醫(yī)用電子直線加速器等中心統(tǒng)調(diào)

李加榮

【摘要】 醫(yī)用電子直線加速器結(jié)構(gòu)的復雜性與放射治療的精確性是一對矛盾，測量精度的物理師與調(diào)整機器的工程師又是一對矛盾，這決定了加速器調(diào)整的困難程度。結(jié)合筆者多年工作經(jīng)驗，本文介紹了加速器等中心系統(tǒng)調(diào)整的方法。

【關(guān)鍵詞】 醫(yī)用電子直線加速器；等中心指示裝置；等中心調(diào)整

[Abstract] It's a contradiction between the complexity of the LINAC structure and the accuracy of radiation therapy.Physicist who measuring the machine and engineer who adjusting the machine are also a pair of contradictory. It determines the difficulty of adjusting a LINAC.Based on years of experience， the article describes a range of methods to adjust the ISO center of a LINAC.

[Keywords] LINAC； Indicating device of ISO center； ISO center adjustment

【中圖分類號】R-1 【文獻標識碼】B 【文章編號】1671-8801（2015）03-0214-03

[前言] 等中心是醫(yī)用電子直線加速器的機架、準直器、治療床三者旋轉(zhuǎn)軸在三維空間的相交點。放療時病人身體需要占用這個位置，所以無法在該處設(shè)置物理的指示裝置。加速器利用光線投照的方法設(shè)置了三種虛擬的等中心指示裝置：激光燈、射野燈和測距燈。就如同槍炮的準星和照門，它們的精確度關(guān)系到病人的健康乃至生命。本文介紹了一個系統(tǒng)的等中心及其指示裝置的調(diào)整方法。

1 準直器轉(zhuǎn)軸檢查及射野燈調(diào)整

燈光野是可以指示準直器轉(zhuǎn)軸的裝置。要保證燈光野中心軸能精確指示準直器轉(zhuǎn)軸，必須滿足兩點：①光源鏡像位于準直器軸線上，②十字線位于準直器軸線上。除此之外，為了保證燈光野能準確指示照射野，還必須滿足第三點：③光源鏡像距等中心距離為100cm。0

1.1. 燈光野初調(diào)

若光源鏡像偏離準直器轉(zhuǎn)軸，旋轉(zhuǎn)準直器時，燈光野會隨之移動（如圖1）。在燈光野范圍內(nèi)任一位置，固定一個針形或孔狀不透明標志物，地面上出現(xiàn)一個投影。旋轉(zhuǎn)準直器，如果投影的位置隨之移動，說明光源鏡像偏離準直器軸線（如圖2）。可以調(diào)節(jié)反射鏡的角度，糾正光源鏡像的位置。當光源鏡像位于準直器軸線上，無論準直器怎樣旋轉(zhuǎn)，標志物的投影都不會發(fā)生變化。

圖1燈光野光源鏡像偏離準直器轉(zhuǎn)軸 圖2光源鏡像偏離檢查

1.2. 燈光野十字線中心調(diào)整

把十字線交叉點作為標志物，它會隨著準直器一起旋轉(zhuǎn)。如果光源鏡像已經(jīng)準確位于準直器軸線上，十字線交叉點的投影仍會移動，說明十字線位置有偏差。它的運動軌跡是一個圓，圓的中心就是它應該所在的位置。調(diào)節(jié)十字線，使交叉點投影位于該位置，即可完成調(diào)節(jié)。

至此，射野燈鏡像與十字線交叉點連線可作為準直器轉(zhuǎn)軸的基準線。0 機架在0°時，該基準線應處于豎直狀態(tài)。在地面上標記十字線交叉點投影，用鉛錘驗證。

1.3. 燈光野確定

光源鏡像不但要位于準直器軸線上，還要能精確代表輻射源（虛源）的位置。在不方便曝光的情況下，可以取兩個投影面，其中一個投影面經(jīng)過等中心，測量一個標志物的投影與十字線交叉點的投影之間的距離。可以采用鎢門作為標志物，它的投影是一個矩形區(qū)域。利用相似三角形的原理，計算得到光源鏡像的位置，它到等中心的距離應該與設(shè)備參數(shù)一致。醫(yī)用電子直線加速器的源軸距一般是100cm。如果有偏差，需要調(diào)節(jié)光源燈泡或反射鏡的位置。

