SGS-I型立体伽玛射线放射系统剂量学标准检测方法研究

孙士钊

（广东省农垦中心医院，广东 湛江 524000）

1 SGS-I型立体定向伽玛射线全身治疗系统放射源结构

1.1 射线源装置

放射源装置由放射源、源体、准直体、准直系统、驱动单元和屏蔽体组成。放射源装置是钴-60源的载体，同时也是用来进行射线准直聚焦和旋转照射的系统。

钴-60放射源包壳由外包壳、钨合金屏蔽层、预准直器、内包壳、源芯包壳、钴源颗粒组成。外包壳、内包壳和源芯包壳3层包壳采用不锈钢材料焊接封装而成。

图1 放射源结构图

1.2 射线源活度

SGS-I型伽玛刀的钴源总活度为6000Ci（±15%），分成18个源包壳封装。中国原子能院同位素研究所标准为全部未泄漏、所有外表面污染<185Bq。在钴源包的外层与中层之间还有一层钨合金作屏蔽。

每个钴源包源源芯封装钴源颗粒330Ci±15%（比活度不得低于250Ci/g），源芯尺寸为直径3.6mm、长度28mm。

2 SGS-I型立体定向伽玛射线全身治疗系统剂量学指标检测手段

2.1 焦点剂量率的测试

（1）要求描述：钴-60源初装时的最大辐射野下,以球膜深处50mm处水的吸收剂量率大于2.5 gy/min为宜。

（2）测 量 仪 器：TW30006电 离 室（0.6CC），SΦ100mm有机玻璃球和固定支架。

（3）检测手段：焦点剂量率采用电离室测量。焦点剂量率采用电离室检测。首先把球膜通过固定支架放置到三维床上,使球膜中心位于（200.200.430）位置。并将电离室气体(0.6CC)(带平衡帽)插入测量球膜。然后按照测试条件进行照射。测试3次取平均值。

（4）测试条件：360°旋转照射、Φ55准直器，位置（200.200.430）。

（5）数据处理方法：取平均值，将照射量转换成水吸收剂量率，推算初装源时焦点50mm深度的水吸收剂量。

图2 SΦ100mm球膜、固定支架与定位床安装示意图

图3 焦点剂量棒、固定支架与定位床安装示意图

2.2 机械定位基准中心与聚焦射野中心偏差的测量

（1）要求描述：头部和体部的机械定位基准中心与聚焦中心偏差不大于0.5mm.

（2）检测器具：焦点测试棒和固定支架,胶片为KODAK X-OMat V或M D55。

（3）检测手段：在机械定位床上,用金属固定支架把焦点测棒放置到已知的机械定位基线位置上(00.00.150),然后分别安装XZ和YZ定位片。然后按照【(00.00.150),Φ15,0~360°,60s】条件进行照射(用MD55时照射60s)。测量3次。最后,通过数据处理求出在机械定位基准中心和聚焦射野中的偏移数值。

2.3 头部靶点位置总的精确度的检测手段

（1）要求描述：靶点总的精确度，头部偏差不大于1.5mm。头部 靶点重复定位精度为0.5mm。

（2）测量仪器：SΦ160mm有机玻璃球模，带中心孔的胶片暗盒，胶片KODAK X-Omat V。

（3）检测手段：

①SΦ160mm有机玻璃球模与定位床上头部中心的固定底座相连接；

②送入CT机按2mm的层厚进行CT定位扫描；用DICOM传入TPS;

③使用CT图像找到球模中心(靶心位置),本中心区域在治疗坐标系中的坐标值通过TPS软件算出；

④将胶卷(胶片要固定)放入胶片暗盒中；

⑤在定位床上相同坐标位置固定球模和球模底托，XZ和YZ定位片是在计算出的球模中心位置照射；

⑥暗室内,用指针通过暗盒的中心小孔在胶片上扎入记号点并将胶片在同一条件下冲洗；

⑦重复以上⑤步骤共5次,然后通过数据处理要求出头颅靶心位置与照射野中心之间的偏离数值,取5次偏离值的平均数为头部靶区靶心位置与照射野中心之间的平均偏离差,取5次偏离数值的(最大值-最小值)得出在头部的治疗靶点重复定位精度。

（4）处理方法：剂量分布曲线在各轴上的数值通过胶片处理系统计算出来，同时将输出剂量分布曲线在各轴上的数值，分布曲线对称中心针孔的偏差距离由AutoCAD绘出，XZ定位片求出与X和Z轴的偏差，YZ定位片求出Y轴的偏差，YZ定位片求出Y轴的偏差。取5次误差的平均数是靶点定位时总的精度,若靶点重复精度则取5次误差(最大值-最小值)。

2.4 体部靶点位置总的精确度的测量位置

（1）要求描述：体部靶点位置总的精确度,体部偏差不大于0.5mm，体部靶点的定位精度为1mm。

（2）测量仪器：SΦ260mm有机玻璃球模，带中心孔的胶片暗盒，胶片KODAK X-Omat V。

（3）检测手段：

①SΦ260mm有机玻璃球模与定位床上的固定支架相连,将有中心小孔的胶片或黑盒子置入其内,安装体部CT定位标记框；

②送入CT机按2mm的层厚进行CT定位扫描；用DICOM传给TPS；

③使用TPS软件,可以通过CT影像找到球模位置(靶心位置),从而算出本中心部位在治疗坐标系上的坐标值；

④在胶片暗盒中放入胶卷(胶片要固定),并嵌入球模内；

⑤经过大数据分析得出人体内部靶心位置与照射野中心之间的平均偏离值,再选取5次偏离值的平均数作为人体内部靶心位置与照射野中心的平均偏离,再选取5次偏离值得(最大值-最小值)/得出身体内的治疗靶点,重复定位精度。

