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| YY 0775-2010 |
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YY 0775-2010
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远距离放射治疗计划系统高能X(γ)射束剂量计算准确性要求和试验方法
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YY 0775-2010
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| 标准编号 | YY 0775-2010 (YY0775-2010) | | 中文名称 | 远距离放射治疗计划系统高能X(γ)射束剂量计算准确性要求和试验方法 | | 英文名称 | Teleradiotherapy treatment planning system accuracy of dosimetric calculation and test methods for high energy X(γ) beam | | 行业 | 医药行业标准 | | 中标分类 | C43 | | 国际标准分类 | 11.040.60 | | 字数估计 | 22,218 | | 发布日期 | 2010-12-27 | | 实施日期 | 2012-06-01 | | 引用标准 | GB/T 17857-1999; GB/T 18987-2003 | | 起草单位 | 国家食品药品监督管理局北京医疗器械质量监督检验所、深圳市海博科技有限公司 | | 归口单位 | 全国医用电器标准化技术委员会放射治疗、核医学和放射剂量学设备标准化分技术委员会(SAC/TC 10/SC 3) | | 标准依据 | 国家食品药品监督管理局公告2010年第97号 | | 提出机构 | 全国医用电器标准化技术委员会放射治疗、核医学和放射剂量学设备标准化分技术委员会(SAC/TC 10/SC 3) | | 发布机构 | 国家食品药品监督管理局 | | 范围 | 本标准规定了远距离放射治疗计划系统(Radiotherapy Treatment Planning Systems, 以下简称RTPS)的剂量计算准确性要求和试验方法。本标准适用于医用高能X射线(4MV～25MV)、60Coγ射线远距离放射治疗光子辐射具有剂量计算、显示功能的RTPS、本标准不适用于立体定向放射治疗、以及调强放射治疗(IMRT)或者其他专门的放射治疗技术使用的放射治疗计划系统, 但鼓励开发者在开发和使用中应用本标准作为验证剂量计算算法的参考标准。本标准中的测试数据包不能使用于临床治疗计划设计。 | YY 0775-2010
Teleradiotherapy treatment planning system accuracy of dosimetric calculation and test methods for high energy X(γ) beam
ICS 11.040.60
C43
中华人民共和国医药行业标准
远距离放射治疗计划系统
高能X(γ)射束剂量计算准确性
要求和试验方法
2010-12-27发布
2012-06-01实施
国家食品药品监督管理局 发 布
目次
前言 Ⅲ
1 范围 1
2 规范性引用文件 1
3 术语和定义 1
4 要求 1
4.1 简单几何条件 1
4.2 复杂几何条件 2
4.3 组合复杂几何条件 2
4.4 射野边缘外 2
4.5 射野边缘外、复杂几何条件且中心轴被遮挡 2
5 试验方法 2
5.1 通用试验条件 2
5.2 测试例 4
5.3 简单几何条件 4
5.4 复杂几何条件 4
5.5 组合复杂几何条件 4
5.6 射野边缘外 4
5.7 射野边缘外、复杂几何条件且中心轴被遮挡 5
附录A(规范性附录) 试验数据 6
附录B(规范性附录) 测试例 7
图B.1 测试1a 7
