8. ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ДЛЯ НИЗКОЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО РЕНТГЕНОВСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

8.1.ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Вэтом разделе даны рекомендации по проведению стандартной

дозиметрии (калибровки пучка) и рекомендации по относительной дозиметрии в пучках рентгеновского излучения со слоем половинного ослабления (СПО) до 3 мм алюминия и напряжении до 100 кВ. Они

основаны на калибровочном коэффициенте ND,w,Qo в единицах поглощённой дозы в воде для дозиметра в опорном пучке излучения с качеством Q0.

Пучки с показателем качества излучения, находящимся в этом диапазоне, называются низкоэнергетическим рентгеновским излучением. Разделение на области низких и средних энергий (последние представлены в разд. 9) введено для того, чтобы выделить два типа лучевой терапии киловольтным рентгеновским излучением: “поверхностную” и “глубинную” (“ортовольтную”). Граница между этими двумя областями, рассматриваемыми в этом и следующем разделах, нечеткая и имеет область перекрытия между 80 кВ, 2 мм Al и 100 кВ, 3 мм Al. В этой области оба метода дозиметрии одинаково удовлетворительны, и должен применяться тот из них, который более удобен.

Эти рекомендации ограничены наличием эталонов единицы поглощённой дозы в воде киловольтного рентгеновского излучения. Однако, можно вывести калибровочные коэффициенты в единицах поглощённой дозы в воде из калибровочных коэффициентов для кермы в воздухе с помощью одного из методических указаний (см. прил. I ). Таким образом, любая поверочная лаборатория на основе эталона единицы кермы в воздухе может проводить опосредованную калибровку в единицах поглощённой дозы в воде. Несмотря на эквивалентность обоих подходов для потребителя, получающего откалиброванный дозиметр в единицах воздушной кермы и самостоятельно использующего методические указания, основанные на воздушной керме, существует преимущество в широком использовании представленной здесь унифицированной методологии в области дозиметрии, где стандартные методы в значительной степени отсутствуют.

Дозиметрия рентгеновского излучения низкой энергии традиционно

была основана на измерениях экспозиционной дозы или кермы в воздухе. Поглощенная доза на поверхности воды рассчитывается на основе этих измерений путем преобразования экспозиционной дозы или кермы в

120

воздухе к поглощённой дозе в воде и применения поправочного коэффициента на эффект обратного рассеяния. Такой подход остается основой наиболее распространенных методических указаний для низкоэнергетического рентгеновского излучения [17, 96, 97]. Рекомендации МАГАТЭ [17] включают также возможность проведения дозиметрии на основе измерений, выполненных в фантоме, обеспечивающем полное накопление рассеяния, с помощью камеры, калибровочной в единицах поглощённой дозы в воде. Этот подход использован в настоящем документе на основе

формализма, приведенного в разд. 3.

8.2. ДОЗИМЕТРИЧЕСКОЕ ОБОРУДОВАНИЕ

8.2.1.Ионизационные камеры

Ввопросах, касающихся ионизационных камер, необходимо следовать рекомендациям разд. 4.2.1. Камера должна быть спроектирована для измерения низкоэнергетического рентгеновского излучения, как показано в табл. 5. Толщина окна камеры должна быть достаточной для полного равновесия вторичных электронов. Это также предотвратит выход вторичных электронов в направлении, противоположном входу пучка в камеру. Если камера будет использована для излучения 50 кВ и выше, то необходимо добавить к окну пленку из того же материала для обеспечения полного равновесия вторичных электронов. Необходимая общая толщина (включая толщину стенки камеры) дана для различных видов пластика в табл. 24. Если точное значение толщины, указанное в таблице, не может быть использовано, следует установить немного более толстую пленку, поскольку дополнительное ослабление рентгеновского

излучения в ней будет пренебрежимо мало, но при этом будет уверенность, что достигнуто полное равновесие вторичных электронов.

Опорная точка камеры для целей калибровки в поверочной лаборатории и для измерений в стандартных условиях на пучках пользователя должна находиться в центре окна камеры на внешней его поверхности (или на внешней поверхности пленки, если она используется). Эта точка должна быть позиционирована заподлицо с передней поверхностью фантома. Камера и фантом с пленками для обеспечения накопления вторичных электронов должны быть калиброваны совместно в поверочной лаборатории при том же самом РИП и поле облучения, что и при проведении стандартной дозиметрии в клинике. Вследствие большого разброса энергетической зависимости показаний от камеры к камере, не рекомендуется использовать общий набор коэффициентов kQ,Qo для камер одного типа.

