TrueBeam直線加速器6 MV無均整濾過器射束輸出穩定性故障的排查

黃寶添，張基永，陸佳揚

汕頭大學醫學院附屬腫瘤醫院 放療科，廣東 汕頭 515031

TrueBeam直線加速器6 MV無均整濾過器射束輸出穩定性故障的排查

黃寶添，張基永，陸佳揚

汕頭大學醫學院附屬腫瘤醫院 放療科，廣東 汕頭 515031

本文介紹TrueBeam直線加速器6 MV無均整濾過器射束輸出穩定性的故障現象及其排查方法。

直線加速器；無均整濾過器；輸出穩定性；醫療設備維修

0 引言

TrueBeam是目前世界上較為先進的直線加速器[1-2]。該機器較傳統的均整濾過器模式FF（Filter Flattened）增加了無均整濾過器模式FFF（Flattening Filter Free）[3]，其中包含6 MV-FFF與10 MV-FFF兩能量檔。2011年遠東地區首臺TrueBeam型號加速器在我院安裝，經過兩年多的使用，2014年1月開始出現了6 MV-FFF能量檔輸出穩定性故障。該故障在國內較罕見，因此本文介紹該例疑難故障的排查過程與解決方法，以給加速器維修和質控人員提供借鑒和參考。

1 故障現象

針對TrueBeam醫用直線加速器每周絕對劑量測量發現，在持續3個月時間內，使用DOSE 1劑量儀和FC-65G指形電離室測量所測得6 MV-FFF的輸出劑量每周下降約2%，該劑量偏差經校準后能返回正常水平，但在一周后又再次出現下跌。另外，從晨檢工具BeamChecker Plus檢測的數據也可看到[4]，劑量穩定性每周均出現一定幅度的下跌，見圖1，而6 MV、10 MV和10 MV-FFF能量檔沒出現該問題。

圖1 BeamChecker Plus監測TrueBeam加速器3個月內6 MV-FFF與6 MV能量檔劑量輸出數據比較

2 故障分析

加速器輸出劑量穩定性與測量擺位誤差、測量方法、測量儀器和加速器自身故障等多種因素相關，見圖2。

圖2 直線加速器劑量輸出穩定性影響因素分析框圖

表1 TrueBeam直線加速器在不同跳數時6 MV、6 MV-FFF和10 MV-FFF能量輸出穩定性測量結果

表2 TrueBeam直線加速器在不同劑量率時6 MV、6 MV-FFF和10 MV-FFF能量輸出穩定性測量結果

表3 TrueBeam直線加速器6 MV、6 MV-FFF和10 MV-FFF能量輸出劑量線性偏差測量結果

表4 不同劑量儀對TrueBeam直線加速器6 MV、6 MV-FFF和10 MV-FFF能量輸出穩定性測量結果

3 故障排除

經多人反復檢查，核實擺位準確，可以排除擺位誤差而導致的劑量不穩定。分別對TrueBeam直線加速器6 MV、6 MV-FFF和10 MV-FFF的重復性和線性進行短期穩定性輸出測試，測量條件和測量內容由Varian工程師給出。測量時機架置于0°，射野大小為10×10 cm2，電離室安裝上劑量建成帽后置于等中心處進行測量，測量結果見表1～3。

測量方法考慮到FFF能量模式近似高斯分布的劑量特性易受測量位置的影響，測量深度由5 cm改為10 cm進行測量，故障依舊。根據國外工程師的維修經驗，測量儀若靈敏度出現問題也會出現該現象，故測量儀器采用IBA公司的DOSE 1劑量儀配合FC65-G電離室更換成Standard Imaging公司的Supermax劑量儀配合A12電離室重新進行測量，見表4，故障依舊。排除了擺位誤差、測量方法和測量儀器的問題，推測問題很可能來自于加速器本身的故障。經Varian工程師優化6 MV-FFF能量檔劑量率和更換相關的電路板，仍不能解決該故障。考慮到出現該故障前，曾更換過加速器監測電離室，因此更換加速器監測電離室后，重新對加速器該能量檔的劑量穩定性進行測量，故障依舊存在。