图B.2 测试1b 8
图B.3 测试1c 8
图B.4 测试2a 9
图B.5 测试2b 9
图B.6 测试3 10
图B.7 测试4 10
图B.8 测试5 11
图B.9 测试6 11
图B.10 测试7 12
图B.11 测试8a 13
图B.12 测试8b 13
图B.13 测试8c 14
图B.14 测试9 14
图B.15 测试10a 15
图B.16 测试10b 15
图B.17 测试11和测试12 16
参考文献 17
前言
本标准的全部技术内容为强制性。
本标准按照GB/T 1.1-2009给出的规则起草。
标准中的测试数据和测试例采用了IAEA1540号技术报告中的测试数据(机器配置数据)和测
试例。
请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。
本标准全国医用电器标准化技术委员会放射治疗、核医学和放射剂量学设备标准化分技术委员会
(SAC/TC10/SC3)提出并归口。
本标准起草单位:国家食品药品监督管理局北京医疗器械质量监督检验所、深圳市海博科技有限
公司。
本标准主要起草人:张新、章兆园、闫旭、胡佳、卿候。
远距离放射治疗计划系统
高能X(γ)射束剂量计算准确性
要求和试验方法
1 范围
RTPS)的剂量计算准确性要求和试验方法。
本标准适用于医用高能X射线(4MV~25MV)、60Coγ射线远距离放射治疗光子辐射具有剂量计
算、显示功能的RTPS。
本标准不适用于立体定向放射治疗、以及调强放射治疗(IMRT)或者其他专门的放射治疗技术使
用的放射治疗计划系统,但鼓励开发者在开发和使用中应用本标准作为验证剂量计算算法的参考标准。
本标准中的测试数据包不能使用于临床治疗计划设计。
2 规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文
件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
GB/T 17857-1999 医用放射学术语(放射治疗、核医学和辐射剂量学设备)
GB/T 18987-2003 放射治疗设备 坐标系、运动与刻度(IEC 61217:1996,IDT)
3 术语和定义
GB/T 17857-1999界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
3.1
RTPS在预定条件下计算出来的测量点的吸收剂量值。
3.2
在预定条件下测量点的吸收剂量期望值,本标准采用IAEA1540号技术报告中数据包给出的测量
点剂量测量值。
4 要求
4.1 简单几何条件
对于使用的每一种剂量计算算法,在简单几何条件下(方形或者矩形射野、均匀模体、垂直照射等):
a) 测试例1、2、3中辐射束轴测量点上RTPS剂量计算值与参考值之间的允许误差为±2%;
b) 测试例1、2、3、6中射野内离轴测量点上RTPS剂量计算值与参考值之间的允许误差为±3%。
4.2 复杂几何条件
对于使用的每一种剂量计算算法,在复杂几何条件下(楔形野、不均匀性模体、不规则野、非对称准
直器设置等):
a) 测试例4、5、7、8、9、10、11中射野内测量点上RTPS剂量计算值与参考值之间的允许误差为
±3%;
b) 对于测试例7,允许制造商另行规定RTPS剂量计算值与参考值之间的允许误差,并应在随机
文件说明此误差。
4.3 组合复杂几何条件
对于使用的每一种剂量计算算法,在组合复杂几何条件下:
a) 测试例12中射野内测量点上RTPS剂量计算值与参考值之间的允许误差为±4%;
b) 对于测试例12,允许制造商另行规定RTPS剂量计算值与参考值之间的允许误差,并应在随
机文件说明此误差。
4.4 射野边缘外
对于使用的每一种剂量计算算法,在简单几何条件下,测试例1、2、3、6中射野边缘外测量点上
RTPS剂量计算值与参考值之间的可允许误差为±3%。
4.5 射野边缘外、复杂几何条件且中心轴被遮挡
对于使用的每一种剂量计算算法:
a) 测试例5、7中在射野边缘外复杂几何条件且中心轴被遮挡条件下,被遮挡的中心束轴测量点
