IEC 60731:2011

Medical electrical equipment - Dosimeters with ionization chambers as used in radiotherapy

IEC 60731:2011 specifies the performance requirements of radiotherapy dosimeters, intended for the measurement of absorbed dose to water or air kerma (and their rates and spatial distributions) in photon, electron, proton or heavy ion radiation fields as used in radiotherapy. The dose monitoring systems incorporated in radiotherapy treatment machines are not covered by this standard, neither are the re-entrant ionization chambers used for brachytherapy source calibration and constancy check devices. IEC 60731:2011 is applicable to the following types of dosimeter:
a) field-class dosimeters normally used for
1) in vivo skin surface or intracavitary measurements of dose on patients.
2) in vivo skin surface or intracavitary measurements of dose on patients.
b) reference-class dosimeters normally used for the calibration of field-class dosimeters;
c) scanning-class dosimeters normally used for relative dose distribution measurements with a scanning system such as an automatic water phantom.
The object of this standard is:
- to establish requirements for a satisfactory level of performance for radiotherapy dosimeters;
- to standardize methods for the determination of compliance with this level of performance.
Three levels of performance are specified:
- a lower level of performance applying to field-class dosimeters;
- a higher level of performance applying to reference-class dosimeters;
- a specific level of performance applying to scanning-class dosimeters.
This third edition cancels and replaces the second edition published in 1997 and its Amendment 1 (2002) and constitutes a technical revision. The technical modifications versus the second edition of this standard concerns performance requirements of radiotherapy dosimeters intended for the measurement of absorbed dose to water or air kerma in heavy ion radiation fields and scanning-class dosimeters normally used for relative dose distribution measurements with a scanning system such as an automatic water phantom.

Appareils électromédicaux - Dosimètres à chambres d'ionisation utilisés en radiothérapie

La CEI 60731:2011 spécifie les exigences de performance des dosimètres de radiothérapie, destinés à mesurer la dose absorbée dans l'eau ou le kerma dans l'air (et les débits et distributions spatiales correspondants) dans les champs de rayonnement de photons, électrons, protons ou ions lourds utilisés en radiothérapie. Les systèmes de surveillance de dose incorporés dans les appareils de radiothérapie ne sont pas visés par la présente norme, pas plus que les chambres à ions réentrants utilisés pour l'étalonnage des sources en curiethérapie et les contrôleurs de constance. La CEI 60731:2011 est applicable aux types suivants de dosimètre:
a) dosimètres de classe de routine servant normalement à
1) mesurer le kerma ou la dose dans un faisceau de rayonnement, dans l'air ou dans un fantôme;
2) mesurer la dose reçue par les patients in vivo à la surface de la peau ou à l'intérieur d'une cavité.
b) dosimètres de classe de référence servant normalement à étalonner les dosimètres de classe de routine.
c) dosimètres de classe de balayage servant normalement à mesurer la distribution de dose relative à l'aide d'un système de balayage tel qu'un fantôme automatique de prélèvement d'eau.
L'objet de la présente norme est:
- de fixer les exigences pour un niveau de performance satisfaisant des dosimètres de radiothérapie;
- de normaliser les méthodes servant à déterminer la conformité à ce niveau de performance.
Trois niveaux de performance sont spécifiés:
- le niveau le plus faible concerne les dosimètres de classe de routine;
- le niveau le plus élevé concerne les dosimètres de classe de référence.
- le niveau spécifique concerne les dosimètres de classe de balayage.
Cette troisième édition annule et remplace la deuxième édition parue en 1997 et son Amendement 1 (2002), dont elle constitue une révision technique. Les modifications techniques apportées par rapport à la deuxième édition de la présente norme concernent les exigences de performance applicables aux dosimètres de radiothérapie destinés à être utilisés pour le mesurage de la dose absorbée dans l'eau ou du kerma dans l'air dans des champs de rayonnement d'ions lourds, et aux dosimètres de classe de balayage généralement utilisés pour les mesurages de la dose relative avec un système de balayage tel qu'un fantôme automatique de prélèvement d'eau.

