淺談醫用電子直線加速器的質量保證和質量控制

陳榮耀

（廣東省農墾中心醫院，廣東 湛江 524002）

近年來，惡性腫瘤已經越來越成為我國人民健康的主要障礙之一，在腫瘤治療的手段中，一直都是以手術、化療等手段為主，放療手段在我國發展較為落后，近幾年得益于放療設備和放療技術的長足發展，也逐漸成為治療腫瘤的主要手段之一，越來越引起醫學界的重視，放療成為第三大腫瘤的治療手段得到了充分的認可。醫用電子直線加速器為現代的腫瘤放療提供了重要保證。為了增加患者的治療效果，確保腫瘤靶區得到準確照射，危及器官得到有效保護，盡可能減輕患者并發癥，提高患者生活質量，醫療器械工程師必須做好醫用電子加速器的質量保證（Quality Assurance，QA）和質量控制（Quality Control，QC），確保醫用電子加速器能夠穩定正常運行。

1 加速器的主要機械性能檢測

1.1 等中心線精度檢測和校準

在腫瘤治療時，加速器機架的轉動形成一條基準軸線，小機頭的轉動形成另一條基準軸線，兩條基準軸線的交點就是加速器的等中心，所以等中心的精度至關重要。電子直線加速器的具有兩個中心，一個是機械中心、一個是輻射中心。其中機械中心為機架轉動、小機頭轉動及治療床轉動中心形成的交點。輻射中心為加速器大機架中心軸與小機頭輻射野中心軸相交的點。由于加速器在長時間治療患者后，可能會發生一定的偏差，需要參照相關的QA@QC的行業標準對兩個中心進行機械精度檢測和校準，確保機器治療穩定性最佳。上面提及的兩個等中心的精度檢測和校準周期一般為一年檢測1～2次，特殊檢修、大修情況需增加檢測頻次。其檢測的結果必須在誤差允許范圍內，軸線相對等中心偏差不大于2mm，等中心的偏離小于1mm。機械等中心精度小于1mm和0.5°，機架旋轉軸偏移等中心位置小于或等于兩毫米，準直器旋轉軸對等中心偏移小于2mm。

1.2 激光定位燈精度與光野輻射野檢測

在工作人員對患者進行擺位時，需要外掛的激光定位燈進行輔助，對找準患者的治療等中心有非常重要的作用。其精確度的好壞直接決定了放療等中心的準確度，因此確保激光等中心的偏差對腫瘤治療的精準度具有決定性意義。醫用電子直線加速器的激光燈定位系統包含三個激光定位燈，分別置于加速器的AB方向和T方向。三個定位激光燈產生三個相互垂直的面，交匯成一個激光等中心點，其半徑應為1mm的球體，并且與電子加速器的機械等中心一致。因此，為確保治療精確性，必須對激光定位燈的精準度進行定期的檢測。在某些特殊情況下，腫瘤患者的擺位過程中，還需要借助燈光野指示輻射野的大小，其光野誤差不能大于2mm。加速器運行一段時間后，燈光野的精度會發生變化，使患者輻射范圍偏大或者偏小，引起治療誤差，甚至醫療事故發生，因此，必須定期對燈光野和輻射野的精度進行檢測和校準。推薦方法為膠片法。

1.3 治療床精度和機架、準直器旋轉角精度檢測

加速器的治療床系統是加速器的重要組成部分，其作用是在患者治療時，起到支撐患者、方便技術員進行精確擺位的作用，因此治療床的運動精度對患者的準確治療有著重要的意義。治療床系統包括碳纖維床、橫向和縱向運動系統、驅動床升降系統、公轉系統和制動系統構成，其運動方式包括六個維度，即三個平移的AB方向、GT方向、頭腳方向及三個繞AB方向、GT方向、頭腳方向的旋轉運動的六維治療床。在治療過程中，每個患者都需要借助治療床來定位，所以頻繁的承壓會使治療床的性能發生改變，物理師必須周期性地對治療床的機械性能進行檢測和校準。