（4）测量要求：Φ15准直器、360°旋转照射、时间60s。

（5）处理方法：用胶片处理系统处理出过针孔的各轴的剂量分布曲线，并输出曲线数据文件，再用AutoCAD绘图软件标出针孔与分布曲线对称中心的偏差距离，X和Z轴的偏差由XZ定位片求出，Y轴的偏差由YZ定位片求出。靶点定位时总的精度取5次误差的平均数,靶点重复精度则取5次误差的(最大值-最小值)。

图4 SΦ260mm球模、固定支架与定位床安装示意图

图5 SΦ260mm球模、固定支架与三维床安装示意图

2.5 辐射野半影的检测手段

（1）要求描述：焦平面上,1#~3#准直器的辐射野零点五影都不超过10mm,而4#准直器的辐射野零点五影都不超过1mm。

（2）测量仪器：SΦ260mm有机玻璃球模，三维治疗床固定支架，胶片暗盒，胶片KODAK X-Omat V。

（3）检测手段

①SΦ260mm将有机玻璃球模和在三维治疗床上的固定框架相连,使球模中心定位为(00,00,430),并将安装胶片的小盒置入球模内；

②按球模中央位置坐标系,每组准直器依次用0°净值投射在XZ平面上的剂量场片；

③首先处理刻度片，获得刻度曲线；

④五点四处理方式:使用胶片处理系统,处理出在Z轴的光剂量分布曲线后,(使用刻度曲线),并求出半影。

（4）处理方法：用胶片处理系统处理出Z轴的剂量分布曲线，（使用刻度曲线），并求出半影。

2.6 辐射野尺寸的检测手段

（1）要求描述在过焦点的XZ和YZ平面上各种规格准直器的辐射野尺寸应符合表1要求。

表1 焦平面上各种规格的准直器的辐射野尺寸

（2）测量仪器：SΦ260mm有机玻璃球模和固定支架，胶片暗盒，胶片KODAK X-Omat V。

（3）检测手段

①SΦ260mm将有机玻璃球模和在三维治疗床上的固定支架相连,使球模中心定位并将装有胶片的暗盒置入球模中；

②根据场模的位置坐标,每群准直器可以分别产生360°旋转在XZ和YZ平面上的剂量场片；

③把剂量场片和刻度片在同一条件下冲洗；

④最后,用刻度曲线进行用量场胶片可以得到焦点剂量场分布的剂量区50%的长度(即辐射野尺寸)。

（4）处理方法：用胶片处理系统处理出XZ片中的X和Z轴的剂量分布曲线，并求出X和Z轴的半高宽。处理出YZ片中的Y轴的剂量分布曲线，并求出Y轴的半高宽。（使用刻度曲线）。

2.7 头部单靶点的剂量规划值与实测误差的检测手段

（1）要求描述：对头部为单靶点的剂量规划限值，与实际偏差不超过5%。

（2）测量仪器：SΦ160mm有机玻璃球模和固定底座，10mm厚电离室板，TW31006电离室（0.015cc）(pinpoint)。

（3）检测手段

①有机玻璃球模和在定位床上头部中心的金属固定底座相连,将电离室板插入其中，安装头部CT定位标框；

②送入CT机按2mm的层厚进行CT定位扫描，用DICOM传给TPS；

③利用TPS软件,可以通过CT图像找到球模中心(靶心位置),从而算出本中心区域在治疗座标体系中的坐标值,并给出该中心的剂量规划值；

④TW31006电离室(0.015cc)插入电离室孔板中,按TPS剂量的规划值照射,并测定出球模中靶位的实际用量。

2.8 体部单靶点的计量规划值与实测计量误差的检测手段

（1）要求描述：对体部或单靶点的剂量规划上限值,与实际计量偏差不超过5%。

（2）测量仪器：SΦ260mm有机玻璃球模和固定支架，20mm厚电离室板，TW30006电离室（0.6cc）。

（3）检测手段

①有机玻璃球模与在固定床上的固定支架相连,使球膜中心稳定位于（200,200,430），将电离室板插入其中，安装体部CT定位标记框；

②送入CT机按2mm的层厚进行CT定位扫描；用DICOM传给TPS；

③利用TPS软件,可以通过CT图像找到球模中心(靶心位置),从而算出本中心部位在治疗坐标系中的坐标值,并给出该中心的剂量规划值；

④TW30006电离室(0.6cc)插入电离室板孔中,并根据TPS剂量的规划值测定出了球模中靶位的实际用量。

2.9 伽玛射束辐照是透过准直器的泄漏辐射的检测手段

（1）要求描述：在正常治疗位置状态下,当关闭准直器时焦点剂量率不得大于在正常医疗状态下辐射野中辐射剂量率的2%。

（2）测量仪器：SΦ160mm有机玻璃球模和固定底座，10mm厚电离室板，TW31006电离室（0.015cc）（Pinpoint）。

（3）检测手段

①有机玻璃球模和在定位床上头部中心的金属固定底座相连,将电离室板插入其中；

②用Φ55准直器、（200,200,150）、0°照射，测量最大辐射野中心辐射剂量率；

③关闭准直器时φ0、(00,00,150)、0°照射,以测量关闭准直器时的焦点剂量率。

3 结语

以深圳海博有限公司生产的SGS-I型立体定向伽玛射线全身治疗系统为代表的国产SGS-I型立体定向放射疗法系统相对固定,且机械工艺先进,通过采用本文设计的测量方法,能够更加简便精确地检测出以深圳海博有限公司生产的SGS-I型立体定向伽玛射线全身治疗系统为代表的国产SGS-I型立体定向放射疗法系统的机械准确度和照射剂量等标准。