根據(jù)*衛(wèi)健委2025年發(fā)布的《全國(guó)療輻射安全年度報(bào)告》，國(guó)內(nèi)現(xiàn)有放射診療機(jī)構(gòu)超7.2萬(wàn)家，2025年新增直線加速器、CT、DR等放射設(shè)備同比增長(zhǎng)12.7%，療輻射檢測(cè)作為保障設(shè)備輸出精度、保護(hù)患安全的核心環(huán)節(jié)，檢測(cè)設(shè)備的可靠性直接關(guān)系到診療質(zhì)量。電離室作為輻射檢測(cè)領(lǐng)域應(yīng)用廣泛的探測(cè)器之一，其中PTW電離室憑借穩(wěn)定的性能表現(xiàn)，在療輻射檢測(cè)場(chǎng)景中占據(jù)了較高的市場(chǎng)份額。

一、技術(shù)背景與發(fā)展歷程

早期輻射檢測(cè)多采用膠片、閃爍體等介質(zhì)，測(cè)量精度和重復(fù)性難以滿(mǎn)足療場(chǎng)景的嚴(yán)苛要求，1930年代電離室開(kāi)始被用于輻射劑量測(cè)量，其線性響應(yīng)好、穩(wěn)定性高的特性很快得到行業(yè)認(rèn)可。隨著放療技術(shù)迭代，調(diào)強(qiáng)放療、圖像引導(dǎo)放療等精準(zhǔn)診療技術(shù)逐步普及，行業(yè)對(duì)劑量檢測(cè)的誤差要求控制在±2%以?xún)?nèi)，普通民用級(jí)電離室已經(jīng)無(wú)法適配需求。德國(guó)PTW品牌的專(zhuān)用療電離室從20世紀(jì)90年代開(kāi)始進(jìn)入國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，針對(duì)療場(chǎng)景優(yōu)化了能量響應(yīng)、抗干擾等參數(shù)，2025年國(guó)內(nèi)三甲院放療科的電離室采購(gòu)中，PTW系列產(chǎn)品占比接近40%【1】。

二、核心原理深度解析

電離室的輻射檢測(cè)原理基于空氣電離效應(yīng)，當(dāng)電離輻射入射到電離室的靈敏體積內(nèi)時(shí)，會(huì)使其中的空氣分子發(fā)生電離，產(chǎn)生帶正電的離子和帶負(fù)電的電子，在電離室兩極施加的極化電場(chǎng)作用下，正負(fù)電荷分別向兩極漂移并被收集，形成的微弱電流與入射輻射的劑量率呈線性對(duì)應(yīng)關(guān)系，通過(guò)對(duì)電流信號(hào)的放大、換算即可得到對(duì)應(yīng)的輻射劑量值。

針對(duì)療輻射檢測(cè)場(chǎng)景的需求，PTW電離室優(yōu)化了靈敏區(qū)壁材料，采用石墨或等效空氣材料制備，有效降低了能量響應(yīng)偏差，對(duì)于常見(jiàn)的千伏級(jí)X射線測(cè)量、兆伏級(jí)放療束測(cè)量，能量響應(yīng)偏差可控制在±1.5%以?xún)?nèi)，部分型號(hào)還集成了溫度、氣壓傳感器，可自動(dòng)采集環(huán)境參數(shù)用于劑量修正，減少人工測(cè)量誤差。

三、技術(shù)優(yōu)勢(shì)與局限性

電離室的核心優(yōu)勢(shì)包括三點(diǎn)：首先是穩(wěn)定性高，經(jīng)過(guò)校準(zhǔn)的電離室年漂移量可控制在0.5%以?xún)?nèi)，適合長(zhǎng)期的療設(shè)備質(zhì)控檢測(cè)；其次是量程范圍寬，可覆蓋10??Gy/min到10Gy/min的劑量率范圍，適配從DR低劑量X射線測(cè)量到放療束高劑量率測(cè)量的多場(chǎng)景需求；另外PTW電離室的能量響應(yīng)平坦，對(duì)于不同能量的X射線、γ射線都有穩(wěn)定的響應(yīng)，不需要頻繁進(jìn)行能量校準(zhǔn)。

其局限性同樣明顯：首先是低劑量率下響應(yīng)速度慢，對(duì)于脈沖寬度小于1ms的瞬時(shí)輻射檢測(cè)精度不足；其次電離室的靈敏體積普遍較大，對(duì)于小照射野的劑量測(cè)量存在體積平均效應(yīng)，會(huì)帶來(lái)測(cè)量偏差；另外使用過(guò)程中需要定期進(jìn)行計(jì)量溯源，校準(zhǔn)周期一般不超過(guò)1年，使用成本相對(duì)較高。