上RTPS剂量计算值与参考值之间的允许误差为±3%;
b) 对于测试例7,允许制造商另行规定RTPS剂量计算值与参考值之间的允许误差,并应在随机
文件说明此误差。
5 试验方法
5.1 通用试验条件
5.1.1 试验数据
本标准采用附录A中所述测试数据作为一个RTPS测试数据包(见附录A),该数据包针对四种不
同射线质,包含对应的输入数据集以及一系列测试。测试数据包中对60Coγ辐射的数据用相对剂量表
示,该值是相对于辐射野为10cm×10cm、SSD为80cm、1cm深度(dref)处的相对剂量值。测试数据
包中对高能X射束数据用辐照100MU的剂量(cGy)表示,此时治疗设备已经校准为在射野尺寸为
10cm×10cm、SSD为100cm、最大剂量深度(dmax)处辐照100MU给予1Gy的剂量。
5.1.2 模体的材料和位置
试验要求计算一个立方体水模体内一系列位置的点剂量。建议用户在开始试验前为RTPS规定
一个边长40cm 的立方体水模。大多数 RTPS允许通过输入坐标值确定剂量计算点。然而,如果
RTPS不具有上述功能,一个方便的做法是对每一个测试点用射束的中心轴、离轴距离(1cm、2cm、
2.5cm、3cm、5cm、6cm、7cm、9cm 和19cm)和计算深度(dmax、1cm、3cm、5cm、10cm、11cm、
15cm、20cm、25cm、30cm和35cm)来表示。每个测试例都规定了上述所需的离轴距离和深度。
对每个测试例,操作者应将辐射束置于测试例中规定的位置,并且标识测试所要求的深度和离轴距
离的计算点。应使用一个足够大的辐射束权重来保证计算结果有足够的精度,即不使用过小的权重是
因为可能由于四舍五入或者数据截断导致剂量计算结果的精度低于1%。
5.1.3 射束剂量设定
在一些RPTS中,射束剂量设定对应于射束传递dmax的剂量,而在另外一些系统中,射束剂量设定
对应于射束传递到参考射野尺寸(即10cm×10cm)dmax处的剂量。还有其他系统用其他不同的方式设
定射束剂量。用户应熟悉射束剂量设定的方式并确保计算结果和获取相应测试数据的条件一致。
5.1.4 坐标系统
为了更加清晰地表达射束数据和测试例的几何关系,下述坐标系统是相对于水模体规定的。水模
坐标系与GB/T 18987-2003规定的固定坐标系一致:
坐标原点在治疗设备的等中心。除了等中心测试例(测试例3),其他所有测试例,等中心均位于水
模体上表面。
Z轴垂直于水模体的上表面并由表面指向上,Z轴与辐射束中心轴重合并指向辐射源,倾斜入射测
试例除外。
表1 型式试验和现场检验期间应进行的剂量计算准确性测试一览表
测试序号 测试的简要描述
型式试验
测试例
现场检验
测试例
现场检验
可选测试例
1a 方野,5cm×5cm √ √ -
1b 方野,10cm×10cm √ √ -
1c 方野,25cm×25cm √ √ -
2a 矩形野,5cm×25cm √ - √
2b 矩形野,25cm×5cm √ - √
方野,10cm×10cm,SSD=85cm(对60Coγ射束,
SSD=70cm)
√ √ -
4 方野,9cm×9cm,楔形板 √ √ -
5 方野,16cm×16cm,中心挡块 √ - √
6 方野,10cm×10cm,离轴 √ - √
7 方野,16cm×16cm,L形射野(不规则野) √ √ -
8a 方野,6cm×6cm,肺不均匀性 √ - √
8b 方野,16cm×16cm,肺不均匀性 √ √ -
8c 方野,16cm×16cm,骨不均匀性 √ - √
9 方野,10cm×10cm,斜入射 √ √ -
10a 方野,10cm×10cm,半模体(“组织缺失”) √ - √
10b 方野,20cm×20cm,半模体(“组织缺失”) √ - √
非对称 野,15cm×15cm,射 野 几 何 中 心 位 于:
7.5cm,0cm;0cm,7.5cm;7.5cm,7.5cm
√ - √
非对称楔形野,15cm×15cm,射野几何中心位于:
±7.5cm,0cm;0cm,7.5cm;±7.5cm,7.5cm
