防止等中心治療床發生碰撞的研究

張莉，戴靖，蔡維洵，溫志祥

1.解放軍第458醫院 放療中心，廣東廣州 510602 ；2.中山大學附屬腫瘤醫院 放療科，廣東 廣州 510060

防止等中心治療床發生碰撞的研究

張莉1，戴靖2，蔡維洵2，溫志祥2

1.解放軍第458醫院 放療中心，廣東廣州 510602 ；2.中山大學附屬腫瘤醫院 放療科，廣東 廣州 510060

目的 通過對放療設備臂架旋轉角度及治療床升降高度等有關因素進行測量及計算，得出兩者碰撞的相關條件，避免因操作不慎導致機器治療頭與治療床發生碰撞，損壞昂貴的機器，甚至導致人員傷亡。方法 系統選擇共面照射，治療床及臂架在零位狀態向下運動，治療床空載，坐標系統用IEC-61217。在治療機上測量驗證與各種床的厚、寬相對應的床碰撞高度和碰撞臂角度。結果 在床兩側外底角觸及下旋的治療頭時，其床面高度值及Ⅱ、Ⅲ象限臂架角度就是要求證的碰撞床高和碰撞臂角。結論 本研究碰撞參數公式對其他類型治療機同樣可以使用，但須注意其適用條件。

等中心治療床；治療機；放射治療

臨床放射治療、體外遠距離照射治療采用的技術有等距離治療技術及等中心治療技術[1-2]兩大類，旋轉治療[3]也屬于等中心治療技術之列。由于等中心治療技術固定性好，可數字化重復擺位，治療精確度高[4]，使得等中心治療技術應用于臨床治療非常廣泛。

等中心治療時，治療機常以光欄口或擋塊托架底部到等中心點的距離為半徑，作圓周運動，可根據需求選擇不同臂架角度進行治療；而治療床要在此圓周內或圓周下運動，通過移床或升降床對準靶區中心點。因此，機器治療頭與治療床就有碰撞機會，若操作不慎就會發生碰撞，損壞昂貴的機器，更嚴重的會機毀人亡[5]！故有必要對臂架旋轉角度及治療床升降高度及兩者的相互關系等因素進行探討研究。

1 材料與方法

本文研究的系統是共面照射，治療床及臂架在運動狀態下有發生碰撞的可能性。假定治療床空載，坐標系統用IEC-61217[6-7]。以數學方法推導床兩側外底角觸及下旋的治療頭時的其床面高度值及Ⅱ、Ⅲ象限（90～180°、180～270°）臂架角度范圍內的碰撞高H和碰撞臂架角α。

1.1 機器的幾何條件

（1）瓦里安直線加速器（Precise，Elekta公司）治療床的截面圖及幾何參數值，見圖1。

圖1 治療床截面圖及幾何參數

該床有3種床厚及床寬，且床扶杠可卸除，床搖臂可內旋置床底中部。

當裝上扶杠：床寬=58cm、床厚=5.5cm。

當卸除扶杠：床寬=54cm、床厚=9cm。

當卸除扶杠，搖臂內收：床寬=50cm、床厚=3cm。

（2）加速器等中心治療示意圖及治療機架和機頭的幾何結構，見圖2。T1是放射源，O是等中心點，T1O=SAD=100cm。T1G是源位的束軸。以光欄口最底點至等中心點距離為半徑、等中心點為圓心作圓，圓與光欄之切點是A點，AO=45cm，設AO為R2，此圓為R2圓。以擋塊托架底部至等中心點的距離為半徑，等中心點為圓心作圓，圓與托架底部之切點是B點，BO=31cm，設BO為R1，此圓為R1圓。圖2中，矩形p'q'C'E'是治療床，OD'是床厚，設OD'=d。OF是床面下降高度，已設為H，OD是床下降H時，等中心點至床底距為H'。p'q'或C'E'是床寬，把它設定為L，p'q'=C'E'=L。

