JJF 1743-2019放射治疗用电离室剂量计水吸收剂量校准规范-(高清原版）.pdf

中华人民共和国国家计量技术规范J J F1 7 4 32 0 1 9放射治疗用电离室剂量计水吸收剂量校准规范C a l i b r a t i o nS p e c i f i c a t i o no fW a t e rA b s o r b e dD o s eo fD o s i m e t e r sw i t hI o n i z a t i o nC h a m b e r sa sU s e d i nR a d i o t h e r a p y 2 0 1 9-0 9-2 7发布2 0 1 9-1 2-2 7实施国 家 市 场 监 督 管 理 总 局 发 布市场监管总局市场监管总局放射治疗用电离室剂量计水吸收剂量校准规范C a l i b r a t i o nS p e c i f i c a t i o no fW a t e rA b s o r b e dD o s eo fD o s i m e t e r sw i t hI o n i z a t i o nC h a m b e r sa sU s e d i nR a d i o t h e r a p yJ J F1 7 4 32 0 1 9 归 口 单 位:全国电离辐射计量技术委员会 起 草 单 位:中国计量科学研究院北京市计量检测科学研究院上海市计量测试技术研究院 本规范委托全国电离辐射计量技术委员会负责解释J J F1 7 4 32 0 1 9市场监管总局市场监管总局本规范主要起草人:王 坤(中国计量科学研究院)金孙均(中国计量科学研究院)罗 琛(北京市计量检测科学研究院)陈建新(上海市计量测试技术研究院)参加起草人:杨小元(中国计量科学研究院)陆 逊(上海市计量测试技术研究院)范耀东(北京市计量检测科学研究院)J J F1 7 4 32 0 1 9市场监管总局市场监管总局目 录引言()1 范围(1)2 引用文件(1)3 术语和计量单位(1)4 概述(1)5 计量特性(2)6 校准条件(2)7 校准项目和校准方法(3)8 校准结果表达(5)9 复校时间间隔(5)附录A 校准证书正文内容及格式(6)附录B 校准因子不确定度评定示例(7)附录C 复合效应和极化效应测量(1 0)附录D 水吸收剂量校准因子使用示例(1 1)附录E 辐射质修正因子(1 2)J J F1 7 4 32 0 1 9市场监管总局市场监管总局引 言进行放射治疗用电离室剂量计的水吸收剂量校准是为满足放射治疗领域的计量需求,相比原有量值体系,可以降低工作计量器具水吸收剂量测量的不确定度,并使得我国的放疗剂量量值体系与国际一致。本规范主要参考I A E AT R S3 9 8 外照射放射治疗水吸收剂量的测定(A b s o r b e dD o s eD e t e r m i n a t i o n i nE x t e r n a lB e a mR a d i o t h e r a p y)对电离室水吸收剂量校准的要求,以及YY/T0 9 7 6 医用电气设备 放射治疗用电离室剂量计对电离室剂量计的性能要求。本规范为首次发布。J J F1 7 4 32 0 1 9市场监管总局市场监管总局放射治疗用电离室剂量计水吸收剂量校准规范1 范围本规范适用于放射治疗用电离室剂量计在6 0C o射线和加速器光子束中进行水吸收剂量校准,光子能量范围为(1.2 52 5)M e V,剂量率范围为(0.0 11 0)G y/m i n。校准后的电离室剂量计可用于外照射治疗辐射源的水吸收剂量校准,包括MV X射线束、电子束、质子束和重离子束。