從表1可以看到6 MV-FFF能量檔的穩定性偏差最大，位于0.04%～0.46%之間。10 MV-FFF能量穩定性最好，其次是6 MV能量檔。從表2～3的數據也可以發現，6 MVFFF能量檔在不同劑量率下穩定性偏差以及線性偏差均明顯高于其他2個能量檔。由測量數據推測6 MV-FFF能量檔在射線產生過程中可能存在某種故障。由于10 MV-FFF劑量輸出穩定性和線性良好，大致可排除由于移除均整濾過器而導致的6 MV-FFF劑量輸出不穩定的可能性。6 MV能量的穩定性和線性良好，可基本排除加速管、速調管、電子槍和微波源部分的故障。由于無均整濾過器射束具有近似高斯分布的劑量學特點，中間高、兩邊低，因此對電子打靶的位置較為敏感。但經反復檢查未發現擺位誤差方面的問題，因此推測6 MV-FFF射束可能存在有微小的位置偏移，且有可能是由于高能電子打靶時出現位置偏差引起的。為了進一步核實故障，在Varian工程師指導下進入到Service模式，通過軟件控制使靶以0.1 mm的步徑向一個固定方向進行移動，每一次移動靶位置后重新測量6 MV-FFF射線的穩定性和線性，發現移動0.1～0.3 mm時6 MV-FFF的穩定性和線性故障沒有明顯改善，而移動0.3～0.7 mm時其穩定性和線性偏差明顯改善，因此可初步判斷劑量不穩定故障來源于靶。經初步核實故障來源之后，更換新靶，使用三維水箱測量其平坦度、對稱性、射線質等參數，并重新調整光射野一致性。確定以上射野參數符合驗收標準后，再對6 MV-FFF能量檔射線重新進行測量，發現該能量檔的劑量穩定性和線性均明顯好于換靶前，而6 MV和10 MV-FFF能量數據均未受換靶影響，更換靶后，經數月觀察輸出劑量測量數據，不再出現輸出劑量逐周下降的故障現象，故障排除。

4 總結

TrueBeam直線加速器是目前國內較先進的直線加速器，國內鮮有關于該型號加速器故障的報道[5]，而TrueBeam 6 MV-FFF模式劑量輸出不穩定更是該型號加速器中較為罕見的疑難故障。因此，報道該故障的排查過程和處理方法可為國內設備維修人員和質控人員提供參考依據。直線加速器輸出劑量的穩定性是醫用電子直線加速器質控的重要內容[6-7]，是保證精確放療的前提條件。本案例顯示，若該型號加速器出現絕對劑量逐周下降的現象，應高度懷疑靶出現故障。

[1] 陸佳揚,林珠,陳志堅.基于Delta4對Truebeam容積調強放療(VMAT)計劃的驗證評估[J].中國醫學物理學雜志,2014,30 (3):4118-4120.

[2] 黃寶添.TruebeamTM直線加速器的性能檢測和質量保證[J].中國醫學裝備,2015,12(1):50-53.

[3] 宋婷,周凌宏.基于蒙特卡羅方法的6 MV Truebeam劑量計算[J].強激光與粒子束,2012,24(12):2975-2978.

[4] 李承軍,胡健,王陸州.QA BeamChecker Plus的質量保證[J].醫療衛生裝備,2010,31(8):120-122.

[5] 丁紀,黃永祥.瓦里安Truebeam直線加速器不出束故障維修一例[J].醫療裝備,2015,28(7):116.

[6] 劉小龍,王蕾,孫小揚.醫科達Precise直線加速器閘流管觸發板故障及維修[J].中國醫療設備,2015,30(9):171,178.

[7] 姜瑞瑤,熊霏,黃國鋒.醫用直線加速器輸出劑量穩定性分析[J].中國醫學物理學雜志,2011,28(5):2854-2857.

Troubleshooting of Output Instability for 6 MV Flattening Filter Free Beam in TrueBeam Accelerator

HUANG Bao-tian, ZHANG Ji-yong, LU Jia-yang
Department of Radiation Oncology, Cancer Hospital of Shantou University Medical College, Shantou Guangdong 515031, China

R197.39；TL53

B

10.3969/j.issn.1674-1633.2016.07.054

1674-1633(2016)07-0162-03

2015-08-27

2015-11-09

廣東省醫學科研基金項目（A2015534）。

陸佳揚，工程師。

通訊作者郵箱：lujame@yeah.net