羅 琛， 范耀東， 王 坤， 王煥寧， 魯 向， 趙貴坤

(1.北京市計量檢測科學研究院，北京 100029； 2.中國計量科學研究院，北京 100029)

1 引 言

目前我國校準醫(yī)用加速器時，仍然采用IAEA 277報告[1]的水吸收劑量測量方法，即采用空氣比釋動能或照射量校準的電離室測量水吸收劑量；而許多發(fā)達國家已使用398報告[2]的測量方法，即直接以水吸收劑量校準的電離室測量水吸收劑量，該方法可以簡化量值傳遞過程、減少不確定度。目前，我國已經(jīng)分別建立了60Co γ射線和加速器高能光子下的水吸收劑量基準裝置，并在2016年參加了國際計量局的高能光子水吸收劑量比對(BIPM.RI(I)-K6)，我國已具備60Co γ射線和高能光子下的水吸收劑量量值復現(xiàn)和量傳能力[3～5]，迫切需要研究和建立臨床劑量向水吸收劑量基準溯源的體系。

在2014年～2017年，北京市計量院對北京市部分醫(yī)院放療科醫(yī)用加速器進行檢定的同時，進行了基于IAEA 277報告和398報告的水吸收劑量量值比對驗證實驗，為398報告量值體系在我國的推行建立了實驗基礎。

2 實驗及計算方法

實驗中，將機架(gantry)角度設為0°，在治療床上放置30 cm×30 cm×30 cm的水模體，通過激光準直器進行對位，之后加滿水，在參考深度處放置電離室，通過線纜連接到控制室中的劑量儀上；通過光距尺調(diào)整源表距SSD=100 cm，調(diào)整加速器射野為10 cm×10 cm；在劑量儀中輸入所需參數(shù)，對電離室加偏壓，在經(jīng)過電離室的預熱、預照射,與環(huán)境的溫度平衡后控制加速器照射定量的射線并進行測量。

277報告中，用戶輻射質(zhì)Q下電離室參考點處的水吸收劑量DW,Q為：

DW,Q=MQND,air(SW,air)QPuPcel

(1)

(2)

式中：g為射線產(chǎn)生的次級電子消耗于韌致輻射的能量占初始能量的份額，g≈0.003；W/e為電離功，即空氣中每形成一對離子(其電荷量為一個電子的電荷)所消耗的平均能量，W/e=33.97 J/kg；Katt為校準電離室時，電離室室壁及平衡帽對參考輻射(一般為60Co γ射線)的吸收和散射修正，由蒙卡計算得到；Km為校準電離室時，電離室室壁及平衡帽材料對參考輻射空氣等效不充分而引起的修正。

277報告中也給出了常用電離室的Katt、Km值，但是由于277報告年代太早，許多現(xiàn)在常用的電離室的值沒有給出。另外需注意有效測量點相對幾何中心前移了0.6r(r為電離室內(nèi)徑)[7，8]。

398報告中，用戶輻射質(zhì)Q下電離室參考點處的水吸收劑量DW,Q為[9～12]

DW,Q=MQND,W,Q0kQ,Q0

(3)

第二，激勵管理方面。李小寧（2003）指出“產(chǎn)出門檻值監(jiān)督”和“自我激勵”是社會組織的主要激勵方式。Walter O. Simmons（2010）通過數(shù)據(jù)分析指出最低薪酬與志愿者數(shù)量成正相關關系。因此美國各個州都傾向于用志愿者來取代低薪的雇員，這不僅能擴大志愿者的規(guī)模，又能提高雇員的薪酬水平。陳曉春（2006）認為社會組織主管的報酬由現(xiàn)期報酬和預期報酬兩部分組成。張徹（2010）認為社會組織有薪酬員工薪酬管理面臨的主要問題是沉淀成本。Meredith A.Newman（2012）從情緒勞動管理視角分析社會組織人員開展工作需付出沉重、復雜的情緒勞動并應對其情緒予以管理。

3 實驗結果

截至到2017年10月底，項目共在北京市部分醫(yī)院放療科的醫(yī)用加速器下進行了200多次量值驗證實驗，得到每次實驗398報告測得的水吸收劑量D398和277報告測得的水吸收劑量D297的偏差，去掉離群值后，結果見圖1。其中NE2571電離室的結果中，398報告比277報告的測量結果大0.23%；PTW30013電離室的結果中，398報告比277報告的測量結果大0.85%。對使用277報告和398報告進行測量的測量過程中相關不確定度分量進行評估，277報告的測量相對不確定度為2.8%，398報告的測量相對不確定度為1.4%，277報告和398報告測量結果在不確定度范圍內(nèi)一致[13]。