2 引用文件本规范引用了下列文件:YY/T0 9 7 6 医用电气设备 放射治疗用电离室剂量计I A E AT R S3 9 8 外照射放射治疗水吸收剂量的测定(A b s o r b e dD o s eD e t e r m i n a t i o ni nE x t e r n a lB e a mR a d i o t h e r a p y)凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本规范;凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本规范。3 术语和计量单位3.1 术语3.1.1 校准因子 c a l i b r a t i o nf a c t o r参考值除以指示值的商。3.1.2 参考点 r e f e r e n c ep o i n t校准电离室时,电离室与参考值重合的点。注:圆柱指形电离室的参考点在电离室空腔的中心轴上,平板形电离室的参考点在电离室前窗的内表面。3.1.3 漏电流 l e a k a g ec u r r e n t电离室剂量计在信号通道上产生的电流,而非灵敏体积内由电离产生的电流。3.2 计量单位3.2.1 水吸收剂量电离辐射授予单位质量水的能量,单位为焦耳每千克(J/k g),专有名词戈瑞(G y)。3.2.2 水吸收剂量率单位时间内的水吸收剂量的增量,常用单位为戈瑞每分钟(G y/m i n)。4 概述放射治疗用电离室剂量计用于辐射剂量学的量值传递以及医学放疗等其他应用领域的辐射剂量的测量,主要由电离室和测量单元两大部分组成。电离室为空腔电离室,射1J J F1 7 4 32 0 1 9市场监管总局市场监管总局线照射引起空腔中气体电离,测量单元测量电离室输出的电离电流,并将测量值以适当的形式显示。5 计量特性5.1 漏电流经漏电补偿调整后的剂量计漏电流不超过0.1p A或0.3mG y/m i n。5.2 测量重复性标准级剂量计的重复性小于0.2%,工作级剂量计的重复性小于0.5%。5.3 示值非线性剂量计的示值非线性不超过0.5%。5.4 稳定性标准级剂量计的年稳定性不超过0.5%,工作级剂量计的年稳定性不超过1.0%。注:以上指标非合格性判定依据,仅供参考。6 校准条件6.1 环境条件6.1.1 实验室温度应在(1 52 5)范围内。6.1.2 实验室相对湿度为3 0%7 5%。6.1.3 水模体中水温要与室温达到热平衡。温度计置于水中,在与电离室测量点等高度位置进行温度测量。6.2 辐射场6.2.1 剂量计在6 0C o射线和加速器光子参考辐射中校准。6.2.2 辐射场通常为限束辐射场,校准时在射束轴垂直的照射野内电离室所覆盖区域的剂量率变化不大于1%。6.2.3 校准点处水吸收剂量率应在(0.0 11 0)G y/m i n范围内。6.2.4 建议加速器参考辐射场装有外置的监督电离室用于剂量监督和修正。6.2.5 射线水平入射时,辐射场参考点至水模体前表面的距离由精度优于0.1mm的长度量具测量。射线垂直入射时,由光距尺进行距离测量。6.3 水模体6.3.1 水模体尺寸不小于3 0c m3 0c m3 0c m,定位装置可用于电离室的定位和位置调整。6.3.2 非防水电离室应使用防水套管进行校准,建议用户自带防水套管,以便在后期使用该电离室时所用防水套管一致,该防水套管一般由有机玻璃制成,其壁厚不超过1.5mm。6.3.3 水平射线束校准条件下,在温度平衡过程中,入射窗可能会向外移动微小距离,导致电离室测量深度增加,测量前需再次测量电离室的等效深度。6.3.4 垂直射线束校准条件下,由于蒸发作用,会导致电离室测量水深减小,所以在正式测量开始时,需再次测量并确定电离室的等效深度。2J J F1 7 4 32 0 1 9市场监管总局市场监管总局6.3.5 电离室参考点置于水中的等效深度,在6 0C o辐射场中为5.0g/c m2。在加速器光子辐射场中T P R2 0,1 00.7时,测量点深度为5.0g/c m2或者1 0.0g/c m2;T P R2 0,1 00.7时,测量点深度为1 0.0g/c m2。6.4 测量标准6.4.1 校准用标准装置溯源至水吸收剂量基准的电离室剂量计为校准用标准装置,其水吸收剂量测量范围为(0.0 11 0)G y/m i n,不确定度U2.0%(k=2),通过替代法进行剂量计的校准。