√ - √
注:√ 表示需要进行的测试。
X轴指向Z 轴的右侧,并且X-Z平面垂直于治疗设备机架旋转轴。
Y 轴与治疗设备机架旋转轴重合并且指向机架,其中测试例9是个特例。所有计算点都在X-Z
平面内(Y=0)。
5.1.5 试验源皮距(SSD)
除非另有指明,所有测试例标称的SSD对直线加速器的高能光子射束为100cm;对60Coγ射束为
80cm。
5.2 测试例
试验的测试例详细描述见附录B。
型式试验和现场检验期间应进行的剂量计算准确性测试见表1。
对高能X射线束应执行测试例1~12,对60Coγ射束应执行测试例1~9。
5.3 简单几何条件
简单几何条件下执行的测试例和误差计算方法如下:
a) 射野中心轴测量点上的试验应执行测试例1、2、3,按公式(1)计算误差:
相对误差:相对于同一点的参考值,即
δ1=100×(Dc-Dr)/Dr (1)
式中:
δ1 ---射野内测量点上的相对误差,%;
Dc---计算值;
Dr---参考值。
b) 射野内离轴测量点上的试验应执行测试例1、2、3、6,按公式(1)计算误差。
试验结果应符合4.1的要求。
5.4 复杂几何条件
试验应执行测试例4、5、7、8、9、10、11,按公式(1)计算误差。
试验结果应符合4.2的要求。
5.5 组合复杂几何条件
试验应执行测试例12,按公式(1)计算误差。
试验结果应符合4.3的要求。
5.6 射野边缘外
射野边缘外测量点上的试验应执行测试例1、2、3、6,误差计算公式见公式(2):
相对归一误差:相对于辐射束轴上相同深度处的参考值,即
δ2=100×(Dc-Dr)/Da (2)
式中:
δ2 ---射野边缘外简单几何条件测量点上的归一相对误差,%;
Dc---计算值;
Dr---参考值;
Da---辐射束轴上相同深度处参考值。
试验结果应符合4.4的要求。
5.7 射野边缘外、复杂几何条件且中心轴被遮挡
复杂几何条件且中心轴被遮挡条件下,射野边缘外中心束轴测量点上的试验应执行测试例5、7,按
公式(3)计算误差:
相对归一误差:当辐射束轴被遮挡时,相对于开放野相同深度处的参考值,即
δ3=100×(Dc-Dr)/Do (3)
式中:
δ3 ---射野边缘外、复杂几何条件且中心轴被遮挡条件下的归一相对误差,%;
Dc---计算值;
Dr---参考值;
Do---开放野相同深度处的参考值。
试验结果应符合4.5的要求。
附 录 A
(规范性附录)
试 验 数 据
本标准引用IAEA1540号技术报告[1]中的数据包作为本标准预定义的试验条件和试验数据。数
据包分为四个部分,分别包含6MV、10MV、18MV和60Coγ射束的输入数据和测试结果。使用这些数
据包时,应选择合适的数据集,结合相应RTPS的要求输入数据,选择合适的射束模型,建立测试的几
何条件,然后计算测试点的剂量,最后将计算值输入到评价表中计算误差。
试验数据包含如下四个部分:
---IAEApackCo60 AKHdatapackageforCo-60。
注:经过根据本标准达成协议的各方研究评估后,如果由于RTPS产品多样化特征不宜采用上述测试数据包,应自
行设计数据包进行该项目的测试,数据包的技术要求水平应与IAEA1540号技术报告[1]相适应。
附 录 B
(规范性附录)
测 试 例
B.1 概述
本附录详细描述了所有测试例,图B.1~图B.17的横轴方向为X 方向,纵轴方向为Z方向,数值
单位为cm。除非另有指明,所有测试例标称的SSD对直线加速器的高能光子射束为100cm;对60Coγ
射束为80cm。
B.2 测试例1a 5cm×5cm开放野
使用边长40cm的立方体水模,创建一个5cm×5cm方野,将射束中心轴垂直于立方体水模上表
面,并置于其上表面的中心,即机架的角度为0°,并且与模体的Z轴对准。为了方便计算点的定位,射
束中心轴应对准创建水模时已经确定的参考标志。设置一个适宜的权重,并保证在射束路径上没有任
何束流修整器(楔形板、托盘等)。计算剂量分布,并记录在中心轴上深度1cm、3cm、5cm、10cm、