General Information

• Status: Published
• Publication Date: 24-Feb-2011
• ICS: 01 - GENERALITIES. TERMINOLOGY. STANDARDIZATION. DOCUMENTATION
• ICS: 11.040.50 - Radiographic equipment
• Technical Committee: SC 62C - Equipment for radiotherapy, nuclear medicine and radiation dosimetry
• Drafting Committee: WG 3 - TC 62/SC 62C/WG 3
• Current Stage: PPUB - Publication issued
• Start Date: 31-Mar-2011
• Completion Date: 25-Feb-2011

Relations

• Amended By: IEC 60731:2011/AMD1:2016 - Amendment 1 - Medical electrical equipment - Dosimeters with ionization chambers as used in radiotherapy
• Effective Date: 05-Sep-2023
• Revises: IEC 60731:1997/AMD1:2002 - Amendment 1 - Medical electrical equipment - Dosimeters with ionization chambers as used in radiotherapy
• Effective Date: 05-Sep-2023
• Revises: IEC 60731:1997 - Medical electrical equipment - Dosimeters with ionization chambers as used in radiotherapy
• Effective Date: 05-Sep-2023

Standards Content (Sample)

IEC 60731 ®
Edition 3.0 2011-02
INTERNATIONAL
STANDARD
NORME
INTERNATIONALE
Medical electrical equipment – Dosimeters with ionization chambers as used in
radiotherapy
Appareils électromédicaux – Dosimètres à chambres d’ionisation
utilisés en radiothérapie
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IEC 60731 ®
Edition 3.0 2011-02
INTERNATIONAL
STANDARD
NORME
INTERNATIONALE
Medical electrical equipment – Dosimeters with ionization chambers as used in
radiotherapy
Appareils électromédicaux – Dosimètres à chambres d’ionisation
utilisés en radiothérapie
INTERNATIONAL
ELECTROTECHNICAL
COMMISSION
COMMISSION
ELECTROTECHNIQUE
PRICE CODE
INTERNATIONALE
CODE PRIX XD
ICS 11.040.50 ISBN 978-2-88912-382-7

– 2 – 60731 © IEC:2011
CONTENTS
FOREWORD . 6
INTRODUCTION . 8
1 Scope and object . 9
1.1 Scope . 9
1.2 Object . 9
2 Normative references . 9
3 Terms and definitions . 10
4 General requirements . 22
4.1 BASIC SAFETY and ESSENTIAL PERFORMANCE . 22
4.2 Performance requirements . 22
4.3 REFERENCE VALUES and STANDARD TEST VALUES . 22
4.4 General test conditions and methods . 23
4.4.1 STANDARD TEST CONDITIONS . 23
4.4.2 Test of components . 23
4.4.3 RATED or EFFECTIVE RANGE of dose (or KERMA) rates . 23
4.4.4 UNCERTAINTY OF MEASUREMENT . 24
4.4.5 Adjustments during test . 24
4.4.6 Test conditions particular to CHAMBER ASSEMBLIES. 24
4.4.7 Test conditions particular to MEASURING ASSEMBLIES. 24
4.4.8 Test conditions particular to STABILITY CHECK DEVICES . 25
4.4.9 Use of STABILITY CHECK DEVICES . 25
4.5 Summary tables . 25
4.6 Classification of equipment according to LIMITS OF VARIATION . 32
4.6.1 FIELD-CLASS DOSIMETER . 32
4.6.2 REFERENCE-CLASS DOSIMETER . 32
4.6.3 SCANNING-CLASS DOSIMETER . 32
5 CHAMBER ASSEMBLY performance requirements . 33
5.1 General . 33
5.2 General performance requirements for (RADIOTHERAPY) IONIZATION CHAMBERS . 33
5.2.1 CHAMBER ASSEMBLY LEAKAGE CURRENT without IRRADIATION . 33
5.2.2 Stability . 33
5.2.3 STABILIZATION TIME . 34
5.2.4 Post-irradiation leakage . 34
5.2.5 RATED or EFFECTIVE RANGE of dose rate (continuous radiation) . 35
5.2.6 Maximum RATED dose per pulse (pulsed radiation) . 36
5.2.7 RATED RANGE of field sizes . 37
5.2.8 STRAY RADIATION . 38
5.2.9 Guard/collector insulation . 38
5.2.10 Cable microphony . 39
5.2.11 Polarity of polarizing voltage effect . 39
5.2.12 ELECTROMAGNETIC COMPATIBILITY . 40
5.3 Performance requirements particular to SHELL CHAMBERS . 40
5.3.1 Dependence on RADIATION QUALITY . 40
5.3.2 RATED RANGE of field sizes . 43
5.3.3 Chamber orientation . 44
5.4 Performance requirements particular to PARALLEL-PLATE CHAMBERS . 45