圖2 加速器等中心治療示意圖及治療機架和機頭的幾何結構

1.2 碰撞參數公式推導

根據以上幾何條件，經數學推導(過程省略)可得以下公式:

（1）碰撞床面高度值公式：

（2）碰撞床底高度值公式：

（3）碰撞臂架角度公式：

d、L、R定義同前，α式中的加號為第Ⅲ象限碰撞臂架角，減號為第Ⅱ象限碰撞臂架角。

2 碰撞條件計算結果

（1）當加速器裝上擋塊托架時，R1=31cm，治療床于0位狀態垂直下降在Ⅱ、Ⅲ象限與治療頭發生碰撞的相關條件值，見表1。由（1）～（3）公式求得不同床寬厚的碰撞高度值，臂架在αⅡ、αⅢ象限的碰撞角度。（2）當加速器卸除擋塊托架R2=45cm時，上述碰撞參數條件，見表2。

表1 治療機頭與治療床發生碰撞的幾何參數條件（有擋塊托架時）

表2 治療機頭與治療床發生碰撞的幾何參數條件（無擋塊托架時）

（3）實際測量驗證：在治療機上經實際測量驗證，在R1=31cm，R2=45cm兩種條件下，表1～2中的各種床厚、寬相對應的床碰撞高度和碰撞臂角度，在機器上得到相同的印證。

3 討論

（1）由實測得知：d×L=3×50（cm2），H<15.33cm或H'<18.33cm，對應Ⅱ、Ⅲ象限臂架順旋至180°時，不會在126.25°碰撞。反之則會出現碰撞，就需向對側移床避讓。

（2）H'值隨L值增大而減少，成反比，如圖2中的C、E兩碰撞點也隨之向上抬高，靠近等中心水平面。當R=31cm時，H值隨床寬增加而減少，成反比；當R=45cm時，H值并遵循反比的規律，如當L=54cm、H=27cm，與L=58cm、H=28.5cm時，L=54cm的H值反而

（3）表1～2的最小治療床寬L=50cm，H'床底高均為最大值，可下旋角度α亦然。由此可見，在日常治療工作中，如果床寬可變化，應用最小值，提高臂架旋向Ⅱ、Ⅲ象限的通過性[9]，會使擺位治療操作更安全。

（4） 圖2中R1圓 的R1=31cm，R2圓 的R2=45cm。R2-R1=45-31=14（cm）。R2圓和R1圓同床寬的床高之比：L=50cm時，37.42/18.33=2.04（倍）；L=54cm時，36/15.23=2.36（倍）；L=58cm時，34/10.95=3.10（倍）。其比值均>2，可見R2=45cm時，治療頭在治療床周圍旋轉360°其通過性最好，安全性最高。即表2中d×L=9×54cm2時，H=27cm。在胸腹腫瘤的放射治療中，常用真空袋加以固定體位，仰臥位時，其H值會因真空袋的厚度而增加，但日常胸腹腫瘤治療H值在25cm以內，故H=27cm是可滿足常規治療需要的。由此可見R值越大，其床的機動性越好，安全性越高。當R2=45cm時，應用多葉光柵（MLC）靜、動態技術的多角度照射或旋轉治療技術都可實現，另外有防撞環的保護就更安全。

（5）碰撞參數公式對其他類型治療機同樣可以使用，但須注意其適用條件：① 共面照射[10]。② 治療床在零位狀態作垂直下降。③ 治療床空載。

（6）研究H或H'、α值時必須注意：① 治療床是否有彎曲和變形。② 治療床負載時，產生的彎曲變化程度。③ 有變形的治療床，碰撞會提前發生。

（7）H值或H'、α值的意義：① H值或H'值代表當治療床下降至該值，治療頭通過時，就會有碰撞發生。②α值代表第Ⅱ、Ⅲ象限發生碰撞的臂架角度。③ H值或H'、α值不是安全值，它們是危險值。④ 治療床下降高度小于H值時，治療頭應可通過第Ⅱ、Ⅲ象限。治療床下降值≥H值時，就會碰撞，就需注意床的避讓。⑤α值是Ⅱ、Ⅲ象限碰撞角度，當治療床兩邊是金屬結構時，α值也是遮擋射線通過的角度，以此α值入射，會導致無效治療，應注意。特別是制定放療計劃時，要注意避免遮擋的發生。

