輸出劑量測(cè)量時(shí)溫度氣壓濕度變化規(guī)律的研究

秦偉，柏正璐，時(shí)飛躍

南京醫(yī)科大學(xué)附屬南京醫(yī)院（南京市第一醫(yī)院）a.腫瘤放療中心；b.醫(yī)療設(shè)備處，江蘇 南京 210006

輸出劑量測(cè)量時(shí)溫度氣壓濕度變化規(guī)律的研究

秦偉a，柏正璐b，時(shí)飛躍a

南京醫(yī)科大學(xué)附屬南京醫(yī)院（南京市第一醫(yī)院）a.腫瘤放療中心；b.醫(yī)療設(shè)備處，江蘇 南京 210006

目的 對(duì)加速器周檢輸出劑量測(cè)量時(shí)記錄的溫度、氣壓、濕度等數(shù)據(jù)進(jìn)行回顧分析，研究數(shù)據(jù)的變化規(guī)律。方法 選取2013年～2015年周檢對(duì)瓦里安Clinac iX加速器輸出劑量測(cè)量時(shí)記錄的148組數(shù)據(jù)，進(jìn)行回顧研究。對(duì)不同年度及不同季節(jié)的溫度、氣壓、濕度和空氣密度（AD）數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。結(jié)果 2013年～2015年，溫度、氣壓、濕度和AD的平均值分別為21.8℃，1017 hPa，46% RH和1.002。不同年度的相同時(shí)期，各類(lèi)數(shù)據(jù)總體上變化不大。同一年度，氣壓值的變化呈V形，濕度和AD值的變化呈倒V型。同一年度的不同季節(jié)，溫度平均值變化不大；氣壓平均值，夏季最低，冬季最高；濕度平均值和AD平均值，夏季最高，冬季最低。結(jié)論 氣壓、濕度和AD值，與季節(jié)的變化相關(guān)。物理師應(yīng)充分認(rèn)識(shí)溫度、氣壓和濕度的變化規(guī)律，準(zhǔn)確記錄相關(guān)數(shù)據(jù)，從而獲取準(zhǔn)確的輸出劑量值。

溫度；氣壓；濕度；空氣密度；劑量；季節(jié)

引言

現(xiàn)代放射治療的質(zhì)量保證（Quality Assurance，QA）和質(zhì)量控制（Quality Control，QC）項(xiàng)目較多，其中醫(yī)用直線(xiàn)加速器輸出劑量的長(zhǎng)期穩(wěn)定性與準(zhǔn)確性監(jiān)測(cè)是所有質(zhì)控工作的基礎(chǔ)之一，對(duì)于放療的療效和安全起著至關(guān)重要的作用[1]。在我國(guó)，由于各種客觀(guān)條件的限制，各放療單位對(duì)于醫(yī)用直線(xiàn)加速器輸出劑量的長(zhǎng)期穩(wěn)定性與準(zhǔn)確性監(jiān)測(cè)的方法、頻率、標(biāo)準(zhǔn)等不盡一致。使用劑量?jī)x、電離室和小水箱（或固體水），可做到每周測(cè)量一次，使用晨檢儀可做到每日測(cè)量一次[2-5]。影響醫(yī)用電子直線(xiàn)加速器輸出劑量的因素有很多，研究表明溫度和氣壓對(duì)醫(yī)用直線(xiàn)加速器輸出劑量影響較大[6-7]。日常對(duì)加速器輸出劑量進(jìn)行測(cè)量時(shí)，需要記錄溫度和氣壓值，從而對(duì)輸出劑量數(shù)據(jù)進(jìn)行校正。本工作對(duì)加速器周檢輸出劑量測(cè)量時(shí)溫度、氣壓和濕度的變化規(guī)律進(jìn)行了回顧分析，研究這些參數(shù)的變化規(guī)律，從而獲取準(zhǔn)確的輸出劑量值。

1 材料與方法

1.1 材料

儀器設(shè)備：IBA DOSE 1劑量?jī)x；FC65-G電離室；SP34固體水；普通玻璃液體溫度計(jì)；YM3型空盒氣壓表；GJWS2080A型溫濕度表；瓦里安Clinac iX醫(yī)用電子直線(xiàn)加速器。劑量?jī)x、電離室、溫度計(jì)和氣壓表每年送到江蘇省計(jì)量科學(xué)研究院作檢定和校準(zhǔn)。

