位置的体模表面的吸收剂量率。其放置在限束筒末端的电离室中心 (即有效测 量点 )至射线源的距离为 (r/2),由于圆柱形电离室的 有效测量点在探头的几何中心,故应对公式 (2)或 (3) 作反平方的修正,即应乘以反平方因子 (鱼 ) 。其中S 为源 一表面距离,r为电离室外径 [20]o 从PTW 2962模体中,取出3块厚度相同的模板,其中 一块为带有PrI’w 34013平板电离室穴槽的适配器,放置在 中间位置,且 3块模板需在同一个水平面内依次贴紧,并 在模板下面放置一定厚度的PMMA模板,以增加对反向散 射线的吸收。

具体的测算方法:首先对 05.0 em参考限束筒 进行测量,然后在完全相同的测量条件下,对 8 em×18 em限 束筒进行测量,最后再次对 5.0 em参考限束筒进行测量, 并用8 em×18 em限束筒的测量结果除以 5.0 em限束筒先 后两次测量值的均数,即射野输出因数。每次检测输出量时, 只要测出05.0 em参考限束筒的数值并乘以该射野输出因数, 即可间接获取 8 em x 18 cm限束筒输出量的检测值。 选用厚度为 1 cm、面积为20em×20em的PMMA板一块, 并在其中心位置,按 34013平板电离室的形状与尺寸, 精确加工其插入的穴槽,即测量模体适配器,注意:测量时 插入适配器中的平板电离室探头的有效测量点恰好在体模的 几何中心轴线上,电离室入射窗外表面恰好与模板表面等高 口 l。同样在模板下面须放置一定厚度的PMMA模板。 4 SRT一100 x线治疗机剂量重复性的检测 每周一次分别对 SRT-100 X线治疗机的 50 kV,7O kV, 100kV所对应的 5.0 cm限束筒的x线的重复性、稳定性进 行检测,具体检测方法:每次出束时间30 s,每次测量出束 3 5次,最大和最小值与均值的误差要求不超过 ±3%。

5、SRT-100软 X线治疗机积分剂量线性的检测每周一次分别对SlIT一100 X线治疗机的50 kV,70 kV 和 100 kV所对应的 5.0 em束筒的x射线的积分剂量线 性进行检测,具体检测方法:出束时间依次为 15 s,30 s, 45 s,60 s等等 ,测量时间 一吸收剂量 (eGy)函数关系, 拟合曲线应为一条直线,该直线到原点及各测量点结果偏差应在 ±2%限值区域。该值QA质保措施可安排每年 1次。

6、SRT-100 X线治疗机射束质 (即半值层 )的检测每年一次选用 5.0 em和 10.0 em参考限束筒 分别 对SIlT一100x线治疗机的射束质即50 kv,70 kV和100 kV 的半值层 (HalfValue Layer,HVL)进行检测。表4是对 SRT一100 X线治疗机 HVL的测量结果。
由于测试半值层的布局和建立测试平台的要求高且需 要高纯度材料和精确厚度的铝箔、铜箔,为此,本研究提 供了两种简易可行的QA检测方法替代半值层的测量。
第 1种方法是使用一种简易的厂家随机配置的半值层 QA检测仪 ,该仪器由两部分组成,一部分是在治疗机的机头上易于装卸的适配器即支架,另一部分是一组3 个对于50 kV,70 kV和 100kV的 X射线半值层的固定厚度铝箔。检测时,每次出束 30 s,对其剂量计读数M须进行的修正。以后定期每季度一次以相同的测量条件进行检测,并以治疗机安装调试完毕后第一次测量读数为基准, 进行比较。误差不超过 ±1%。
第2种方法是参照医用高能光子和电子束射束质的监测方法,结合临床应用的具体情况,针对 SRT一100低能x 线治疗机,使用UNIDOS E剂量计连接PTW 34013平行板 电离室在 w 2962有机玻璃模体中对其射束质进行监测。具体检测方法:第一测量深度定在参考深度,即最大剂量点 R 也就是测量模体表面,而第2测量深度定在R50值附近。 根据在Prrw 2962有机玻璃模体中测量的百分深度剂量曲线PDD,可确定半值R卯的有机玻璃厚度, 的PMMA厚度一 经确定,则每次测量的所有条件应保持相同,第一测量深度读数 与第二测量深度读数之比,即 其值应不变。 如果比值的变化大于 ±l%时,则应重新对其半值层进行测量。由于此方法是相对测量,电离室无须进行温度、气 压等修正。应注意: (1)使用随机配置的半值层QA检测 仪的测量读数应进行 :rP修正;使用模体对射束质检测的 测量读数 时,则无须温度气压的修正。 (2)机器安装 或更换X射线球管时,须重新测量半值层 。

7、放射野输出因数的测算使用电离室剂量计和测量模体分别对SRT一100 X线治 疗机的 50 kV,70 kV和 100 kV所应用的全部限束筒进行测 量,每一个能量的所有限束筒测量的数值,均归一到该能 量的 5.0 cm限束筒,即该限束筒系数为 1.000,其他各限 束筒为射野输出因数。表5为我们对SRT一100 X线治疗机 测量的各能量的射野输出因子。理论上讲,射野输出因数 应为一个恒定不变的数值,但若测算结果超出4-1%的改变, 应启用新表中的数据。建议每年至少检测一次。

8、 射野中心轴百分深度剂量 PDD的检测每年一次使用 UNIDOS E剂量计连通 PTW 34013平行 板电离室在咖 2962有机玻璃模体中分别对SRT一100 X 线治疗机的50 kv,7O kV,100 kV所应用的全部限束筒进 行PDD的检测。具体的检测方法:测量第一点应选在模体 表面,在不改变任何测量条件下,第二点、第三点⋯⋯, 在模体表面依次叠加 1 mm厚PMMA薄片直至10 mm,之后 拉开测量范围,测量间隔可增至 10 mm,直到最低读数小 到初始值 (模体表面)的 10%,PMMA测量的总厚度约为 50 film。以模体表面及其他不同模体厚度各点和所对应的测 量数值绘制PDD曲线或表格。

9、 射野对称性的检测 射野对称性的检测 ,目的是了解射野 内线束强度的均 整度效果和治疗机的运行状况。这是治疗机 QA检测的 一项重要内容。 具体的测量方法:取 10 cm的限束筒,在其端面上取 两条互相垂直的直径(其中一条直径与x线球管轴线平行), 在直径上选取距圆心为3 cnl的4个点,依次测量此4点的 照射量率,以4点照射量率平均值同各点测量值的相对偏 差表示有用射线束在照射野内照射量率的不对称性[23]o 若对 8 cm×18 em限束筒的对称性进行检测,则使限束 筒端面的长边与x线球管轴线平行,在限束筒端面上取距相邻两边皆为2 ClTI的4个点,依次测量此4点的照射量率。 以4点照射量率平均值同各点测量值相对偏差表示有用射 线束在照射野内照射量率的对称性。

 
版权声明:本文章内容部分摘选自《医疗装备》2017第1期;作者:林海磊,张绍刚(北京医院)
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SRT的优势

除了消除手术后感染和复发的风险外,SRT-100还为患者和医生提供安全有效的治疗选择等多种优势,包括:

  1. 超过95%以上的临床治愈率
  2. 无麻醉,切口,出血,缝合或疼痛
  3. 正常生活不受限制
  4. 不会形成明显的疤痕恢复更好
  5. 一次到位无需术后重建手术
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