6.4.2 其他设备6.4.2.1 由百分表或伸缩规测量校准点水深,最小分度值不大于0.1mm。6.4.2.2 温度计,测量范围为(05 0),最小分度值不大于0.2。6.4.2.3 气压计,测量范围为(8 61 0 6)k P a,最小分度值不大于0.1k P a。注:上述计量器具必须经过计量溯源。7 校准项目和校准方法7.1 一般检查7.1.1 检查配件是否齐全,包括防水套管、平衡帽、保护帽、高绝缘连接器等。7.1.2 检查电离室、静电计、线缆、连接器是否有损坏,剂量计外观是否完好,电离室与静电计是否匹配正确。7.1.3 如果电离室单独校准,检查其保护极、高压极、收集极之间是否有短路。7.1.4 剂量计与实验室环境达到平衡后,将电离室置于待测位置,然后将其与静电计连接,连通电源。7.1.5 打开电源,依据说明书确认剂量计参数设置等是否正确。7.1.6 通电预热后,检查剂量计工作状态是否正常,各操作命令是否有效执行。7.2 漏电流7.2.1 连接电离室,加极化电压并稳定一段时间后,在无辐照条件下,测量剂量计的漏电流情况。若漏电流超过5.1的要求,检查连接器是否有损坏或沾污。7.2.2 如有必要,清洁连接器后,再次进行漏电流测量。如果漏电流仍然较大,并与之前测量值一致(不能超过预期测量值的1%),可继续进行校准测量实验。7.2.3 辐照后,再次进行漏电流测量,若两次测量漏电流值接近,校准有效。7.2.4 如果漏电流较大且是变化的,剂量计可能损坏需进行维修。7.2.5 将剂量计处于测量状态,使辐射源辐照电离室,待其读数达到某一值M0时,关闭辐射源,计时t=5m i n,读数为M1,剂量计辐照后漏电流I按式(1)计算。I=(M1-M0)t(1)7.3 测量重复性将电离室置于辐射场中,在较低剂量率条件下,相同辐照时间,测量1 0次,取相对标准偏差作为剂量计的重复性 见式(2)。3J J F1 7 4 32 0 1 9市场监管总局市场监管总局V=1M=ni=1(Mi-M)2n-11 0 0%(2)式中:V 相对标准偏差,即测量重复性;Mi 第i次测量读数;M 平均值;n 测量次数。7.4 示值非线性某个量程下,取量程满刻度的5 0%或者0.5G y/m i n作为参考点,选取其他点作为比较点,比较点与参考点所测剂量率值的相对误差计为示值非线性。7.5 校准因子7.5.1 将电离室置于水模体中,参考点位于参考值处,电离室加高压,一般温度平衡3 0m i n后进行测量,期间建议进行预辐照。7.5.2 记录温度、气压、湿度值,确定剂量计内部设置正确,进行辐照情况下实验记录,每个测量点至少进行3次读数。7.5.3 测量值M为M=(Mr a w-M0)kT Pkp o lks(3)式中:Mr a w,M0 剂量计未修正的有辐照和无辐照的读数;kT P 温度气压修正因子;kp o l 极化效应修正因子;ks 离子复合修正因子。7.5.4 温度气压修正因子RT P为kT P=(2 7 3.2+T)(2 7 3.2+T0)p0p(4)式中:T 测量时电离室空腔中空气的温度;p 测量时电离室空腔中空气的气压;T0 2 0;p0 1 0 1.3k P a。7.5.5 校准因子ND,W为参考值Dr e f与剂量计的测量值M之比:ND,W=Dr e fM(5)7.6 长期稳定性剂量计长期稳定性以6 0C o射线的校准因子为计算依据,本次校准因子测量结果相对于上次测量结果的偏差为长期稳定性。4J J F1 7 4 32 0 1 9市场监管总局市场监管总局8 校准结果表达经校准的放射治疗用电离室剂量计出具校准证书。校准结果至少包括:校准条件;计量特性和校准结果;测量结果的不确定度。9 复校时间间隔用户根据使用情况自行确定复校时间间隔,建议一般不超过1 2个月。