1.2 方法

每周周檢輸出劑量測(cè)量前，將溫度計(jì)插入固體水的適配孔道里，待溫度穩(wěn)定后讀取溫度值；使用YM3型氣壓表在固體水旁邊讀取氣壓值。DOSE 1劑量?jī)x充分預(yù)熱后，輸入溫度和氣壓值后，會(huì)自動(dòng)顯示空氣密度（Air density,AD）值，該值代表修正因子KTP。

其中P0=1013 hPa，T0=20℃，是標(biāo)準(zhǔn)溫度和標(biāo)準(zhǔn)氣壓值[7]。對(duì)2013、2014和2015年3年中的周檢數(shù)據(jù)的溫度、氣壓、濕度和AD值進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，并對(duì)不同年度和不同季節(jié)的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較分析。本研究中，根據(jù)本地區(qū)（江蘇南京）的氣候情況，采用以月份劃分四季的方法，將季節(jié)劃分如下：3、4、5月份為春季，6、7、8月份為夏季，9、10、11月份為秋季，12、1、2月份為冬季[8]。

2 結(jié)果

2013年1月初～2015年12月底，共進(jìn)行周檢148次，其中2013年47次，2014年50次，2015年51次。測(cè)量時(shí)溫度、氣壓、濕度均使用上述儀器和方法檢測(cè)，并記錄下AD值。2013～2015年溫度、氣壓、濕度及AD值的變化趨勢(shì)，見(jiàn)圖1。春夏秋冬4個(gè)季節(jié)的溫度、氣壓、濕度及AD的統(tǒng)計(jì)平均值，見(jiàn)表1。3年中溫度、氣壓、濕度和AD的所有數(shù)據(jù)的平均值分別為21.8℃，1.017 hPa，46% RH和1.002。

表1 2013～2015年春夏秋冬4個(gè)季節(jié)溫度、氣壓、濕度和AD的平均值

3 討論

大多數(shù)非密封型電離室的響應(yīng)受空氣溫度、壓力和相對(duì)濕度的影響。空氣的密度取決于溫度和壓力，電離室氣腔中空氣的密度和質(zhì)量隨溫度降低或壓力的增高而增大，反之亦然。每單位空氣質(zhì)量所收集到的電離電荷，即電離室讀數(shù)也將隨溫度降低或壓力增高而增大，現(xiàn)場(chǎng)使用時(shí)，必須給予校正[9-10]。有研究表明，不僅空氣電離室的響應(yīng)受到溫度的影響，液體電離室的影響也受到溫度的影響[11]。

圖1 2013-2015年加速器輸出劑量測(cè)量時(shí)各參數(shù)的長(zhǎng)期變化趨勢(shì)

由圖1a及表1可見(jiàn)，3年中溫度值在21.8℃上下浮動(dòng)，變化趨勢(shì)沒(méi)有明顯的規(guī)律。除2013年春季溫度值偏大外，其余11個(gè)季節(jié)的平均值相差較小。這是因?yàn)榧铀倨鳈C(jī)房?jī)?nèi)的溫度主要靠空調(diào)調(diào)控，與季節(jié)變化和天氣狀況的關(guān)系較小。2013年春季溫度較大，是因?yàn)檫@段期間過(guò)于考慮患者對(duì)溫度的要求，人為調(diào)節(jié)機(jī)房溫度所致。

由圖1a及表1可見(jiàn)，同一年里，氣壓值的變化呈V形；每年的1月～7月中下旬，氣壓值呈下降趨勢(shì)，8月至次年1月，氣壓值呈上升趨勢(shì)。總體來(lái)說(shuō)，冬天干燥寒冷，空氣密度大，水汽含量小，因此冬天氣壓高，夏天氣壓低[12]。以2014年為例，夏季氣壓平均值最小（1006 hPa），冬季最大（1027 hPa），說(shuō)明氣壓值受季節(jié)影響較明顯。氣壓最低點(diǎn)出現(xiàn)在第74次（2014-07-24，997 hPa），當(dāng)天南京天氣為大雨。說(shuō)明天氣對(duì)氣壓值也有影響，一般晴天氣壓高，陰雨天氣壓低。