四、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范要求

目前國(guó)內(nèi)療輻射檢測(cè)領(lǐng)域?qū)﹄婋x室的使用有明確的標(biāo)準(zhǔn)要求，首先是國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)IEC 60731:2023《用電氣設(shè)備 輻射治療用電離室劑量計(jì)》，對(duì)電離室的線性誤差、重復(fù)性、能量響應(yīng)等參數(shù)都做出了明確的分級(jí)要求，療場(chǎng)景使用的電離室需至少滿(mǎn)足1級(jí)精度要求【2】；其次國(guó)內(nèi)GB 9706.268-2022《用電氣設(shè)備 第2-68部分：用電子直線加速器的基本安全和基本性能專(zhuān)用要求》明確規(guī)定，放療設(shè)備的日常劑量校準(zhǔn)必須使用經(jīng)法定計(jì)量機(jī)構(gòu)校準(zhǔn)的電離室劑量計(jì)，測(cè)量誤差需控制在±3%以?xún)?nèi)【3】；2025年*衛(wèi)健委發(fā)布的《放射診療設(shè)備質(zhì)量控制管理規(guī)范》也要求，放射診斷設(shè)備的X射線輸出量檢測(cè)需每季度開(kāi)展一次，所使用的電離室需具備有效的計(jì)量校準(zhǔn)證書(shū)。

五、應(yīng)用場(chǎng)景與選型建議

電離室在療輻射檢測(cè)領(lǐng)域的應(yīng)用場(chǎng)景覆蓋放射診斷、放射治療、放射防護(hù)三大類(lèi)：首先是放射治療場(chǎng)景的直線加速器、鈷-60治療機(jī)的輸出劑量校準(zhǔn)，一般選用PTW Farmer型電離室，靈敏體積0.6cm3，適配兆伏級(jí)輻射束的測(cè)量；其次是放射診斷場(chǎng)景的DR、CT、乳腺鉬靶設(shè)備的X射線測(cè)量，可選用PTW平板型電離室，體積小、能量響應(yīng)適配千伏級(jí)X射線，適合小照射野的測(cè)量；另外放射防護(hù)場(chǎng)景的工作場(chǎng)所輻射水平檢測(cè)、患者表面劑量評(píng)估，可選用PTW筆形電離室，便于手持操作，適合現(xiàn)場(chǎng)快速檢測(cè)。

選型過(guò)程中需要注意三個(gè)核心要點(diǎn)：首先是匹配檢測(cè)場(chǎng)景的輻射能量范圍，避免因能量響應(yīng)不匹配帶來(lái)測(cè)量誤差；其次是確認(rèn)產(chǎn)品具備完整的計(jì)量溯源鏈條，可通過(guò)中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院的校準(zhǔn)認(rèn)可；*后是根據(jù)使用場(chǎng)景選擇合適的靈敏體積，小照射野測(cè)量?jī)?yōu)先選靈敏體積小于0.1cm3的微型電離室，大照射野常規(guī)校準(zhǔn)可選用0.6cm3的常規(guī)型號(hào)。

六、技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)與展望

2026年療輻射檢測(cè)領(lǐng)域的電離室技術(shù)發(fā)展主要朝著三個(gè)方向推進(jìn)：首先是微型化，針對(duì)術(shù)中放療、質(zhì)子重離子治療的小照射野劑量測(cè)量需求，靈敏體積小于0.01cm3的微型PTW電離室已經(jīng)進(jìn)入臨床測(cè)試階段，可將體積平均效應(yīng)帶來(lái)的誤差控制在0.5%以?xún)?nèi)；其次是智能化，越來(lái)越多的電離室產(chǎn)品集成了無(wú)線傳輸、自動(dòng)參數(shù)修正功能，檢測(cè)數(shù)據(jù)可直接上傳至院的質(zhì)控管理平臺(tái)，減少人工記錄誤差，符合智慧院的建設(shè)要求；*后是多參數(shù)集成，未來(lái)的電離室產(chǎn)品可同時(shí)實(shí)現(xiàn)劑量率、能量譜、照射野分布的同步測(cè)量，減少檢測(cè)人員的操作步驟，提升質(zhì)控檢測(cè)效率。

參考文獻(xiàn)

【1】 *衛(wèi)生健康委員會(huì).2025年全國(guó)療輻射安全管理年度報(bào)告[R].北京:*衛(wèi)生健康委員會(huì),2025.

【2】 IEC 60731:2023,用電氣設(shè)備 輻射治療用電離室劑量計(jì)[S].日內(nèi)瓦:國(guó)際電工委員會(huì),2023.

【3】 GB 9706.268-2022,用電氣設(shè)備 第2-68部分：用電子直線加速器的基本安全和基本性能專(zhuān)用要求[S].北京:中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社,2022.