输出剂量测量时温度气压湿度变化规律的研究

秦伟，柏正璐，时飞跃

南京医科大学附属南京医院（南京市第一医院）a.肿瘤放疗中心；b.医疗设备处，江苏 南京 210006

输出剂量测量时温度气压湿度变化规律的研究

秦伟a，柏正璐b，时飞跃a

南京医科大学附属南京医院（南京市第一医院）a.肿瘤放疗中心；b.医疗设备处，江苏 南京 210006

目的 对加速器周检输出剂量测量时记录的温度、气压、湿度等数据进行回顾分析，研究数据的变化规律。方法 选取2013年～2015年周检对瓦里安Clinac iX加速器输出剂量测量时记录的148组数据，进行回顾研究。对不同年度及不同季节的温度、气压、湿度和空气密度（AD）数据进行统计分析。结果 2013年～2015年，温度、气压、湿度和AD的平均值分别为21.8℃，1017 hPa，46% RH和1.002。不同年度的相同时期，各类数据总体上变化不大。同一年度，气压值的变化呈V形，湿度和AD值的变化呈倒V型。同一年度的不同季节，温度平均值变化不大；气压平均值，夏季最低，冬季最高；湿度平均值和AD平均值，夏季最高，冬季最低。结论 气压、湿度和AD值，与季节的变化相关。物理师应充分认识温度、气压和湿度的变化规律，准确记录相关数据，从而获取准确的输出剂量值。

温度；气压；湿度；空气密度；剂量；季节

引言

现代放射治疗的质量保证（Quality Assurance，QA）和质量控制（Quality Control，QC）项目较多，其中医用直线加速器输出剂量的长期稳定性与准确性监测是所有质控工作的基础之一，对于放疗的疗效和安全起着至关重要的作用[1]。在我国，由于各种客观条件的限制，各放疗单位对于医用直线加速器输出剂量的长期稳定性与准确性监测的方法、频率、标准等不尽一致。使用剂量仪、电离室和小水箱（或固体水），可做到每周测量一次，使用晨检仪可做到每日测量一次[2-5]。影响医用电子直线加速器输出剂量的因素有很多，研究表明温度和气压对医用直线加速器输出剂量影响较大[6-7]。日常对加速器输出剂量进行测量时，需要记录温度和气压值，从而对输出剂量数据进行校正。本工作对加速器周检输出剂量测量时温度、气压和湿度的变化规律进行了回顾分析，研究这些参数的变化规律，从而获取准确的输出剂量值。

1 材料与方法

1.1 材料

仪器设备：IBA DOSE 1剂量仪；FC65-G电离室；SP34固体水；普通玻璃液体温度计；YM3型空盒气压表；GJWS2080A型温湿度表；瓦里安Clinac iX医用电子直线加速器。剂量仪、电离室、温度计和气压表每年送到江苏省计量科学研究院作检定和校准。

1.2 方法

每周周检输出剂量测量前，将温度计插入固体水的适配孔道里，待温度稳定后读取温度值；使用YM3型气压表在固体水旁边读取气压值。DOSE 1剂量仪充分预热后，输入温度和气压值后，会自动显示空气密度（Air density,AD）值，该值代表修正因子KTP。

其中P0=1013 hPa，T0=20℃，是标准温度和标准气压值[7]。对2013、2014和2015年3年中的周检数据的温度、气压、湿度和AD值进行统计分析，并对不同年度和不同季节的数据进行比较分析。本研究中，根据本地区（江苏南京）的气候情况，采用以月份划分四季的方法，将季节划分如下：3、4、5月份为春季，6、7、8月份为夏季，9、10、11月份为秋季，12、1、2月份为冬季[8]。

2 结果

2013年1月初～2015年12月底，共进行周检148次，其中2013年47次，2014年50次，2015年51次。测量时温度、气压、湿度均使用上述仪器和方法检测，并记录下AD值。2013～2015年温度、气压、湿度及AD值的变化趋势，见图1。春夏秋冬4个季节的温度、气压、湿度及AD的统计平均值，见表1。3年中温度、气压、湿度和AD的所有数据的平均值分别为21.8℃，1.017 hPa，46% RH和1.002。

表1 2013～2015年春夏秋冬4个季节温度、气压、湿度和AD的平均值

3 讨论

大多数非密封型电离室的响应受空气温度、压力和相对湿度的影响。空气的密度取决于温度和压力，电离室气腔中空气的密度和质量随温度降低或压力的增高而增大，反之亦然。每单位空气质量所收集到的电离电荷，即电离室读数也将随温度降低或压力增高而增大，现场使用时，必须给予校正[9-10]。有研究表明，不仅空气电离室的响应受到温度的影响，液体电离室的影响也受到温度的影响[11]。

图1 2013-2015年加速器输出剂量测量时各参数的长期变化趋势

由图1a及表1可见，3年中温度值在21.8℃上下浮动，变化趋势没有明显的规律。除2013年春季温度值偏大外，其余11个季节的平均值相差较小。这是因为加速器机房内的温度主要靠空调调控，与季节变化和天气状况的关系较小。2013年春季温度较大，是因为这段期间过于考虑患者对温度的要求，人为调节机房温度所致。