5J J F1 7 4 32 0 1 9市场监管总局市场监管总局附录A校准证书正文内容及格式证书编号:校准环境条件及地点温度:气压:相对湿度:剂量计型号及编号:校准地点:测量标准及其他设备名称测量范围不确定度/准确度等级、最大允许误差证书编号有效期至校准结果1.辐照后漏电流:2.重复性:3.示值非线性:4.校准因子及不确定度:5.长期稳定性:6J J F1 7 4 32 0 1 9市场监管总局市场监管总局附录B校准因子不确定度评定示例B.1 测量方法以参考剂量计的校准因子为标准值,待校准剂量计示值的平均值作为测量值,校准因子为测量点处水吸收剂量与测量值的比值。B.2 测量模型测量点处水吸收剂量为DW=Nr e fD,WMr e fc o r r(B.1)式中:DW 测量点处水吸收剂量;Nr e fD,W 参考剂量计水吸收剂量校准因子;Mr e fc o r r 参考剂量计修正后的测量值。待校准剂量计的校准因子为Nu s e rD,W=DWks o u r c eMu s e rc o r r(B.2)式中:Nu s e rD,W 待校准剂量计水吸收剂量校准因子;ks o u r c e 放射源位置修正因子;Mu s e rc o r r 待校准剂量计修正后的测量值。剂量计修正后的测量值为Mc o r r=Mr a wks t a bkT Pkd i s tkskhkp o l(B.3)式中:Mr a w 电离室剂量计的读数;ks t a b 参考剂量计的稳定性;kT P 温度气压修正因子;kd i s t 待校准电离室与参考电离室位置的变化;ks 复合修正因子;kh 湿度修正因子;kp o l 极化效应修正因子。最终,校准因子测量结果表示为Nu s e rD,W=ks o u r c eNr e fD,WMr e fr a wMu s e rr a wks t a bkT Pkd i s tkr e fskr e fhkr e fp o lku s e rsku s e rhku s e rp o l(B.4)B.3 标准不确定度分量的评定B.3.1 放射源位置变化本校准辐照器中放射源位置固定,通过控制放射源前的开关控制射线输出,所以不需修正放射源位置变化,ks o u r c e的不确定度分量可忽略。7J J F1 7 4 32 0 1 9市场监管总局市场监管总局B.3.2 参考剂量计校准因子参考剂量计校准因子的不确定度来自校准证书,采用B类评定方法,u(Nr e fD,W)=0.6%,自由度为5 0。B.3.3 参考剂量计的稳定性参考剂量计的稳定性由检验源在固定时间测量得到,电离室典型的年变化为0.3%,该项不引入修正值,其不确定度分量为u(ks t a b)=0.1 7%,自由度为1 0。B.3.4 参考剂量计的读数参考剂量计读数的不确定度主要来自测量的不重复性,通过连续测量得到,采用A类评定方法进行评定。连续1 0次测量,平均值的相对标准偏差为u(Mr e fr a w)=0.1%,自由度为9。参考剂量计为数字显示仪表,示数为0.3 2 45G y时,最小分度值0.0 0 01G y,分辨力的不确定度分量为0.0 3%,可以忽略。B.3.5 待校准剂量计的读数参考剂量计读数的不确定度主要来自测量的不重复性,通过连续测量得到,采用A类评定方法进行评定。连续1 0次测量,平均值的相对标准偏差为u(Mu s e rr a w)=0.1%,自由度为9。参考剂量计为数字显示仪表,示数为4 3.3 6时,最小分度值0.0 1,分辨力的不确定度分量为0.0 3%,可以忽略。B.3.6 温度测量参考剂量计和待校准剂量计使用同一个温度计进行温度测量,系统不确定度可抵消。在读数过程中温度不变,测量重复性带来的不确定度可忽略。温度的不确定度主要是读数分辨力的不确定度和温度测量点与电离室空腔中空气温度不一致的不确定度,评估为u(T)=0.1%,自由度为1 0。B.3.7 气压测量参考剂量计和待校准剂量计使用同一个气压计进行气压测量,系统不确定度可抵消。在读数过程中气压不变,测量重复性带来的不确定度可忽略。气压的不确定度主要是读数分辨力的不确定度,评估为u(p)=0.1%,自由度为1 0。