15cm、20cm、25cm和35cm处的剂量。比较计算数据和参考数据。
还需计算离轴距离为1cm点的剂量。设置这一离轴距离的目的是将计算点置于射野中心轴
与射野边缘之间的近似中间位置。所有计算点都应置于离轴距离x=1cm处,不考虑射线发散。
射野5cm×5cmSSD=100cm
图B.1 测试1a
另外还需计算离轴距离为x=5cm点的剂量。这一距离将计算点充分置于射野边界之外,位于半影的
尾部。这些位置的剂量率只有中心轴上相同深度处剂量率的百分之几。
B.3 测试例1b 10cm×10cm开放野
本测试例使用10cm×10cm开放野重复测试例1a。注意,如果这个尺寸的射野作为校准的参考野,
在最大剂量深度(dmax)处计算的剂量值应该为1.00cGy/MU(或者例如,对60Coγ射束为1.00Gy/min)。
本测试例中离轴距离为3cm和9cm。
射野10cm×10cmSSD=100cm
图B.2 测试1b
B.4 测试例1c 25cm×25cm开放野
本测试例使用25cm×25cm开放野重复测试例1a。本测试例中离轴距离为9cm和19cm。
射野25cm×25cmSSD=100cm
图B.3 测试1c
B.5 测试例2a 5cm×25cm开放野
设计本测试例的目的是评价 RTPS在计算狭长辐射野时的性能。短边平行于患者的横断轴
(X轴),而长边平行于患者的纵轴(Y 轴)。
剂量计算项目同测试例1a,计算中心轴、离轴1cm和5cm处的剂量。离轴试验在射野短边方向
进行,这样就使得5cm的离轴点位于射野边界之外。
射野5cm×25cmSSD=100cm
图B.4 测试2a
B.6 测试例2b 25cm×5cm开放野
本测试例也是评价RTPS在计算狭长辐射野时的性能。然而,在本测试例中辐射野的长边平行于
患者的横断轴(X轴)。计算中心轴、离轴9cm和19cm处的剂量。
射野25cm×5cmSSD=100cm
图B.5 测试2b
B.7 测试例3 在等中心条件下10cm×10cm开放野
本测试例模拟等中心位于15cm(对60Coγ射束为10cm)深度处,使用10cm×10cm辐射野的等
中心治疗。辐射野尺寸定义在等中心位置。计算中心轴、离轴2.5cm和7cm处的剂量。注意,由于剂
量大致与距离变化平方成反比的关系,最大剂量深度(dmax)处计算的剂量值应大于1.00cGy/MU(或
者例如,对60Coγ射束大于1.00Gy/min)。
射野10cm×10cm(在SAD位置)SSD=85cm
图B.6 测试3
B.8 测试例4 9cm×9cm楔形野
本测试例在一个9cm×9cm 射野中放置一个楔形板,对60Coγ射束使用45°楔形板,对6MV、
10MV和18MV射束使用60°楔形板。楔形板的薄边指向辐射野左侧(X轴的负方向)。计算中心轴、
x=-2.5cm(中心轴左侧)和x=+2.5cm(中心轴右侧)的剂量。
射野9cm×9cmSSD=100cm;直线加速器:60°楔形板,60Co:45°楔形板
图B.7 测试4
B.9 测试例5 中心挡块
本测试例用来评价 RTPS在计算带有狭窄挡块的辐射野时的性能。在标称SSD处设置一个
16cm×16cm辐射野,放置一个非锥形(长方体)合金挡块。对60Coγ射束使用1cm宽、6cm厚、4cm
长(物理尺寸)的挡块。挡块放置在一个标准塑料托盘上(源与托盘的距离为54.5cm),并且其中心位
于射束中心轴上。长边(4cm)垂直于计算平面(即平行于Y 轴)。对6MV、10MV和18MV射束,使
用2cm宽、7cm长(在等中心处的投影尺寸)、8cm厚的挡块。计算中心轴和离轴4cm处测试点的
剂量。
射野:16cm×16cm,SSD=100cm
中心挡块,直线加速器:在等中心7cm×2cm;60Co:物理尺寸1cm×4cm
图B.8 测试5
B.10 测试例6 非中心平面
计算在标称SSD条件下,使用10cm×10cm辐射野,离开中心平面4cm(y=4cm)的非中心平面
内的点剂量。剂量值均为相对于标称SSD条件下,10cm×10cm参考辐射野中心轴上dmax位置处剂量
的相对剂量。计算测试例1a中规定的深度的剂量,只不过位于非中心平面上。因此,计算前面所规定