電離室工作環(huán)境中空氣相對(duì)濕度的影響一般較小，如電離室校準(zhǔn)時(shí)相對(duì)濕度為50%，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量時(shí)相對(duì)濕度在20%～70%范圍內(nèi)，不需要對(duì)電離室的靈敏度作相對(duì)濕度的校正[10]。由圖1c和表1可見(jiàn)，同一年里，濕度的變化呈倒V型；不同季節(jié)比較，夏季濕度高，冬季濕度低，春秋兩季濕度相近。為了控制加速器治療機(jī)房的濕度，一般在機(jī)房里會(huì)配置有除濕機(jī)，使夏季機(jī)房濕度不至于過(guò)高。所以機(jī)房濕度主要受到季節(jié)變化的影響，部分受到人為控制的影響。

由圖1b及表1可見(jiàn)，同一年里，AD的值的變化呈倒V型。AD值，即KTP值，與溫度和氣壓有關(guān)。由公式可知，AD值與氣壓測(cè)量值成反比，在機(jī)房溫度保持相對(duì)恒定的條件下，AD值與氣壓值呈相反的變化趨勢(shì)。由公式可見(jiàn)，溫度增加1℃，AD值大約增加0.34%；氣壓值降低10 hPa，AD值大約增加1%。

為了確保醫(yī)用電子直線(xiàn)加速器輸出劑量的穩(wěn)定性，需要定期對(duì)加速器進(jìn)行輸出劑量的測(cè)量，根據(jù)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行必要的校正。在輸出劑量測(cè)量時(shí)，要按實(shí)測(cè)溫度和氣壓值對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行校正。暫未配備氣壓計(jì)的單位（或在氣壓計(jì)年檢時(shí)）在使用市氣象局地面站提供的氣壓值時(shí)，必須作氣壓海拔高度修正[6]。在本研究中，因?yàn)槊磕晗募?月份左右將氣壓計(jì)隨劑量?jī)x、電離室和溫度計(jì)一起送計(jì)量院年檢，所以夏季的溫度、氣壓、濕度和AD值的個(gè)數(shù)，比其它季節(jié)的數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)略少。

本工作的研究結(jié)果，為物理師進(jìn)行加速器輸出劑量的測(cè)量工作提供了一些有益的參考。需要注意的是，這些數(shù)據(jù)是在南京地區(qū)測(cè)量得到的，對(duì)全國(guó)的其它地區(qū)并不完全適用。南京位于長(zhǎng)三角地區(qū)，春夏秋冬四季分明。在中國(guó)有5種季節(jié)劃分的方法，本文為了數(shù)據(jù)比較方便，僅采用了其中一種（以月份劃分四季）[8]。采用氣候四季劃分，長(zhǎng)三角地區(qū)的四季長(zhǎng)度，夏季最長(zhǎng)，冬季次之，春秋相接近，且秋季略短[13]。我國(guó)幅員遼闊，地形地貌復(fù)雜，東部沿海、東北地區(qū)、云貴高原和青藏高原等地區(qū)，氣候不同，季節(jié)劃分也各有其特點(diǎn)[8,13-16]。此外，在氣候增暖背景下中國(guó)大部分地區(qū)冬季持續(xù)時(shí)間明顯縮短，春、夏季的起始時(shí)間呈現(xiàn)提前的趨勢(shì)，而秋、冬季則呈現(xiàn)推后的趨勢(shì)[17-19]。物理師應(yīng)了解所在地區(qū)的氣候及變化特點(diǎn)，可對(duì)所在地區(qū)劑量測(cè)量時(shí)的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析總結(jié)，得到所在地區(qū)溫度、氣壓和濕度等參數(shù)的變化規(guī)律及統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。

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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

時(shí)飛躍，博士，主要研究方向?yàn)槟[瘤放射物理。

通訊作者郵箱：shifeiyue2013@126.com

本文編輯 袁雋玲