B.3.8 待校准电离室相对参考电离室距源位置变化参考电离室和待校准电离室独立置于测量点位置,其距源位置不进行修正。测量点定位的不确定度为0.5mm,标准不确定度为u(kd i s t)=0.1%,自由度为1 0。B.3.9 离子复合效应修正因子非脉冲辐射束条件下,电离室在校准和使用时所加极化电压相同,离子复合是相同的,此处不进行离子复合效应修正,该项不确定度分量可忽略。B.3.1 0 湿度修正因子参考相对湿度为5 0%,若电离室在校准时相对湿度在3 0%7 5%范围内,不需进行湿度修正,该项不确定度分量可忽略。8J J F1 7 4 32 0 1 9市场监管总局市场监管总局B.3.1 1 极化效应修正因子在光子束条件下,电离室在校准和使用时所加极化电压相同,不需进行极化效应修正,该项不确定度分量可忽略。B.4 合成标准不确定度的评定B.4.1 标准不确定度汇总见表B.1。表B.1 标准不确定度汇总表标准相对不确定度不确定度来源不确定度值灵敏系数水吸收剂量标准不确定度分量自由度u(Nr e fD,W)参考剂量计校准因子(B类)0.6%10.6 0%5 0u(ks t a b)参考剂量计的稳定性(A类)0.1 7%10.1 7%1 0u(Mr e fr a w)参考剂量计的读数(A类)0.1%10.1 0%9u(Mu s e rr a w)待校准剂量计的读数(A类)0.1%-10.2 0%9u(T)温度测量(B类)0.1%10.1 0%1 0u(p)气压测量(B类)0.1%10.1 0%1 0u(kd i s t)电离室位置变化(B类)0.1%10.1 0%1 0B.4.2 合成标准不确定度的计算各量彼此不相关,合成标准不确定度为uc(Nu s e rD,W)=0.6 8%,有效自由度为e f f=7 6。B.5 扩展不确定度的评定取包含概率p=9 5%,按有效自由度查t分布表得到t值为tp=t9 5(7 6)=2.0 0,扩展不确定度U9 5=t9 5(7 6)uc(Nu s e rD,W)=1.4%。B.6 测量不确定度报告与表示放射治疗用电离室剂量计水吸收剂量校准因子不确定度为U9 5=1.4%,e f f=7 6。9J J F1 7 4 32 0 1 9市场监管总局市场监管总局附录C复合效应和极化效应测量C.1 复合效应采用双压法进行离子复合效应修正。在6 0C o辐射场中:ks=(V1/V2)2-1(V1/V2)2-(M1/M2)(C.1)在加速器等脉冲辐射场中:ks=M1/M2-1V1/V2-1+1(C.2)式中:M1,M2 电离室极化电压分别为V1和V2时的读数;V1 电离室正常使用时的电压;V2 低于V1的电压,通常选取1/2V1。C.2 极化效应通常极化效应可以忽略,如需测量,按式(C.3)计算。kp o l=M+M-2M(C.3)式中:M+,M-电离室测量时的正负极化电压的剂量计读数;M 校准时所用电压对应的读数。01J J F1 7 4 32 0 1 9市场监管总局市场监管总局附录D水吸收剂量校准因子使用示例使用具有6 0C o水吸收剂量校准因子的电离室剂量计进行加速器光子的校准,其计算公式为DW,Q=MQND,W,Q0kQ,Q0(D.1)式中:DW,Q 加速器光子水吸收剂量;MQ 剂量计在加速器光子束下读数;ND,W,Q0 剂量计6 0C o水吸收剂量校准因子;kQ,Q0 辐射质修正因子。以1 0MV光子为例,测量步骤如下:1)测量光子束组织模体比T P R2 0,1 0,或者根据剂量分布曲线计算得到该值;2)在水下1 0g/c m2处测量电离室的经温度气压修正的读数MQ;3)查表附录E得到kQ,Q0,或者根据校准证书中不同辐射质的修正因子拟合得到所需辐射质的修正因子;4)计算得到DW,Q。11J J F1 7 4 32 0 1 9市场监管总局市场监管总局书 书 书?21J J F1 7 4 32 0 1 9市场监管总局市场监管总局书 书 书?J J F1 7 4 32 0 1 9市场监管总局市场监管总局