醫(yī)科達(dá)PRECISE 直線加速器輸出劑量的長(zhǎng)期穩(wěn)定性

左宇浩，雷勝飛（通信作者），段華新，周理

湖南省人民醫(yī)院（湖南師范大學(xué)附屬第一醫(yī)院） 1 腫瘤科，2 教學(xué)部（湖南 長(zhǎng)沙 410005）

近年來(lái)，隨著直線加速器技術(shù)的迅速發(fā)展，調(diào)強(qiáng)放射治療技術(shù)在臨床上得到了廣泛的普及和應(yīng)用[1]。調(diào)強(qiáng)放射治療在提高腫瘤區(qū)域治療劑量的同時(shí)能夠有效降低周?chē)＝M織的受照劑量，達(dá)到提高腫瘤局部控制率并減少正常組織放射不良反應(yīng)的目的[2]。我國(guó)的直線加速器普遍存在超長(zhǎng)服役問(wèn)題[3]，由于長(zhǎng)時(shí)間超負(fù)荷運(yùn)行，導(dǎo)致零部件老化，故障頻發(fā)，引起輸出劑量的變化。這不僅影響臨床工作效率，還直接影響治療效果。基于精準(zhǔn)放射治療的要求，放射治療的質(zhì)量保證和質(zhì)量控制日益受到腫瘤放射治療界專(zhuān)家的重視。其中保證直線加速器輸出劑量的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性是放射治療質(zhì)量保證和質(zhì)量控制中最基礎(chǔ)的一環(huán)[4]。本研究回顧性分析湖南省人民醫(yī)院醫(yī)科達(dá)PRECISE 直線加速器的6 MV 和10 MV光子線自2016年6月至2021年5月各計(jì)240組每周的輸出劑量數(shù)據(jù)，分析該設(shè)備輸出劑量的準(zhǔn)確性及穩(wěn)定性，并對(duì)此提出相應(yīng)的質(zhì)量保證和質(zhì)量控制的方法與措施，現(xiàn)報(bào)道如下。

1 材料與方法

1.1 儀器與設(shè)備

本研究采用醫(yī)科達(dá)公司生產(chǎn)的P R E C I S E（2751）直線加速器，裝機(jī)于2013年5月份。測(cè)量設(shè)備采用IBA公司生產(chǎn)的DOSE 1（19654）劑量?jī)x、Farmer Chamber 65-G（2774）指型電離室及大小為30 cm×30 cm×30 cm的一維測(cè)量水箱。

1.2 方法

機(jī)架、治療床和多葉準(zhǔn)直器均置于0°，劑量率為600 MU/min，輸出劑量為100 MU，射野大小為10 cm×10 cm，源皮距為100 cm；將注入蒸餾水至10 cm 參考線的測(cè)量水箱水平放置于床板，再將連接劑量?jī)x的電離室置于測(cè)量水箱之中，使激光燈和水箱上的參考線重合后，鎖定治療床；在開(kāi)始測(cè)量前，對(duì)劑量?jī)x進(jìn)行通電預(yù)熱，并輸入氣壓、溫度和相應(yīng)能量X 線修正因子，加上偏壓后，對(duì)出束的加速器進(jìn)行測(cè)量，重復(fù)5次，取平均值。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

采用SPSS 22統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)兩擋能量的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析并進(jìn)行柯?tīng)柲陕宸?斯米洛夫檢驗(yàn)（K-S檢驗(yàn)），P＜0.05為非正態(tài)分布；數(shù)據(jù)圖表用Origin 軟件完成。