如果有條件攝片，可以任意取兩個距離放置膠片曝光，驗證標志物的光野投影與射線投影的一致性。必須先確定虛源位于準直器軸線上，方法同光源鏡像調(diào)整。最好選擇金屬孔狀物作為標志，選擇非對稱三個角度在同一張膠片上曝光。由于電子加速軌跡偏離等原因，電子直線加速器虛源偏離準直器軸線的概率較大，而距等中心距離變化的情況很難發(fā)生。

2 機架轉(zhuǎn)軸檢查

圖3尋找機架轉(zhuǎn)軸與準直器轉(zhuǎn)軸的交點 圖4機架轉(zhuǎn)軸與準直器轉(zhuǎn)軸不相交

機架轉(zhuǎn)軸與準直器轉(zhuǎn)軸運動軌跡所在的面垂直，機器裝機之后機架轉(zhuǎn)軸的空間位置就已固定下來。但是由于重力因素以及機械形變的原因，機架轉(zhuǎn)軸有可能會發(fā)生偏離。不同與準直器，機架轉(zhuǎn)軸沒有可以直接指示的裝置。它的標定需要借助于燈光野的十字線投影，所以必須在燈光野校準之后進行，這時燈光野中心軸可以代表準直器轉(zhuǎn)軸。

將機架置于0°，準直器置于0°，在等中心附近放置一根針狀物。盡量與機架轉(zhuǎn)軸平行，針尖的投影與十字線交叉點投影重合。機架置于90°或270°，垂直平移針狀物，使之與十字線投影重合（如圖3）。通過這兩次正交位置，用針尖確定一個空間點。

旋轉(zhuǎn)機架，在各個角度對投影情況進行檢查。如果針尖始終與十字線交叉點重合，則可以初步確定該點為等中心。如果無法找到一點，使針尖與十字線交叉點始終重合。進一步檢查，確定十字線交叉點運動軌跡是一個圓形，說明準直器轉(zhuǎn)軸與機架轉(zhuǎn)軸在三維空間中沒有相交于一點（如圖4）。若運動軌跡不是圓形，而是上下跳躍，說明機架轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)機構(gòu)發(fā)生形變或磨損。不管哪種情況，只要誤差 ≥ ±1mm，必須聯(lián)系設(shè)備廠商重新調(diào)整。

治療床轉(zhuǎn)軸檢查

加速器治療床可以公轉(zhuǎn)和自轉(zhuǎn)，這里指的是與等中心相關(guān)的公轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)軸。調(diào)強放療中共面照射占絕大多數(shù)，治療床并不需要頻繁旋轉(zhuǎn)，所以床轉(zhuǎn)軸的精度經(jīng)常被忽視。然而隨著機器的日常磨損，床轉(zhuǎn)軸是最容易偏離的，這是由于治療床結(jié)構(gòu)特點決定的。床面本身支持五維運動（三維平移+公轉(zhuǎn)+自轉(zhuǎn)），這給床轉(zhuǎn)軸的檢測和調(diào)整增加了難度。在檢查過程中，需要注意區(qū)分誤差的來源。0

檢查床轉(zhuǎn)軸，最好的方法就是檢查機架在0°時，它與準直器轉(zhuǎn)軸的重合度。兩軸僅僅在等中心處重合是不夠的，應該從上到下完全重合。基座是整個治療床的基礎(chǔ)，所以宜采取自下而上的順序。

借助水平尺將機架轉(zhuǎn)至0°。將床面移開，在基座中心平鋪一張白紙，用重物壓緊，觀察燈光野十字線在紙上的投影。操作床公轉(zhuǎn)，在-90°到90°范圍內(nèi)，十字線交叉點投影不應有明顯移動。因為床基座固定地面，所以一般誤差很小。如果投影移動軌跡直徑大于2mm，必須聯(lián)系設(shè)備廠商進行調(diào)整。

將床面恢復正常位置，升至等中心高度以上，用同樣方法檢查十字線交叉點在紙上的投影。如果誤差較大，說明床轉(zhuǎn)軸與準直器轉(zhuǎn)軸不平行。分別用筆標記-90°、0°、90°時十字線交叉點投影的位置，以此三點構(gòu)成三角形的外心即是床面在此高度的旋轉(zhuǎn)中心。調(diào)整床基座平衡，使十字線交叉點投影落在該點。重新轉(zhuǎn)床驗證，如果仍有少許誤差，可以重復調(diào)整一次。0