60731 © IEC:2011 – 3 –
5.4.1 Dependence on RADIATION QUALITY . 46
5.4.2 Chamber orientation . 47
5.5 Performance requirements particular to VENTED CHAMBERS . 47
5.5.1 Atmospheric pressure change . 48
5.5.2 Temperature . 48
5.5.3 Humidity . 48
5.6 Performance requirements particular to SEALED CHAMBERS. 49
5.6.1 Atmospheric pressure change . 49
5.6.2 Temperature . 49
6 MEASURING ASSEMBLY performance requirements . 50
6.1 General . 50
6.2 General performance requirements for RADIOTHERAPY DOSIMETERS . 50
6.2.1 EFFECTIVE RANGES . 50
6.2.2 RESOLUTION of the display or data output terminal . 51
6.2.3 Repeatability . 51
6.2.4 Long-term stability . 51
6.2.5 STABILIZATION TIME . 52
6.2.6 ELECTROMAGNETIC COMPATIBILITY . 52
6.3 Performance requirements particular to dosimeters . 53
6.3.1 ZERO DRIFT . 53
6.3.2 ZERO SHIFT . 54
6.3.3 NON-LINEARITY . 55
6.3.4 Range changing . 56
6.3.5 Dead time . 57
6.3.6 Temperature . 57
6.3.7 Humidity . 57
6.3.8 STRAY RADIATION effect . 58
6.3.9 Charge leakage . 58
6.3.10 Dose rate dependence of dosimeters . 59
6.4 Performance requirements particular to dose rate meters . 60
6.4.1 ZERO DRIFT . 60
6.4.2 ZERO SHIFT . 61
6.4.3 NON-LINEARITY . 61
6.4.4 Range changing . 62
6.4.5 RESPONSE TIME . 64
6.4.6 Temperature . 65
6.4.7 Humidity . 65
6.4.8 STRAY RADIATION effect .
...

IEC 60731 ®
Edition 3.1 2016-04
CONSOLIDATED VERSION
INTERNATIONAL
STANDARD
NORME
INTERNATIONALE
colour
inside
Medical electrical equipment – Dosimeters with ionization chambers as used in
radiotherapy
Appareils électromédicaux – Dosimètres à chambres d’ionisation utilisés en
radiothérapie
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committee,…). It also gives information on projects, replaced IEC publications issued since 2002. Some entries have been
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Edition 3.1 2016-04
CONSOLIDATED VERSION
INTERNATIONAL
STANDARD
NORME
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Appareils électromédicaux – Dosimètres à chambres d’ionisation utilisés en

radiothérapie
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ELECTROTECHNICAL
COMMISSION
COMMISSION
ELECTROTECHNIQUE
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ICS 11.040.50 ISBN 978-2-8322-3305-4