121

ТАБЛИЦА 24. ОБЩАЯ ТОЛЩИНАа МАТЕРИАЛВ,ТРЕБУЕМАЯ ДЛЯ ПОЛНОГО РАВНОВЕСИЯ ВТОРИЧНЫХ ЭЛЕКТРОНОВ

	Полиэтилен			ПММАb			Майлар
кВ
	мг/см2	м		мг/см2	м		мг/см2	м
50	4,0	45	4,4		40	4,6		35
60	5,5	60	6,1		50	6,4		45
70	7,2	80	8,0		65	8,3		60
80	9,1	100	10,0		85	10,5		75
90	11,1	120	12,2		105	12,9		90
100	13,4	140	14,7		125	15,4		110

aУказанная здесь величина взята равной максимальному пробегу вторичных электронов в приближении непрерывного замедления, как указано в [66].

bПолиметилметакрилат, известный также как акрил. Торговые наименования - люсит, плексиглас, перспекс.

8.2.2.Фантом

Ввопросах, касающихся фантомов, необходимо следовать рекомендациям разделов 4.2.3. и 4.2.4. Фантом должен позволять установить внешнюю поверхность окна камеры заподлицо с его входной поверхностью. Обычно нет возможности использовать водный фантом, вместо него должен быть использован пластиковый. В идеальном случае следует использовать водноэквивалентный материал, специально разработанный для киловольтного диапазона, однако ПММА (плексиглас, люцит, оргстекло) также пригоден37. Поскольку блок “камера-фантом” калиброван в единицах поглощённой дозы в воде на поверхности, то нет необходимости

37 ПММА пригоден для фантома только в случае измерения дозы на его поверхности, когда нужно обеспечить лишь обратное рассеяние фотонов, но не ослабление или рассеяние на глубине. Камера калибрована в фантоме при стандартных размере поля и РИП, и до тех пор, пока условия измерения в клинике близки к стандартным, разница между ПММА и водой будет весьма мала. Для измерения коэффициентов выхода при других значениях поля и РИП необходимо соответствие лишь отношений обратного рассеяния в ПММА и воде. Несмотря на то, что ПММА не является тканеэквивалентным материалом, вклад обратного рассеяния приблизительно на порядок меньше поглощенной дозы на поверхности, а разница обратного рассеяния в воде и ПММА еще на порядок меньше. Таким образом, суммарное расхождение обычно не превышает 1 %.

122

внесения поправок в значение дозы или глубины независимо от типа использованного пластика. Толщина фантома должна быть по меньшей мере 5 г/см2 в направлении пучка, а в боковых направлениях превосходить размеры пучка, гарантируя его выход через заднюю поверхность фантома.

8.3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ КАЧЕСТВА ПУЧКА

8.3.1.Выбор показателя качества пучка

Желательно использовать более одного параметра, характеризующего качество пучка, чтобы оценить спектр рентгеновского излучения для целей дозиметрии [98, 99]. Обычно для этой цели используется напряжение генерирования излучения (кВ) и слой половинного ослабления (СПО). Однако, зачастую нет возможности подобрать напряжение и СПО клинического пучка такими же, как были использованы в поверочной лаборатории. В связи с этим, основным показателем качества традиционно является СПО. Этот показатель используется и в настоящих рекомендациях для рентгеновского излучения низких энергий.

Поскольку старые дозиметрические рекомендации использовали в качестве показателя качества пучка только СПО, они не включали какоголибо обсуждения погрешности, обусловленной этим обстоятельством. Эта компонента погрешности не должна упускаться из рассмотрения. К сожалению, до сих пор нет достаточного количества опубликованных экспериментальных работ, исследующих поведение калибровочного коэффициента по поглощённой дозы в воде при независимом изменении СПО и напряжения. Некоторая информация может быть получена из поведения калибровочного коэффициента NKQ по керме в воздухе для камеры PTW M23342 в области излучения, используемого для терапии (см. рис. 10). Для заданного СПО изменение этого коэффициента составляет 2%. Это, однако, не является истинным показателем изменения, ND,w поскольку не учитывает зависимости показаний камеры от рассеяния от фантома или от переходного коэффициента от воздушной кермы к поглощённой дозы в воде. Можно только предположить, что изменение ND,w,Q будет аналогично изменению NKQ. В данном документе рекомендуется осторожная оценка неопределенности типа В (см. разд. IV.3), которая предполагается равной 1,5% для типов камер, приведенных в

настоящих рекомендациях.