2 結(jié)果

2.1 波動(dòng)圖

排除6 MV和10 MV光子線各240組數(shù)據(jù)中維保后進(jìn)行校準(zhǔn)測(cè)量偏差較大（＞±3%）的6組數(shù)據(jù)，根據(jù)剩余的234組數(shù)據(jù)繪制波動(dòng)圖，見(jiàn)圖1。根據(jù)AAPM TG142報(bào)告要求，直線加速器輸出劑量的月穩(wěn)定性應(yīng)該控制在±2%范圍內(nèi)，日穩(wěn)定性控制在±3%范圍內(nèi)[5-6]。圖1中，水平虛線（1）表示月穩(wěn)定性閾值，水平虛線（2）表示日穩(wěn)定性閾值。將劑量偏差分為|Δ|≤1%、1%＜|Δ|≤2%、2%＜|Δ|＜3%、|Δ|≥3%的四組數(shù)據(jù)列表，見(jiàn)表1。

圖1 輸出劑量偏差波動(dòng)圖

表1 輸出劑量偏差

對(duì)于6 MV 光子線，按照月穩(wěn)定性要求，誤差控制在范圍內(nèi)的有217組，符合率達(dá)到93%；按照日穩(wěn)定性要求，誤差控制在范圍內(nèi)的有231組，符合率達(dá)到99%。對(duì)于10 MV 光子線，按照月穩(wěn)定性要求，誤差控制在范圍內(nèi)的有211組，符合率達(dá)到90%；按照日穩(wěn)定性要求，誤差控制在范圍內(nèi)的有230組，符合率達(dá)到98%。由圖1和表1可知，兩擋能量的劑量偏差絕大部分在±2%范圍內(nèi)波動(dòng)，符合率均在90%以上；按照±3%的日檢標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算，符合率達(dá)到98%。

2.2 概率分布直方圖

該直線加速器2016年6月至2021年5月每周輸出劑量偏差概率分布直方圖見(jiàn)圖2。概率分布直方圖清晰反映輸出劑量偏差與頻次之間的關(guān)系，配以標(biāo)準(zhǔn)的正態(tài)分布曲線，可直觀地判斷分布情況。如圖2所示，6 MV 光子線的劑量偏差≥0的有162組（占69%），＜0的有72組（占31%）；10 MV 光子線的劑量偏差≥0的有154組（占66%），＜0的有80組（占34%）。這表示大部分測(cè)量值偏大于基準(zhǔn)值，且兩擋能量的劑量偏差絕大部分集中在0附近。

圖2 輸出劑量偏差概率分布直方圖

2.3 K-S 檢驗(yàn)

根據(jù)表2，6 MV光子線的偏度為-0.8422，10 MV光子線的偏度為-0.14331，證明兩擋能量的劑量偏差數(shù)據(jù)更集中于圖2的右側(cè)，表明數(shù)據(jù)存在一定左偏；6 MV光子線的峰度為1.28056，10 MV光子線的峰度為1.11205，兩者均＞0，表明兩擋能量的劑量偏差數(shù)據(jù)分布形態(tài)陡峭，符合圖2所示數(shù)據(jù)集中于0附近。根據(jù)K-S檢驗(yàn)，6 MV光子線P值為0，10 MV光子線P值為0.000436，兩者均不符合標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布。

表2 K-S 檢驗(yàn)結(jié)果

3 討論

通過(guò)連續(xù)59個(gè)月不間斷監(jiān)測(cè)醫(yī)科達(dá)PRECISE直線加速器兩擋能量的光子線的輸出劑量，我們按照月檢標(biāo)準(zhǔn)對(duì)超出閾值的輸出劑量進(jìn)行了及時(shí)修正，保證了放射治療劑量的準(zhǔn)確性。通過(guò)監(jiān)測(cè)與數(shù)據(jù)分析，由于兩擋能量的輸出劑量偏差數(shù)據(jù)均不符合標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布，可知該直線加速器輸出劑量缺乏穩(wěn)定性，因此及時(shí)有效的人為干預(yù)校正對(duì)保證放射治療精確實(shí)施具有重大意義。