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Edition 3.1 2016-04
CONSOLIDATED VERSION
REDLINE VERSION
VERSION REDLINE
colour
inside
Medical electrical equipment – Dosimeters with ionization chambers as used in
radiotherapy
Appareils électromédicaux – Dosimètres à chambres d’ionisation utilisés en
radiothérapie
– 2 – IEC 60731:2011+AMD1:2016 CSV
© IEC 2016
CONTENTS
FOREWORD. 6
INTRODUCTION . 8
1 Scope and object . 9
1.1 Scope. 9
1.2 Object . 9
2 Normative references . 9
3 Terms and definitions . 10
4 General requirements . 22
4.1 BASIC SAFETY and ESSENTIAL PERFORMANCE . 22
4.2 Performance requirements . 22
4.3 REFERENCE VALUES and STANDARD TEST VALUES . 22
4.4 General test conditions and methods . 23
4.4.1 STANDARD TEST CONDITIONS . 23
4.4.2 Test of components . 23
4.4.3 RATED or EFFECTIVE RANGE of dose (or KERMA) rates . 23
4.4.4 UNCERTAINTY OF MEASUREMENT . 24
4.4.5 Adjustments during test . 24
4.4.6 Test conditions particular to CHAMBER ASSEMBLIES . 24
4.4.7 Test conditions particular to MEASURING ASSEMBLIES . 24
4.4.8 Test conditions particular to STABILITY CHECK DEVICES . 25
4.4.9 Use of STABILITY CHECK DEVICES . 25
4.5 Summary tables . 25
4.6 Classification of equipment according to LIMITS OF VARIATION. 32
4.6.1 FIELD-CLASS DOSIMETER . 32
4.6.2 REFERENCE-CLASS DOSIMETER . 32
4.6.3 SCANNING-CLASS DOSIMETER . 32
5 CHAMBER ASSEMBLY performance requirements . 33
5.1 General . 33
5.2 General performance requirements for (RADIOTHERAPY) IONIZATION CHAMBERS . 33
5.2.1 CHAMBER ASSEMBLY LEAKAGE CURRENT without IRRADIATION . 33
5.2.2 Stability . 33
5.2.3 STABILIZATION TIME . 34
5.2.4 Post-irradiation leakage . 34
5.2.5 RATED or EFFECTIVE RANGE of dose rate (continuous radiation) . 35
5.2.6 Maximum RATED dose per pulse (pulsed radiation) . 36
5.2.7 RATED RANGE of field sizes . 37
5.2.8 STRAY RADIATION . 38
5.2.9 Guard/collector insulation . 38
5.2.10 Cable microphony . 39
5.2.11 Polarity of polarizing voltage effect . 39
5.2.12 ELECTROMAGNETIC COMPATIBILITY . 40
5.3 Performance requirements particular to SHELL CHAMBERS . 40
5.3.1 Dependence on RADIATION QUALITY . 40
5.3.2 RATED RANGE of field sizes . 43
5.3.3 Chamber orientation . 44
5.4 Performance requirements particular to PARALLEL-PLATE CHAMBERS . 45

© IEC 2016
5.4.1 Dependence on RADIATION QUALITY . 46
5.4.2 Chamber orientation . 47
5.5 Performance requirements particular to VENTED CHAMBERS . 47
5.5.1 Atmospheric pressure change . 48
5.5.2 Temperature . 48
5.5.3 Humidity . 48
5.6 Performance requirements particular to SEALED CHAMBERS . 49
5.6.1 Atmospheric pressure change . 49
5.6.2 Temperature . 49
6 MEASURING ASSEMBLY performance requirements . 50
6.1 General . 50
6.2 General performance requirements for RADIOTHERAPY DOSIMETERS . 50
6.2.1 EFFECTIVE RANGES . 50
6.2.2 RESOLUTION of the display or data output terminal . 51
6.2.3 Repeatability . 51
6.2.4 Long-term stability . 51
6.2.5 STABILIZATION TIME . 52
6.2.6 ELECTROMAGNETIC COMPATIBILITY . 52
6.3 Performance requirements particular to dosimeters . 53
6.3.1 ZERO DRIFT . 53
6.3.2 ZERO SHIFT . 54
6.3.3 NON-LINEARITY . 55
6.3.4 Range changing . 56
6.3.5 Dead time .
...