6. ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ДЛЯ ПУЧКОВ ФОТОНОВ ВЫСОКИХ ЭНЕРГИЙ

6.1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Этот раздел содержит правила и рекомендации по стандартной

дозиметрии (калибровки пучков) для клинических пучков фотонов высоких энергий, основанные на коэффициенте калибровки дозиметров в единицах поглощённой дозы в воде ND,w,Qo в опорном пучке с качеством Q0. Рекомендации применимы к пучкам фотонов, генерируемым электронами с энергиями в диапазоне от 1 до 50 МэВ.

Для фотонов, общепринятым является использование в качестве опорного Q0 гамма-излучения 60Со. Некоторые ДЛПЭ выдают калибро-

вочные коэффициенты ND,w,Qo для других качеств фотонов Q, но 60Со это единственный источник излучения, доступный всем без исключения

поверочным лабораториям. По этой причине все данные в этом разделе приведены к излучению 60Со как к опорному излучению. Пользователи, имеющие калибровочные коэффициенты, полученные на других излучениях, могут при калибровке, тем не менее, использовать предлагаемые рекомендации, пересчитывая свои различные калибровочные коэффи-

циенты ND,w,Q в коэффициенты ND,w,Qo для 60Со. Эти отношения коэффициентов ND,w,Q к ND,w,Qo для 60Со требуют экспериментального

определение коэффи-циентов kQ (см. разд. 4.1 и 6.5.2). Обратите внимание,

на то, что если опорным качеством Q0 является 60Со, коэффициент kQ,Qo обращается в kQ, а ND,w,Qo в ND,w. Преимущественным является прямые

измерения kQ,Qo или kQ для конкретных камер. Если такой возможности нет, то следует использовать таблицы из данных рекомендаций.

6.2. ДОЗИМЕТРИЧЕСКОЕ ОБОРУДОВАНИЕ

6.2.1.Ионизационные камеры

Рекомендации к ионизационным камерам, приведенным в разд.4.2.1., должны быть следующими. Только цилиндрические ионизационные камеры могут быть рекомендованы для стандартных измерений в пучках

фотонов высоких энергий. Типы камер и их данные приведены в табл. 14 разд. 6.5.1 настоящих практических рекомендаций. Плоскопараллельные камеры можно использовать только для относительной

73

дозиметрии23. Принято, что для пучков фотонов высокой энергии опорная точка цилиндрической камеры при калибровке в поверочной лаборатории и при измерениях в стандартных условиях в пучке пользователя находится на оси камеры в центре объёма полости. Для плоскопараллельной камеры она находится на внутренней поверхности входного окна, в его центре. Эта точка должна помещаться на рекомендованную глубину в водном фантоме. Если используется рабочий детектор, то его следует калибровать по опорной камере, калиброванной

при том же качестве излучения (см. разд. 6.6).

6.2.2.Фантомы и насадки на камеры

Необходимо придерживаться рекомендаций относительно фантомов и насадок на камеры, данных в разд. 4.2.3 и 4.2.4. Вода рекомендуется в качестве стандартной среды для измерений поглощенной дозы и качества пучка фотонов24. Размер фантома должен превышать, по крайней мере на 5 см все четыре стороны размера поля, определенного на глубине измерения глубина измерений должна также и быть по крайней мере на 5 г/см2 больше максимальной глубины измерения.

Для горизонтальных пучков окно фантома должно быть сделано из пластмассы толщиной twin 0,2–0,5 см. Водоэквивалентная толщина (в г/см2) окна рассчитывается как произведение twinρpl, где ρpl – плотность пластика (в г/см3). Обычно используют ПММА и чистый полистирол, с

номинальным значением ρПММА = 1,19 г/см3 и ρполистирол = 1,06 г/см3 [64], которые можно использовать для вычисления водоэквивалентной

толщины окна.

Для водопроницаемых камер следует применять защищающую от воды насадку, сделанную из ПММК, предпочтительно не толще 1,0 мм. Воздушная щель между стенкой камеры и насадкой должна быть достаточной (0,1–0,3 мм), для уравновешивания давления в камере. Та же насадка, которая применялась при калибровке камеры пользователя,

23Для измерений в стандартных условиях плоскопараллельную камеру можно применять только, если она была откалибрована в пучках такого же

качества. Когда используется рассчитанный коэффициент kQ, то недостаток данных для коррекции влияния стенки камеры pwall для фотонов высоких энергий делает эти камеры неподходящими.

24Фантомы из пластика нельзя использовать для стандартной дозиметрии. Тем не менее,их можно применять для измерений по программе гаранатии качества, предусматривающих использование известного переходного коэффициента от пластика к воде.

74

должна использоваться и для стандартной дозиметрии. Если невозможно использовать ту же насадку, которую применяли при калибровке в поверочной лаборатории, следует использовать другую насадку из того же материала и той же толщины.

