关于井型电离室放射源强度校准系数稳定性的研究

研究目的：

研究通气型井型电离室和加压型井型电离室的近距离放射治疗源强度校准系数,在高剂量率(HDR)、低剂量率(LDR)和电子线近距离放射治疗(EBT)源质量之间的变化和稳定性。井型电离室的这些质量评估是非常重要的，因为它们在维持国家标准实验室的可追溯性和促进近距离放射治疗中有效的患者保护方面发挥着重要作用。

研究方法:

本研究回顾性分析了威斯康辛大学剂量校准实验室(UWADCL)客户井型电离室数据库在1996年至2019年期间进行的校准记录。对不同校准类型进行统计分析和区分，量化几种校准模型中校准系数的分布。对于LDR校准,通过粒子源类型进一步区分电离室的响应，以研究粒子源在电离室内部和不同电离室之间的依赖性差异。除了这些指标，UWADCL的校准谱系还用于根据后续校准系数的比值来评估电离室模型和粒子源类型之间这些校准系数的稳定性。

表1：本研究中在校准日期范围内分析的井型电离室列表,深色标记的为加压型电离室。

表2：校准的井型电离室数量列表,不考虑型号,以及为高剂量率(HDR)、低剂量率(LDR)和电子线近距离放射治疗(EBT)源校准执行的校准总数

研究结果：

特定井型电离室模型的近距离放射源强度校准系数的分布不一定是正态分布，并且对加工公差或井型电离室模型设计的变化敏感。校准源质量也会影响电离室模型校准系数的分布；EBT源的空气比释动能率校准系数变化最大,其次是LDR,最后是HDR源类型。井型电离室源强度校准系数的稳定性表现出与放射源质量类似的依赖性。对于HDR校准,通气型井型电离室和加压型井型电离室在后续校准之间的平均稳定性分别为0.2%和3.0%.对于LDR校准,井型电离室模型差异对另一种粒子源类型的校准比值的传递和稳定性是比较明显的。对于某些粒子类型和井型电离室模型，其变化小于0.5%，而有一些的变化甚至超过2.0%。此外，这种依赖性的大小超出了由于制造而导致的源强度的可变性，这是根据UWADCL的制造商和NIST(美国国家标准与技术研究院)源强度比对记录确定的。因此，不建议在不同的源和井型电离室模型之间建立和传递校准转换系数，因为会增加临床用户确定源强度时的不确定性。

表3：井型电离室HDR 192Ir空气比动能强度校准的统计结果，按其空气连通状态分类。 加压型电离室为表中的深颜色部分。 所有井型电离室的平均NSK均归一到HDR1000 Plus井型电离室确定的平均NSK。

图1：加压型井型电离室44D(图a)和通气型井型电离室HDR1000 Plus(图b)的192Ir空气-比释动能强度校准系数NSK的直方图分布，归一到中间值。 使用44D(图c)和HDR1000 Plus(图d)的分位数图评估正态性。 还按照它们的序列号(44D,图e)或生产日期(HDR1000 Plus,图f)相对于井型电离室的192Ir空气比释动能强度校准系数中间值的顺序进行了评估。

图2：(图a)表示HDR1000 Plus井型电离室的稳定性分布。(图b)分位数 - 分位数分布图，用于测试图a中井型电离室稳定性分布的正态性。(图c)采样直方图分布显示单个井型电离室围绕其自身平均NSK的预期平均差异性。

表4：LDR放射源的井型电离室NSK校准的统计结果,包括44D(加压)、HDR1000 Plus(通气)和IVB1000(通气)井型电离室。不同电离室型号的NSK已归一到为137Cs粒子源的NSK

表5：NIST对LDR近距离放射治疗粒子测量的空气比释动能强度与校正到NIST测量数据的UWADCL衰减进行对比。报告的均方根比较是对2010年前后的比较进行区分。

表6：LDR粒子源的井型电离空气比释动能强度校准比对，所有电离室响应均归一到电离室的 137Cs NSK校准系数。

表7：EBT的井型电离室空气比释动能校准的统计结果。 空气比释动能率校准系数已归一到为电离室的LDR 137Cs空气比释动能强度校准系数。

研究结论：

井型电离室的校准对于电离室本身、放射源和源支架来说是独一无二的。鉴于在UWADCL校准历史数据中分析的响应变化，想要在同一个型号的井型电离室同一种放射得到一个稳定的源校准系数是不太现实的。在这种相对意义上量化和传递校准系数可能会明显增加不确定性，因此建议每个出厂井型电离室都需要进行单独的个性化校准。