圖1 398報告和277報告測量結果的偏差

如果只分析6 MV高能光子的結果，偏差更小，NE2571電離室的結果中，398報告比277報告的測量結果大0.12%；PTW30013電離室的結果中，398報告比277報告的測量結果大0.71%。如果只分析10 MV高能光子的結果，NE2571電離室的結果中，398報告比277報告的測量結果大0.51%；PTW30013電離室的結果中，398報告比277報告的測量結果大1.17%。各種情況整理見表1。

表1 398報告和277報告測量結果

4 偏差分析

4.1 輻射質(zhì)修正因子kQ,Q0

398報告給出的kQ,Q0因子，是根據(jù)蒙卡模擬及實驗確定的[14]。中國計量科學研究院對常用的0.6 mL商用電離室進行了驗證實驗，用在60Co γ射線下的水吸收劑量基準給出參考點的DW值，然后給出電離室在60Co γ 射線下的水吸收劑量校準因子ND,W,Q0；在高能光子下的水吸收劑量基準給出參考點的水吸收劑量值，然后給出電離室在高能光子下的水吸收劑量校準因子ND,W,Q。輻射質(zhì)修正因子的計算式見式(4)所示。

(4)

對各電離室的由398報告得出的輻射質(zhì)修正因子kQ398和實測得到的輻射質(zhì)修正因子kQm進行了對比，結果見圖2，圖中橫軸代表不同的電離室?？梢?98報告給出的輻射質(zhì)修正因子均大于實測得到的輻射質(zhì)修正因子，偏差約為千分之幾。因此，根據(jù)398報告計算出的水吸收劑量值可能偏大。

圖2 常用指形電離室輻射質(zhì)修正因子對比結果

4.2 空氣等效不充分修正因子Km與擾動因子Pu

277報告中，空氣等效不充分修正因子Km與擾動因子Pu的計算式為：

(5)

(6)

分別假設室壁為石墨和PMMA，計算其Km、Pu的值，實際值應介于兩者之間。再求出2種情況下3個因子乘積的計算結果和實驗使用值的比值：

δ=(Katt·Km·Pu)cal/(Katt·Km·Pu)exp

(7)

上述2種假設情況δ的計算結果見表2。

表2 PTW30013 電離室的δ值

實驗中Katt·Km·Pu的取值和假設室壁為純PMMA時的計算結果基本一致，和假設室壁為純石墨時的計算結果相比偏小，實際取值應介于純PMMA時和純石墨時的值之間，大于實驗中的取值，這就導致使用PTW30013電離室部分的實驗中用277報告計算出的水吸收劑量偏小。

將使用PTW30013電離室所得到的量值進行驗證，按照室壁為純石墨計算Km、Pu，求每次實驗398報告測得的水吸收劑量D398和277報告測得的水吸收劑量D297的偏差，去掉離群值后，結果見圖3。其中PTW30013電離室的結果中，398報告比277報告的測量結果大0.62%。

圖3 以30013室壁為純石墨計算測量結果的偏差

如果只分析6 MV高能光子的結果，398報告比277報告的測量結果大0.55%；如果只分析10 MV高能光子的結果，398報告比277報告的測量結果大0.74%，見表3。

表3 30013室壁為純石墨398和277報告的測量結果

5 結 論

對北京地區(qū)醫(yī)用加速器，用277、398方法分別測量水吸收劑量，實驗結果在不確定度范圍內(nèi)一致(277、398報告給出的不確定度分別為2.8%和1.4%)，且398方法計算公式簡單，體現(xiàn)出明顯的優(yōu)勢，實驗為推行398報告的量值體系建立了基礎。

由于277報告年代較早，并沒有給出室壁為2種材料的情形下Km、Pu的取值；因此在此僅能得到Km、Pu的取值區(qū)間，做定性分析，而不能給出定值。未來應對以PTW30013電離室為例的混合室壁型電離室Km、Pu因子的取值進行進一步研究。

另外測量和計算過程中，應注意：(1)398報告給出的kQ,Q0可能稍大，不同型號偏差不同，約為千分之幾；(2)對于室壁包含兩種材料的電離室，如PTW30013，用277報告計算Km、Pu因子時，需考慮2種材料進行取值，在誤差允許范圍內(nèi)可按質(zhì)量厚度大的材料計算。