Следует отметить, что концепция СПО основана на показании дозиметра по отношению к керме в воздухе. Можно приветствовать

123

1 N (Gy/nCГр/нКл) K,Q

1.12

NK,Q forдляaкамерыPTW M23342PTW M23342chamber

K,Q

1.10

1.08

1.06						15 kV
						30 kV
						50 kV
1.04						55 kV
						70 kV
1.02						100 kV
0.05			0.1					0.5		1		5

СHVLСПО(mm(ммAl)А1)

РИС. 10. Калибровочные коэффициенты кермы в воздухе для камеры PTW M23342 как функция напряжения и СПО в области 15-100 кВ. Данные измерены в NRL.

разработку нового показателя качества киловольтного излучения, основанного на величине поглощённой дозы в воде (возможно, на отношении доз на разных глубинах), который может быть принят в будущем.

Там, где возможно, предпочтительнее использовать дозиметр, откалиброванный при тех же самых комбинациях напряжения и СПО, как и у клинических пучков. Если это невозможно, результаты калибровки должны быть получены при меньшем и большем значениях СПО, а затем нужное значение калибровочного коэффициента должно быть рассчитано путем интерполяции (см. форму рабочей записи).

8.3.2.Измерение качества пучка

Стандартным материалом, используемым для измерения СПО

низкоэнергетического рентгеновского излучения, является алюминий. СПО определяется как толщина поглотителя, которая уменьшает на 50% мощность кермы в воздухе узкого пучка рентгеновского излучения на

124

стандартном расстоянии от слоя поглотителя по сравнению с мощностью воздушной кермы нефильтрованного пучка.

Вследствие поглощения низкоэнергетического рентгеновского излучения в воздухе, СПО изменяется в зависимости от расстояния до источника рентгеновского излучения. Более того, СПО низкоэнергетических рентгеновского излучения должен, насколько возможно, быть измерен камерой с таким же расстоянием “источник-камера”, как и при измерениях поглощенной дозы. Если расстояние от источника до камеры

менее 50 см, рассеяние от дополнительных фильтров может влиять на результат измерений. Если необходимо, то наличие такого влияния можно проверить путем проведения измерений при разных размерах поля облучения и экстраполяцией к полю нулевого размера.

В идеальном случае посредине между источником излучения и камерой следует поместить коллимирующее устройство, ограничивающее поле облучения до размеров, обеспечивающих попадание всей камеры в пределы пучка излучения. В пределах одного метра сзади камеры не должно быть никакого другого рассеивающего материала. Фильтры, добавляемые при измерениях СПО, должны помещаться вблизи апертуры, пока их общая толщина не превысит измеряемое значение СПО. Толщина, уменьшающая мощность кермы в воздухе в два раза, получается путем интерполяции.

Строго говоря, таким образом измеряется ионизационный ток или интегральный заряд за время экспозиции, а не мощность кермы в воздухе. Это различие существенно для слабо фильтрованных пучков. Для измерений должны быть использованы камеры с тонкой стенкой и энергетической зависимостью показаний, изменяющейся не более чем на 2% во всем диапазоне измерений38. Если необходимо, то перед окном камеры добавляются пленки для накопления вторичных электронов, как описано в разд. 8.2.1.

Для предотвращения ошибочных результатов из-за колебаний радиационного выхода следует использовать камеру-монитор. С особой тщательностью следует убедиться, что показания камеры-монитора не

38 Использование камер фармеровского типа для измерений СПО слабо фильтрованного излучения при напряжении 100 кВ может привести к неопределённости до 10%. Если отклик камеры изменяется более чем на 2% в пределах рабочего диапазона, то результаты каждого измерения должны быть преобразованы к значению кермы в воздухе с использованием индивидуального градуировочного коэффициента для каждого значения качества пучка. Это итерационный процесс, т.к. градуировочный коэффициент сам зависит от СПО.

125