由图1a及表1可见，同一年里，气压值的变化呈V形；每年的1月～7月中下旬，气压值呈下降趋势，8月至次年1月，气压值呈上升趋势。总体来说，冬天干燥寒冷，空气密度大，水汽含量小，因此冬天气压高，夏天气压低[12]。以2014年为例，夏季气压平均值最小（1006 hPa），冬季最大（1027 hPa），说明气压值受季节影响较明显。气压最低点出现在第74次（2014-07-24，997 hPa），当天南京天气为大雨。说明天气对气压值也有影响，一般晴天气压高，阴雨天气压低。

电离室工作环境中空气相对湿度的影响一般较小，如电离室校准时相对湿度为50%，现场测量时相对湿度在20%～70%范围内，不需要对电离室的灵敏度作相对湿度的校正[10]。由图1c和表1可见，同一年里，湿度的变化呈倒V型；不同季节比较，夏季湿度高，冬季湿度低，春秋两季湿度相近。为了控制加速器治疗机房的湿度，一般在机房里会配置有除湿机，使夏季机房湿度不至于过高。所以机房湿度主要受到季节变化的影响，部分受到人为控制的影响。

由图1b及表1可见，同一年里，AD的值的变化呈倒V型。AD值，即KTP值，与温度和气压有关。由公式可知，AD值与气压测量值成反比，在机房温度保持相对恒定的条件下，AD值与气压值呈相反的变化趋势。由公式可见，温度增加1℃，AD值大约增加0.34%；气压值降低10 hPa，AD值大约增加1%。

为了确保医用电子直线加速器输出剂量的稳定性，需要定期对加速器进行输出剂量的测量，根据测量结果进行必要的校正。在输出剂量测量时，要按实测温度和气压值对数据进行校正。暂未配备气压计的单位（或在气压计年检时）在使用市气象局地面站提供的气压值时，必须作气压海拔高度修正[6]。在本研究中，因为每年夏季7月份左右将气压计随剂量仪、电离室和温度计一起送计量院年检，所以夏季的温度、气压、湿度和AD值的个数，比其它季节的数据个数略少。

本工作的研究结果，为物理师进行加速器输出剂量的测量工作提供了一些有益的参考。需要注意的是，这些数据是在南京地区测量得到的，对全国的其它地区并不完全适用。南京位于长三角地区，春夏秋冬四季分明。在中国有5种季节划分的方法，本文为了数据比较方便，仅采用了其中一种（以月份划分四季）[8]。采用气候四季划分，长三角地区的四季长度，夏季最长，冬季次之，春秋相接近，且秋季略短[13]。我国幅员辽阔，地形地貌复杂，东部沿海、东北地区、云贵高原和青藏高原等地区，气候不同，季节划分也各有其特点[8,13-16]。此外，在气候增暖背景下中国大部分地区冬季持续时间明显缩短，春、夏季的起始时间呈现提前的趋势，而秋、冬季则呈现推后的趋势[17-19]。物理师应了解所在地区的气候及变化特点，可对所在地区剂量测量时的数据进行分析总结，得到所在地区温度、气压和湿度等参数的变化规律及统计数据。

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Study on Variation Laws of Temperature, Atmospheric Pressure and Humidity when Measuring Output Dose

QIN Weia, BAI Zhenglub, SHI Feiyuea
a.Radiation Therapy Center; b.Department of Medical Equipment, Nanjing First Hospital, Nanjing Medical University, Nanjing Jiangsu 210006, China

Objective To retrospectively investigate the variation laws of temperature, atmospheric pressure and humidity when measuring the output dose of linac in weekly QA-tests. Methods A total of 148 sets of data recorded in weekly quality assurance(QA)-tests outputted from the Varian Clinac iX linac from 2013 to 2015 were selected for retrospective analysis. Statistical analysis was applied to compare the data of temperature, atmospheric pressure, humidity and air density (AD) in different years and seasons.Results The mean values of the 4 parameters from 2013 to 2015 were 21.8℃, 1017 hPa, 46% RH and 1.002, respectively. There were no significant changes of these parameters in the same period of different years. In the same year, values of atmospheric pressure were V-shaped, while values of both humidity and AD were inverted V-shaped. In different seasons of the same year, mean values of temperature varied a little; mean values of atmospheric pressure were lowest in summer and highest in winter; mean values of both humidity and AD were highest in summer and lowest in winter. Conclusion Values of atmospheric pressure, humidity and AD have relationship with seasonal variation. Medical physicists should fully understand the variation laws of temperature,atmospheric pressure and humidity, record these parameters accurately, to obtain correct dose values.

temperature; atmospheric pressure; humidity; air density; dose; season

R730.8

B

10.3969/j.issn.1674-1633.2017.12.025

1674-1633(2017)012-0103-03

2016-12-21

2017-02-02

时飞跃，博士，主要研究方向为肿瘤放射物理。

通讯作者邮箱：shifeiyue2013@126.com

本文编辑 袁隽玲