螺旋斷層放射治療系統的影響因素分析及對策*

張晉建 黎 靜* 文 婷 葉柳清 余詠蘭 尹智宇 靳懷志 王雅冰 金 松

螺旋斷層放射治療系統的影響因素分析及對策*

張晉建①黎 靜①*文 婷①葉柳清①余詠蘭①尹智宇①靳懷志①王雅冰①金 松①

目的：針對螺旋斷層放射治療(TomoTherapy)系統故障率較傳統加速器高的問題，分析影響TomoTherapy開機率的相關因素，并提出相應對策，以提高設備的使用效率。方法：回顧性分析日常故障記錄，總結影響TomoTherapy開機率的主要因素。結果：影響TomoTherapy開機率的主要因素分別為：溫度冷卻系統、空氣壓縮系統、易損性部件和數據安全系統。結論：對影響螺旋斷層放射治療系統開機率的4個因素提出了相應的保養和維護對策，以降低設備故障率，保證系統安全、高效的運行。

螺旋斷層放射治療系統；開機率；溫度冷卻系統；空氣壓縮系統；易損性部件；數據系統

[First-author’s address] Tomotherapy Treatment Center, General Hospital of Guangzhou Military, Guangzhou 510010, China.

螺旋斷層放射治療(TomoTherapy)系統是目前最先進的調強放射治療設備之一，具有腫瘤靶區劑量均勻性好、適形度高以及正常組織保護好的優點[1-4]。我國于2007年引入首臺TomoTherapy設備以來，至今共有11臺在臨床中開展治療工作，10余臺準備安裝投用，其優越的腫瘤治療能力使其在臨床上有著廣泛的應用[5-7]。由于TomoTherapy的原理和構造與傳統放射治療加速器有諸多不同，其保養和維護有鮮明的特殊性，在我國應用時間相對較短，對機器的保養和維護經驗相對欠缺[8]。為了提高TomoTherapy的開機率，本研究分析總結了日常保養和維護中被忽略的因素，提出相應對策，以提高設備的使用效率。

1 TomoTherapy系統構成

TomoTherapy系統是由螺旋斷層放療機(Hi·Art)、計劃工作站、治療工作站及計算機工作陣列(包括存儲服務器和運算工作站陣列)等構成的有機整體，溫度冷卻系統和空氣壓縮系統是TomoTherapy系統正常工作不可或缺的部分(如圖1所示)。

2 TomoTherapy開機率的影響因素

2.1 溫度冷卻系統的配置和保養

圖1 TomoTherapy系統構成圖

TomoTherapy是整合在CT滑環機架上的放射治療設備，其與傳統的直線加速器在結構上有著本質的區別，由于其治療出束時間及劑量率均比常規直線加速器要高，為了保證設備穩定安全的運行，必須具備一套完善的溫度冷卻系統。基于TomoTherapy的特殊結構，其溫度冷卻系統包括恒溫水循環系統及室溫控制系統。

(1)恒溫水循環系統。TomoTherapy通過40℃恒溫水循環系統達到所需的工作溫度，機器水溫＞42 ℃將終止出束，故溫度對機器部件的工作狀態有著重要影響[9]。溫度的升高會引起磁控管和加速管膨脹，造成管尺度的變化，導致管工作頻率發生變動，進而影響其正常工作，使機器劑量率產生變動，無法保證精確治療的實施[10-12]。

(2)室溫控制系統。由于TomoTherapy的恒溫水循環系統是基于風冷卻原理實現的，為了保證恒溫水循環系統的正常運作，要求有一套完善的室溫控制系統。TomoTherapy系統的室溫控制系統由TomoTherapy底座下一個出風口及機房室內天花板上多個出風口組成。其中，底座的出風溫度必須保證＜12.8 ℃，而室內溫度要維持在20 ℃以下。分析發現：當機房室溫＞23 ℃時，機器水溫將在10 min左右從40 ℃上升到42 ℃，出束被迫中斷，導致每日總治療時間延長約2 h。除了治療室外，計算機機房內由于裝置了存儲服務器和運算工作站陣列，產熱量大，溫度＞20 ℃可能導致服務器發生故障和數據丟失。因此在選擇冷卻空調配置時，需要選擇制冷能力較強的工業用空調設備。其解決方案見表1。

