醫用直線加速器影像系統的質量保證和應用研究

陳榮耀

（廣東省農墾中心醫院，廣東 湛江 524002）

1 EPID的質量保證和質量控制

EPID射野影像系統是裝在加速器上，與準直器相對位置，采用非晶硅探測器面板，加速器焦點到探測器距離為160cm，最大照射野為40×40cm，具有較高空間分辨率和對比分辨率。根據廠商的技術支持人員建議，需對其進行質量控制和質量保證，主要包括防碰撞連鎖、探測器運動和影像質量檢測和校準，QA@QC可參考醫用電子儀器標準IEC 60601-1和醫用電子儀器安全標準IEC 60601-2-1。

1.1 防碰撞連鎖

防碰撞連鎖是為了避免患者和工作人員在進行放射治療或者物理師進行QA@QC的時候對EPID發生碰撞的裝置。（1）對其防碰撞連鎖檢測首先應打開EPID到等中心位置，人為可控地對EPID板進行按壓，直至觸發連鎖裝置，檢測機架是否可繼續轉動，理論應觸發連鎖導致機架無法轉動；（2）打開EPID板，轉動大機架一周，保證此過程無連鎖警示；（3）驗證設備按鈕STOP MOTORS是否失靈，先按下按鈕，機架和EPID板無法轉動，再次按下按鈕后可正常使用，否則需校準。

1.2 EPID運動范圍檢測

具體方法：將探測器置中心于加速器的激光等中心位置，使用長度大于115mm剛性標尺，使0mm處先置于AB方向上，分別記錄探測器在A、B方向上移動的最大距離，其移動值應大于115mm，再把剛性標尺置于GT方向，使探測器往T方向移動，并距離其最大距離，其值應大于115mm，否則，需校準。

1.3 EPID的影像質量檢測

對比分辨率（Contrast Resolution）是評價EPID圖像質量重要指標之一。

檢測工具：Las-Vegas模體，其由14cm×14cm大小、厚度2.18cm的鋁板組成，表面有排列規則的圓孔。如圖,圓孔的直徑C1～C6分別為1mm、2mm、4mm、7mm、15mm大小不等，排列深度R1～R5分別為0.25cm、0.5cm、1.0cm、2.0cm和3.0cm，不同的能量和深度代表不同的EPID圖像分辨率水平。

檢測方法：將大機架、準直器，分別置于0°，射線能量為6M，小機頭開野為15×15cm，并打開EPID板，將Las Vegas體模置于治療床，盡量使其在等中心位置，機器出束10MU，接受并分析EPID所獲得的圖像。

分析方法：采取細節-對比分析法，首先，查看接受影像的圓孔的數和位置與廠家的標準圖像對比。其結果應為掃描影像所示孔數應比廠家標準圖像顯示更多的圓孔，則表示檢測通過，否則，需校準。如圖1，“×”表示正常對比度可以顯示的圓孔。

圖1

其中，左圖“×”為正常對比度顯示的圓孔，右圖為接受的影像顯示。

2 EPID的臨床應用

EPID作為一類二維劑量測量設備，因患者體位存在誤差難以得到實時驗證而設計。后來，隨著科技發展，其作用應用越來越廣泛，特別在它的劑量學特性上，例如，利用EPID獲得靶區、非均勻性組織及OAR的劑量大小和范圍變化等。

在每次的放療計劃被執行時，或多或少會因為激光燈系統發生錯誤、機架及準直器系統錯誤或者人為錯誤等原因導致射野位置和患者擺位發生誤差甚至錯誤情況。有文獻顯示，頭頸部放療患者一般擺位誤差在±3～±5mm，對于胸腹部則會高達±7～±15mm，這會對患者造成極大的放療損傷，因此，在治療時，進行位置校準，是確保高質量放療的重要保證。使用EPID系統應用在患者的擺位及射野位置的驗證，能夠有效地發現誤差，獲得誤差值，并進行人為干預校正。

射野影像系統EPID可應用在患者的擺位及射野位置的驗證，包括治療前校正射野、治療前校正患者擺位、治療中校正患者擺位、治療間校正患者擺位、離線評價患者擺位、調強射野強度分布的驗證，射野設計和驗證，方便地用于補償器設計及其厚度分布的驗證等。另外，還可以取代膠片、電離室等測量設備，可直接測量射野半影、均整度、對稱性，可用于驗證射野的大小和形狀。

2.1 治療前校正患者擺位

在技術員進行計劃執行前，應對患者的位置進行準確擺位，但肉眼畢竟難以精確擺位，包括看激光燈角度偏差等原因，會導致擺位發生誤差或者錯誤，如果無法及時發現，會造成無法挽回的醫療事故，因此可以在技術員把患者主觀準確擺位后，再使用射野影像系統進行圖像采集，然后通過采集的圖像和計劃重建的DRR進行比對，確保誤差在允許范圍內進行治療。

2.2 治療間校正患者擺位

物理師在進行計劃設計時，一般腫瘤靶區外擴為計劃靶區PTV，其范圍都采用國際通用標準，例如，頭頸部腫瘤采用3mm的距離外擴，胸腹部一般是10mm左右的外擴，來修正患者在擺位時出現的誤差值。而實際中，患者的擺位誤差值不盡相同，存在個體差異，為解決這個問題，Yan Di提出自適應放療的思想（asaptive radiation therapy）。例如，自首次放療開始，每次都使用EPID采集患者的擺位影像，再傳輸到分析系統，去獲得每次的誤差值。利用前幾次的數據來判斷整個療程的誤差值，并進行二次計劃評估，進而減少患者漏照或者多照的情況。

2.3 EPID在患者劑量驗證的應用

劑量驗證是指患者實際接收的劑量和計劃給予的劑量是否相一致，對每個計劃在執行放療前，進行劑量驗證，是確?；颊呤欠瘾@得準確劑量的必要手段之一。

EPID系統作為一個輻射探測器，可對其進行劑量刻度，當成劑量儀來應用，可獲得射野的投射劑量分布（transmission dose distribution）或者可獲得射野劑量圖像(portal dose image，簡稱 PDI)。具體方法為，將獲得的射野劑量圖像傳輸至分析軟件與傳輸至分析軟件的計劃平面劑量進行平面劑量對比分析，其平面劑量驗證方法采用Gamma分析(3mm/3%)法，且計劃的測量點通過率須達到95%以上。

3 結語

就當前來說，電子射野影像系統（EPID）基本都有在新型的加速器上配備，未來也會對EPID進行更多的研究和應用。作為一種常用的臨床設備，其自身的質量保證和質量控制是十分重要的。這需要物理師、工程師、技師、場外技術支持人員的相互密切配合，精誠合作，才能把整個流程的質控工作做好，并且每個放療中心必須參照國內外的QA@QC標準來制定一套適合科室的完整質控體制，除此，在系統更新升級后，應該對EPID系統進行一次完整的質量保證才可供臨床使用。