摘要：在分析“成都剂量体模”（chengdudosimetricphantom，cdp）中常用辐射组织等效材料（肌肉脂肪组织混合等效材料、组织等效材料、躯干骨组织等效材料、脑组织等效材料和肺组织等效材料）的基本元素组成及其密度的基础上，对其质量衰减系数、有效原子序数、线性衰减系数和电子密度等参数进行测试和计算，并与人体的标准参数值进行比较。证明“成都剂量体模”的主要辐射组织等效材料能量响应范围宽，辐射等效性达到国际推荐标准a级，可作为检测标准广泛应用于各种放射诊断治疗设备和辐射防护仪器的标定。
关键词：成都剂量体模；辐射组织等效材料；辐射等效性
1引言
为了保证病员和操作人员在放射治疗和诊断过程中的安全，各种放射治疗诊断设备和安全防护仪器必须定期或在使用前进行标定。标定时需用仿真辐照体模（radiologicalanthropomorphicphantom）替代活体进行试验。仿真辐照体模[1]是真实人体的“替身”，其特点是外部形态和人体相似，材料组织等效，内部结构仿真，能量在体内传递与分布具有可测试性，人体损伤具有可评估性。辐射组织等效材料的设计和制造是仿真辐照体模的关键技术，辐射组织等效材料（irradiationtissue-equivalentmaterials）通常是指元素组成、分子结构、对射线的辐射和散射吸收等特性与真实人体相似或相当的材料。
“成都剂量体模”（cdp）（图1）是国际辐射单位与测量委员会（internationalcommissiononradiationunitsandmeasurements，icru）于1992年在48号报告中命名的仿真辐照体模。cdp辐射组织等效材料，根据国际上通用的“准元素等效方法”和“轻元素补偿法”设计，尽可能的排除了原子序数较高的金属元素的谱线干扰，其衰减特性等便于调整，且能谱范围宽，较易实现全能谱响应。论文对cdp中常用的肌肉脂肪混合组织等效材料、躯干骨组织等效材料、脑组织等效材料和肺组织等效材料的基本元素组成及其密度进行了分析，并在此基础上对这些辐射组织等效材料的质量衰减系数、有效原子序数、线性衰减系数和电子密度等辐射特性参数进行了测试和计算，将测试和计算数据与人体的标准参数值进行比较，对cdp辐射组织等效材料进行辐射等效性评价。
图1“成都剂量体模”（cdp）外形及肢体照片
2辐射组织等效材料辐射等效性评价的方法
辐射组织等效材料替代人体组织作为临床放射剂量学的稳定实验受体，通过其辐射等效性评价，分析影响材料辐射等效性的主要因素，能为辐射组织等效材料的设计和评价提供依据。通常可根据质量衰减系数、有效原子序数、线性衰减系数和电子密度等辐射特性参数评价辐射组织等效材料的等效性。
（1）根据质量衰减系数评价辐射等效性
质量衰减系数（µ/ρ，massattenuationcoefficient）对材料性质的依存关系仅与元素组成有关，是目前最常用的辐射特性表征参数，比线性衰减系数适用范围更广。辐射组织等效材料总质量衰减系数可表述为式（1）[2]:
（1）
式中，τ、σc、π、和σcoh分别是光电效应、康普顿效应、电子对和相干散射产生的衰减系数。其中，相干散射只在高原子序数材料中和极低光子能量下才有意义，在治疗照射范围中（60kev-20mev）可忽略不计。
对于由多种元素构成的等效材料（化合物或混合物），其质量衰减系数一般用公式（2）计算[3]。
（2）
其中，（µ/ρ）i是第i种元素的质量衰减系数，ωi是第i种元素在等效材料中所占的质量百分数。该方法充分体现了在不同辐射能量，不同元素组分生成的辐射组织等效材料辐射能量传递及沉积过程的差异。
（2）根据有效原子序数评价辐射等效性
原子序数即是原子核中的电荷数，与外层电子数相等。评价辐射等效性时，一般把等效材料中所有原子的电荷数视为等效材料的有效原子序数zeff（effectiveatomicnumber）。辐射特性与有效原子序数具有密切关系，可以通过计算的有效原子序数评价辐射组织等效材料的辐射等效性[4,5]。有效原子序数可按式（3）计算[6]。
（3）
式中，α1、α2、α3……αn分别为各元素的电子数在等效材料总电子数中占有的百分比，z1、z2、z3……zn分别为各元素的原子序数。
（3）根据线性衰减系数评价辐射等效性
线性衰减系数µ（linerattenuationcoefficient）是一个与透射线的能量和材料性质有关的参数，可使用镅－241（241am）的辐射源对其进行测量。其原理是利用241am射线通过物质后，射线通量密度的减少量和物质厚度的相关性计算线性衰减系数。由于试验条件的限制，通常用ct值替代线性衰减系数进行辐射等效性评价。ct值与线性衰减系数如式（4）表示。
（4）
μ为待测物的线性衰减系数，μ0为水的线性衰减系数。ct值单位为hu，k常取为1000。
（4）根据电子密度评价辐射等效性