4 結束語

等中心放療機是昂貴的醫療設備，需小心使用，安全操作不容忽視。經上述探討可知：治療頭和治療床的碰撞與R值、床寬、床邊厚度有關。當R值一定時，床寬小，床邊薄其安全通過性就高。床越寬、越厚就越危險，治療頭的通過性就差。

在放療工作中，各單位可根據不同的治療機參數修改表1～2，得到各機器的碰撞條件，使治療計劃的制定和執行中避免碰撞。

放療擺位工作中，直線加速器即使有防撞環，但它設置在光欄口附近，當裝上擋塊托架做常規放療時，防撞環固定于托架上方而失去保護作用，需特別注意避免碰撞事故發生[11]，否則后果嚴重。要靈活使用設備，有碰撞危險，就要注意移床避讓。

[1] 劉丕福,鐘毓斌.等中心放射治療技術[J].中日友好醫院學報,1988,(2):111-114.

[2] 楊友瑛,鄭濤.等中心技術的基本概念與擺位技術[J].中國現代醫生,2008,(1):109.

[3] 馬傳鐘.旋轉放射治療機等中心校驗技術[J].醫療裝備,1997, (5):7-9.

[4] 黃嘉華.放療設備等中心精度分析與對策[J].上海生物醫學工程,2003,(1):10-13.

[5] 張峰.腫瘤放療實施過程質控措施[J].醫藥產業資訊,2006, (7):77.

[6] 國際電工委員會.IEC60601-2-1,醫療電氣設備-第2-1部分:1-50MeV范圍內醫用電子加速器安全的特殊要求[S].倫敦:1981.

[7] 國際電工委員會.IEC61217,放射治療設備-坐標系、移動和標度[S].倫敦:1996.

[8] 李軍,張西志,汪步海,等.探討瓦里安加速器治療床對放射治療劑量的影響[J].生物醫學工程與臨床,2009,(2):131-133.

[9] 羅綺麗.直線加速器的日常保養和質保檢測[J].中國醫學裝備, 2009,(9):58-59.

[10] 張中柱.中國腫瘤放療設備的進步——中國醫用加速器發展三十年紀[J].中國醫學裝備,2009,(2):1-8.

[11] 楊樹強,鄧大平.醫用電子直線加速器放射治療質量控制[J].中國輻射衛生,2009,(1):115-116.

A Study on Prevention of Isocenter Treatment Bed Collision

ZHANG Li1, DAI Jing2, CAI Wei-xun2, WEN Zhi-xiang2
1.Radiology Oncology Department, The PLA 458 Hospital, Guangzhou Guangdong 510602, China; 2.Radiation Oncology Department, Sun Yatsen University Cancer, Guangzhou Guangdong 510060, China

Objective To avoid careless operations that may lead to machine head and bed collision and even casualsties by measureing and calculating the rotation angle of the gantry and bed height and other relevant conditions that may lead to collision. Methods Coplanar irradiation, bed and gantry move downward in zero state, bed empty loaded, coordinate system IEC-61217 is used. Results Once any sides of the bed touches the downward circumgyrating gantry, the bed height value and Ⅱ, Ⅲ quadrant gantry angle is the required collision high and gantry angle. Conclusion The parameter in the formula of this study is available for other treatment devices, but the condition should be suitable.

isocenter bed; therapy apparatus; radiotherapy

R815.6

A

10.3969/j.issn.1674-1633.2012.02.004

1674-1633(2012)02-0019-03

2011-08-08

2011-09-01

作者郵箱：zhangli458hos@163.com