直線加速器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且具有高度的數(shù)字化及精密程度，任何一個(gè)零部件的老化或者損壞都會(huì)導(dǎo)致劑量輸出的不穩(wěn)定[7]。因此，必須提高劑量測(cè)量的頻率，在劑量偏差超過(guò)閾值之前進(jìn)行人為校準(zhǔn)，使直線加速器處于劑量相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)；另外，在人為校準(zhǔn)測(cè)量過(guò)程中也會(huì)產(chǎn)生隨機(jī)誤差，如修正因子不準(zhǔn)確會(huì)直接影響劑量測(cè)量的準(zhǔn)確性。丁靜靜等[8]認(rèn)為，要定期進(jìn)行檢測(cè)并校準(zhǔn)加速器室的溫度和氣壓，否則會(huì)因?yàn)樾Ｕ蜃诱`差影響監(jiān)測(cè)結(jié)果；羅斌等[9]發(fā)現(xiàn)，劑量?jī)x刻度加速器是放射治療劑量準(zhǔn)確傳遞的重要環(huán)節(jié)，若此環(huán)節(jié)出現(xiàn)偏差，將導(dǎo)致后續(xù)治療的患者所受劑量不準(zhǔn)確[10]，會(huì)對(duì)輸出劑量的穩(wěn)定性產(chǎn)生重大影響并導(dǎo)致局部腫瘤復(fù)發(fā)、失控甚至傷殘等嚴(yán)重后果[11]。同時(shí)，每年及時(shí)將劑量?jī)x送至擁有資質(zhì)的計(jì)量機(jī)構(gòu)進(jìn)行檢定，嚴(yán)格根據(jù)IAEA TRS277號(hào)報(bào)告修正各項(xiàng)修正因子，特別注意加速器室的溫度、氣壓和濕度，這都是消除測(cè)量誤差的關(guān)鍵。

直線加速器輸出劑量測(cè)量主要通過(guò)膠片、劑量?jī)x和小水箱等測(cè)量工具來(lái)完成，其操作復(fù)雜且比較費(fèi)時(shí)[12-14]，如果提高監(jiān)測(cè)頻率后仍采用常規(guī)測(cè)量方法勢(shì)必會(huì)影響臨床工作效率，而作為能夠檢測(cè)直線加速器基本劑量學(xué)參數(shù)的一體化集成設(shè)備——晨檢儀，能夠很好地解決這一難題[15-16]。晨檢儀主要用于直線加速器的日常質(zhì)量控制，可觀察直線加速器的幾何或劑量參數(shù)偏離基準(zhǔn)值的變化范圍[17]。胡俏俏等[18]的研究發(fā)現(xiàn)，德國(guó)PTW公司制造的LINACCHECK和QUICKCHECKWEBLINE，美國(guó)Standard Image公司制造的QABEAMCHECKERTM及美國(guó)SUN NUCLEAR公司制造的Daily QA3TM均能對(duì)直線加速器起到很好的日常檢測(cè)作用，其穩(wěn)定性和靈敏度均能滿(mǎn)足日常需求。晨檢儀不僅可以在保持臨床工作效率的前提下及時(shí)發(fā)現(xiàn)劑量的異常波動(dòng)并進(jìn)行校準(zhǔn)，還可對(duì)直線加速器的其他性能進(jìn)行檢測(cè)，從而全面維護(hù)直線加速器的穩(wěn)定性。

綜上所述，本研究中，直線加速器的輸出劑量缺乏穩(wěn)定性，但是通過(guò)人為干預(yù)，可使直線加速器的劑量偏差都處在閾值范圍之內(nèi)，保證了劑量穩(wěn)定輸出。此外，建議科室配備晨檢儀，在保持?jǐn)[位準(zhǔn)確的前提下提高輸出劑量及其他技術(shù)指標(biāo)的檢測(cè)頻率，從而可以在維持臨床工作效率的前提下保證直線加速器正常運(yùn)轉(zhuǎn)。本研究只局限于本中心的醫(yī)科達(dá)PRECISE 直線加速器，不能反映醫(yī)科達(dá)制造的其他類(lèi)型直線加速器或者其他醫(yī)院的同類(lèi)型加速器的輸出劑量穩(wěn)定性表現(xiàn)。