的深度,y=+4cm且x=0cm、3cm和8cm处的剂量。
射野:10cm×10cmSSD=100cm,离轴4cm平面
图B.9 测试6
B.11 测试例7 不规则野
本测试例计算一个L形不规则射野的剂量,该L形射野是在一个16cm×16cm开放野的一角用
锥形合金挡块去掉一个12cm×12cm部分形成的。计算平面垂直L形射野的其中一段并且通过射束
中心轴。即,原16cm×16cm射野中心位于Z轴上,而试验平面为XZ平面(射野开放部分位于射野的
右侧;对60Coγ射束,计算点位于x=+6cm;对6MV、10MV和18MV射束,计算点位于x=+7cm)。计
算射野挡住部分下方中心轴上在测试例1a中规定的深度处的剂量。另外还计算离轴6cm处,射野未
被挡住部分对应深度处的剂量。剂量值为相对于标称SSD条件下,10cm×10cm开放参考野中心轴
上最大剂量点深度(dmax)处剂量的归一相对剂量。
射野:16cm×16cmSSD=100cm,不规则挡块:12cm×12cm
图B.10 测试7
B.12 测试例8a 肺非均匀性
本测试例仅对6MV、10MV和18MV射束,在SSD为100cm,6cm×6cm射野条件下计算y=0
的平面内的剂量。将一个圆柱形肺组织等效材料置于水模体中。该圆柱体直径为6cm,长为12cm。
圆柱体长轴平行于水模体表面和Y 轴,置于8cm深度处,并且中心位于射束中心轴上。该材料成分与
肺等效,密度为0.20g/cm3。计算在中心轴、离轴2cm和离轴5cm处,深度为11cm、15cm、20cm、
25cm和35cm测试点的剂量。剂量值为相对于标称SSD条件下,10cm×10cm开放参考野中心轴上
最大剂量点深度(dmax)处剂量归一的相对剂量。
射野6cm×6cmSSD=100cm,非均匀性组织:肺,直径:6cm,密度:0.2g/cm3 中心深度:8cm
图B.11 测试8a
B.13 测试例8b 肺不均匀性
本测试例在标称SSD,16cm×16cm射野条件下计算y=0平面内的剂量。将一个圆柱形肺组织
等效材料置于水模体中。该圆柱体直径为6cm,长为12cm。圆柱体长轴平行于水模表面和Y 轴,置
于8cm深度处,并且中心位于射束中心轴上。该材料成分与肌肉等效,密度为0.20g/cm3。计算在中
心轴、离轴2cm和离轴5cm处,深度为11cm、15cm、20cm、25cm和35cm测试点的剂量。剂量值
为相对于标称SSD条件下,10cm×10cm开放参考野中心轴上最大剂量点深度(dmax)处剂量归一的相
对剂量。
射野16cm×16cmSSD=100cm,非均匀性组织:肺,直径:6cm,密度:0.2g/cm3 中心深度:8cm
图B.12 测试8b
B.14 测试例8c 骨不均匀性
本测试例在标称SSD,16cm×16cm射野条件下计算中心平面内的剂量。将一个圆柱形骨组织等
效材料置于水模体中。该圆柱体直径为2cm,长为12cm。圆柱体长轴平行于水模表面和Y 轴,置于
6cm 深度处,并且中心位于射束中心轴上。材料成分与骨等效,密度为1.8g/cm3。计算在中心轴、离
轴2cm和离轴4cm处,深度为7.5cm、8.0cm、10.0cm、20.0cm、25.0cm和35.0cm测试点的剂
量。剂量值为相对于标称SSD条件下,10cm×10cm开放参考野中心轴上最大剂量点深度(dmax)处剂
量归一的相对剂量。
射野16cm×16cmSSD=100cm,非均匀性组织:骨,直径:2cm,密度:1.8g/cm3 中心深度:6cm
图B.13 测试8c
B.15 测试例9 斜入射
将一个10cm×10cm辐射野以45°角斜入射水模体,即等中心位于模体表面,机架角度为45°。将
等中心位置置于x=+10cm,y=0cm,z=0cm。剂量计算深度是指垂直于模体表面(而不是平行于射
束中心轴)的深度。计算深度为1cm、3cm、5cm、10cm、15cm、20cm。剂量计算......
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