医用电子束吸收剂量测量中的平行板电离室校准

1 引 言

    放射治疗机被广泛用于肿瘤放射治疗中，尤其是医用电子加速器，成为了当前放射治疗的主流设备。放射治疗效果很大程度取决于靶区剂量的准确性，国际辐射单位和测量委员会（ICRU）在第 24 号报告中指出：患者靶区剂量的误差应小于±5%[1]。这就要求治疗过程中应采取必要的措施，确保治疗效果，其中剂量的准确测量是确定患者靶区剂量的基础。加速器产生的高能电子束具有射程短、剂量深度曲线跌落陡峭的特点，要求测量电离室有好的定位和小的极间距离。许多国家和学术组织都推荐使用平行板电离室来测量放射治疗中的电子束。早在 1987 年国际原子能机构就发布了基于空气比释动能（或照射量）校准的电离室测定水中吸收剂量 277号技术报告[2-3]；在 1997 年国际原子能机构出版了 381 号技术报告[4]，完善了平板电离室的校准和测量方法。随着水中吸收剂量校准技术日益成熟，该机构在 2000 年出版了 398 号技术报告[5-6]，叙述了使用基于水中吸收剂量校准的电离室，实现水中吸收剂量测量的方法。在这 3 个报告中，明确提出了在医用电子束的水中吸收剂量测量中，能量低于 5MeV的电子束必须使用平行板电离室。目前，国际上大多建立了水吸收剂量校准电离室的量传体系，在我国尚未建立，测量中所使用的电离室仍采用空气比释动能（或照射量）溯源。近年，随着我国医用加速器迅速发展以及对放疗质量控制的进一步重视，越来越多的放疗单位使用平行板电离室测量电子束的水中吸收剂量，因而平行板电离室量值溯源及保障电子束水中吸收剂量量值的准确日益重要。

2 平行板电离室结构和特点

    平行板电离室由高压极、收集极、保护环 3 部分组成，如图 1。平行板电离室的上部是高压极，也是电离室的入射窗，成圆形，射线由此射入；该极的下面是在同一平面上的收集极与保护环，收集极也成圆形，在其外围是圆环形的保护环，保护环与收集极处于同一电位，电离室的极化电压加在这两极与高压极之间，在它们之间形成一个空腔，由于保护环的作用，消除了电场畸变的影响，在收集极与高压极之间形成一个有效的、确定的灵敏体积，在此体积内形成的电离在极化电压的作用下形成电离电流，经与收集极相连的导体进入静电计。

    平板电离室的入射窗很薄，室壁衰减小；电极间距离非常小，一般为 1 mm~2 mm，因而腔内散射扰动效应小，可以认为电离效应基本是由电子束入射通过入射窗而产生，而由电离室侧壁产生的电离效应可忽略，从而平板电离室的有效测量点位于空腔前表面中心，且与电子束能量无关，加之电子线射程短，沿线束入射方向剂量梯度变化大[7-8]，要求测量电离室易于定位同时应有小的极间距离，与圆柱形电离室相比，平板电离室更适合电子束吸收剂量的测量。