如果在地面及床面兩次檢查結(jié)果良好，但是床升降過程中十字線交叉點投影會在床面上移動，說明基座發(fā)生形變和磨損，或床升降軸線傾斜。前者因為重力原因，投影移動軌跡必然是沿床自轉(zhuǎn)0°時床縱向方向，不管公轉(zhuǎn)角度多少。而后者十字線交叉點投影移動軌跡的方向不一定，與床升降軸的傾斜方向一致。

4激光燈調(diào)整

4.1. 左右激光燈

借助水平尺，將機架轉(zhuǎn)到90°；借助鉛垂線，將準直器轉(zhuǎn)到0°；關(guān)閉室內(nèi)所有照明燈。在墻上標記十字線投影的邊緣，借助直尺勾畫十字線投影的輪廓，得到十字線的交叉點投影的中心點。該點可作為激光燈初始位置。同樣方法，可以確定另外一側(cè)激光燈的位置。

分別調(diào)整兩對激光燈的傾角，使它們兩兩對射。激光線正好能照射到對應激光燈輸出孔上，這就保證了兩個激光燈輸出的激光面在軸線上是重合的。檢驗它們在對面墻上投射的激光線，用水平尺、鉛垂線分別檢查它們是否水平和豎直，調(diào)整相應激光燈的旋轉(zhuǎn)角度，使水平和垂直兩對激光面能完全重合。

在等中心位置檢驗激光線與射野燈十字線的重合度，檢查激光線與等中心的偏差。如有誤差，分別調(diào)整左右兩側(cè)的激光燈平移。在調(diào)整激光燈平移過程中，保持兩側(cè)同步，不要調(diào)旋轉(zhuǎn)和傾角。

4.2. 中線激光燈

確定中線激光燈初始位置可以采用逆向投射的方法。機架和準直器置于0°，射野開到最大。使用投線儀，或者使用激光燈本身，放置在機架跟前。先調(diào)整激光燈在墻面上投影與鉛垂線平行，再激光燈在床面上投影與十字線矢狀線重合，在墻面上標記激光線位置。

中線激光燈初始位置位于該線上，盡量抬高，但不能讓加速器治療頭阻擋激光燈在病人體表的投影。檢查方法可以將床縱向靠近機架到極限位置，床面高度大約在SSD=70cm，此時床面基本代表正常治療時病人體表的高度。此時機頭不能阻擋激光線在床面上的投影。

確定初始位置之后，將床面降至等中心附近高度，調(diào)整激光燈的旋轉(zhuǎn)和傾角，使床面上的激光線與十字線矢狀線平行。因為該激光燈軸線不是水平的，所以激光燈的旋轉(zhuǎn)和傾角在調(diào)節(jié)時會互相影響，給調(diào)整帶來較大的難度。一些品牌的激光燈允許調(diào)節(jié)激光燈基座的角度，可以先將激光燈軸線置于水平，再激光燈旋轉(zhuǎn)，然后調(diào)激光燈傾角，最后調(diào)節(jié)軸線通過等中心附近達到最佳效果。

最后調(diào)整激光燈平移，使激光線與十字線重合，激光面通過等中心點。控制床公轉(zhuǎn)，移開床面，檢查激光線和十字線在地面的投影重合。若有誤差，繼續(xù)微調(diào)。

測距燈調(diào)整

測距燈是在射野中心軸上投影一個刻度尺。最簡單直接的檢查方法是機架置于0°時，在射野中心軸位置豎直放置一張坐標紙。對比坐標紙與測距燈刻度的比例，如果不能吻合說明測距燈比例尺不符。參照激光燈確定等中心位置，測距燈指示該點位置應為SSD=100cm。如果有偏差，說明測距燈初始刻度不準。

比例尺不符可以調(diào)節(jié)測距燈與射野中心軸的距離，改變投影的比例。初始刻度不準可以微調(diào)測距燈上下位置，或調(diào)節(jié)測距燈傾角。調(diào)節(jié)傾角會同時影響上下段比例分布。

[結(jié)語] 機架、準直器、治療床三者轉(zhuǎn)軸空間延伸到等中心，激光燈、射野燈、測距燈三者光線投射到等中心。它們互相之間有著密切的聯(lián)系，牽一發(fā)動全身。在調(diào)整其中之一的時候，必須要考慮它們之間的相互影響和相互聯(lián)系。

參考文獻：

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