6.3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ КАЧЕСТВА ПУЧКА

6.3.1.Выбор показателя качества пучка

Для фотонов высокой энергии клинических ускорителей качество

пучка Q определяется отношением ткань-фантом, TPR20,10, то есть отношением поглощенных доз на глубинах 20 и 10 см в водном фантоме,

измеренных при постоянном расстоянии источник-камера 100 см и размере поля 10 х 10 см на уровне камеры25.

Наиболее важной характеристикой качества TPR20,10 является его независимость от загрязнения пучка электронами. Эта величина является также критерием эффективного коэффициента ослабления, описывающего прближенно экспоненциальное уменьшение глубинной дозы на

25 TPR20,10 может также быть получено из простого соотношения [79] TPR20,10 = 1,2661 PDD20,10 – 0,0595

где PDD20,10 является отношением процентных глубинных доз на глубинах 20 и 10 см для размера поля 10 х 10 см на поверхности фантома при РИП = 100 см. Это эмпирическое уравнение было получено на примере 700 ускорителей,

подтверждено ранее [80] и использовано в [17]. Альтернативно, TPR20,10 может быть вычислено на основе подходящих данных о процентной глубинной дозе на

глубине 10 см PDD(10) для размера поля 10 х 10см и РИП = 100 см. Для данных, опубликованных в [8] получено:

TPR20,10 = -0,7898 + 0,0329 PDD(10) – 0,000166 PDD(10)2 Исключая энергии свыше 50 МэВ (что соответствует PDD(10) = 91%), максимальное отклонение вычисленных и измеренных данных равное приблизительно 0,6 %, происходит при PDD(10) = 75 %. При PDD(10) = 91% отклонение составляет около 1 %. Так как загрязнение электронами на глубине максимума поглощенной дозы может влиять на процентную глубинную дозу на глубине 10 см, то вычисленное значение TPR20,10 можно использовать только для оценки соотношения между TPR20,10 и PDD(10), но не при проведении градуировки пучка. Заметим, что свыше 10 МэВ PDD(10) не совпадает с PDD(10)х, примененным в [51], которая относится исключительно к “чистым” пучкам фотонов, без электронного загрязнения.

75

участке за глубиной максимума дозы [82-84]. Так как TPR20,10 является отношением доз,то не требуется применять поправки на смещение для двух

глубин, когда используется цилиндрическая камера. К тому же,TPR20,10 для большинства клинических установок не зависит от небольших систематических ошибок в установке камеры на каждой глубине.

В литературе предложены и другие определения. Например, процентная доза на глубине 10 см или глубина расположения 80% дозы. Краткий обзор определений качества пучка фотонов, основанный на документе

МКРЕ [29], дается в прил. III (см. также [85]). Однако следует подчеркнуть, что это не такой показатель качества пучка, который удовлетворяет всем возможным требованиям, для полного диапазона энергий и всех возможных ускорителей, используемых в больницах и поверочных лабораториях. Это важно отметить, поскольку пучки, полученные на неклинических ускорителях, будут вообще неидентичны пучкам клинических ускорителей.

6.3.2.Измерение качества пучка

План эксперимента по определению величины TPR20,10 показан на рис. 6. Стандартные условия измерений приведены в табл. 12.

Хотя определение TPR20,10 проводится строго в единицах отношений поглощенных доз, использование отношений ионизации обеспечивает приемлемую точность из-за медленного изменения с глубиной отношения тормозных способностей вода/воздух и допустимое постоянство коэффициента возмущения вне глубины максимума дозы. Влияние рекомбинации ионов на этих двух глубинах следует исследовать и учесть, если обнаружится изменение с глубиной.

6.4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОГЛОЩЕННОЙ ДОЗЫ В ВОДЕ

6.4.1. Стандартные условия

Стандартные условия для определения поглощенной дозы в воде приведены в табл. 13.

6.4.2.Определение поглощенной дозы в стандартных условиях

Общая методика дана в разд. 3. Поглощённая доза на опорной глубине zref в воде для качества Q и в отсутствии камеры определяется как:

76

РИС. 6. Схема эксперимента по определению показателя качества пучка Q

(TPR20,10). Расстояние источник-детектор постоянное, равно 100 см. Измерения проводятся при глубинах 20 г/см2 и 10 г/см2 в воде. Размер поля в

плоскости расположения опорной точки 10 см х 10 см. Можно использовать цилиндрическую или плоскопараллельную камеры.

где MQ – показания прибора при расположении опорной точки камеры в точке zref в соответствии с условием пункта 6.4.1., скорректированные на давление и температуру, калибровочный коэффициент электрометра, влияние полярности и ионной рекомбинации, как описано в разд. 4.4.3. ND,w,Qo является калибровочным коэффициентом в единицах погло-

щённой дозы в воде для дозиметра при опорном качестве излучения Q0 и kQ,Qo – коэффициент камеры, характеризующий разницу между показаниями при опорном качестве излучения Q0 и при измеряемом Q.

77