2.2 空氣壓縮系統的配置和保養

空氣壓縮系統包括空壓機、儲氣罐、干冷機及過濾器。空壓機產生一定壓力的氣體經過干燥設備后通過管道輸送至TomoTherapy的多葉光柵(MLC)控制端口，沖擊MLC葉片使其快速的開閉，實現對射束的快速調制，而空氣壓縮系統的正常工作是TomoTherapy正常使用必不可少的條件。空氣壓縮系統的安全管理和保養維護應做到：①投入使用前，需到壓力容器管理部門進行備案，定期為空氣壓縮系統排汽；②每年需校驗空氣減壓閥一次，定期更換過濾網和機油。

表1 溫度冷卻系統配置及維護解決方案

2.3 TomoTherapy系統易損性部件的監測

靶是產生X射線的基礎部件，電子束打在靶面不同位置上造成靶的損耗不一致，厚薄變得不均勻，導致輸出劑量出現偏差，當靶偏差超過允許范圍時，應對其進行更換[13-15]。而MLC驗證板是驗證MLC葉片到位精度的部件，是精確放射治療的重要保證。由于驗證板內有光耦器件，輻射后易損，其壽命基本由出束時間決定。因此，對易損性部件，如靶、MLC驗證板等部件的使用狀況和狀態進行監測，是TomoTherapy系統維護和保養的重要內容。通過對2011年6月至2013年5月的故障維修記錄進行統計，靶和MLC驗證板的使用壽命及維護保養方案見表2。

表2 靶和MLC驗證板的使用壽命及維護保養方案

2.4 數據系統維護

存儲服務器中存儲著患者的CT圖像、治療計劃和執行狀態等重要信息，當服務器存儲量＞90%后，會導致數據庫不穩定甚至可能崩潰。為保證機器的快速響應和降低服務器的故障率，保養維護應做到：①每日更換備份磁盤；②定期備份和刪除結束治療的計劃；③當存儲量超過空間總量的75%時，進行磁盤整理。

3 結語

TomoTherapy系統作為全新的圖像引導調強放射治療設備，其精度高，適形度好，應用前景廣闊。但由于特殊的結構及工作特性使其開機率較常規加速器要低，故對設備的日常維護和保養提出了更嚴格的要求。為了提高TomoTherapy系統的開機率，在探討保養和維護中容易忽略的因素后提出保養維護建議和相應對策，引起新裝機單位的重視，提高設備的使用效率。

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Research on factors affecting operation rate of TomoTherapy system and their countermeasures

ZHANG Jin-jian, LI Jing, WEN Ting, et al// China Medical Equipment, 2015,12(1):27-29.

Objective: To analyze the factors affecting operation rate of TomoTherapy system, which had higher failure rate compared to the traditional accelerator. Relevant countermeasures had been proposed to increase the operation rate. Methods: To discuss the main factors affecting operation rate of TomoTherapy, the failure record had been analyzed. Results: Temperature cooling system, compressed air system, deteriorating parts and database system had been summarized to be the main factors caused the failure of the TomoTherapy. Conclusion: Some corresponding maintenance measures specific to the four factors had been proposed in order to reduce TomoTherapy failure rate and increase TomoTherapy service efficiency.

TomoTherapy system; Operation rate; Temperature cooling system; Compressed air system; Deteriorating parts; Database system

張晉建,男,(1988- ),本科學歷，物理師。廣州軍區廣州總醫院螺旋斷層放療中心，從事腫瘤精確放療及設備維護。

1672-8270(2015)01-0027-03

R815

A

2014-03-28

廣東省社會發展領域科技計劃(2013B021800051)“非小細胞肺癌螺旋斷層放療食管損傷相關因素分析與預測”

①廣州軍區廣州總醫院螺旋斷層放療中心 廣東 廣州 510010

*通訊作者：jameslijing@163.com

10.3969/J.ISSN.1672-8270.2015.01.008