無論是電子直線加速器的機架的旋轉，還是準直器的旋轉，在使用過程中，都會產生偏差，每個月必須進行檢測和校準一次，其角誤差應小于1°。其檢測方法可以用氣泡水平尺來檢測，確保機械讀數和數顯讀數偏差在誤差范圍內。

2 劑量學精度檢測

射線劑量輸出校準。輸出劑量系統的穩定性影響因素較多，使用時間久且加速器如果每天工作運行超過12h，時間久了，束流系統就會產生較大影響，而射線劑量的準確性直接決定了患者獲得的實際照射劑量，因此射線劑量輸出校準具有重要的意義，而且頻次建議每周一次甚至兩次，并在每次加速器進行維修后進行一次檢測。輸出劑量校準一般使用的檢測設備是劑量儀、0.6cc指形電離室和（30×30×30）cm3小水箱或者是固體水（參考文獻）。依照國際輻射單位與測量委員會（ICRU）的建議，應確保照射劑量精度控制在±5%以內，且射束校準的精度應控制在2%以內。

3 加速器影像系統的質量控制

加速器電子射野影像系統主要包括EPID和CBCT影像系統，現在已經廣泛應用于臨床，包括治療的擺位精度配準、誤差研究以及計劃的劑量的驗證等。電子射野影像系應用于放射治療后，對其質量保證顯得越發重要。

3.1 PID的影像質量檢測

可利用Las Vegas 模體檢測法，該模體由鋁材料制成，模體呈方形，表面鉆有直徑分別為1mm、2mm、4mm、7mm、10mm和15mm，深度為0.5mm、1.0mm、2.0mm、3.2mm和4.8mm的孔，其意義表示一定的空間分辨率和對比度。把LasVegas模體放在射野下，采集圖像，條件：將Las Vegas模體置于治療床表面，SSD為100cm，將加速器大機架轉到0o，照射野大小12cm×12cm，加速器設定跳數為100MU，采用細節-對比分析方法來分析的對比分辨率。檢測周期為每月一次。

3.2 CBCT的影像質量檢測

CBCT的影像質量好壞直接影響放射治療的定位精準度，患者在進行每次治療前行CBCT掃描，將獲取的冠狀面、矢狀面、橫斷面圖像與定位時CT的影像進行自動配準，獲得擺位誤差。因此，CBCT的影像質量對放療擺位的精準性有著重要的參考意義。

可使用廠家配套的Catphan604系列模體進行檢測，將模體按等中心位置擺放治療床，行CBCT掃描（掃描參數：125Kvp/80mA/25ms，KVS:100，0，KVD:-50,0,0，將全擋濾線器放于KVS 下進行掃描）。模體不同區域代表不同的功能和參數，所掃描的圖像可分析出CBCT的各項質量參數：（1）體模內Air,PMP,LDE-P,Polystyrene,Acrylic,Delin,Tefl on 的組織材料進行值測量可獲取不同組織材料HU值，并對其結果進行比較分析；（2）找到影像顯示圓盤的層面，找到最低對比度及圓盤最小那個，來分析低對比度分辨率是否異常；（3）查看圖像顯示出線條的層面，分析模體中21組線條，肉眼所見為多少條，再與基準值進行分析比較，判斷出空間分辨率是否異常。要注意，在不同的掃描條件下，參考的基準值是不一樣的。

4 結語

醫用電子直線加速器的質量保證是加速器進行有效放射治療的必要工作，必須對該項工作的意義具有充分的認識，不可存在僥幸心理，必須按規定和指南進行全項目的周期性日檢、周檢、月檢和年檢。上文主要列舉了包括加速器的部分機械性能檢測和校準、部分輸出劑量系統的校準和影像方面的質控等，除此還有加速器的保養、加速器的環境管理、X射線中心軸劑量穩定性、電子線中心軸劑量穩定性、X射線平坦度穩定性、電子線平坦度穩定性、X線和電子線的對稱性等質控問題。作為一名醫療器械工程師，必須懂得加速器的全項目檢測方法、檢測意義，更主要的是應該遵循指南進行對加速器的QA@QC。