淺談醫科達Infinity 直線加速器的性能測試與維護

蔡丹婷，鄭超

（南方醫科大學珠江醫院，廣東 廣州 510280）

直線加速器是腫瘤放射治療過程中所使用的大型設備，由于目前主流的直線加速器仍為進口品牌，價格昂貴，因此大部分醫院都在超年限使用，導致故障發生率較高。根據AAPM 報告201 推薦測試的項目，對我科的醫科達Infinity 直線加速器突出進行維護治療質量的測試。測試的項目主要包括直線加速器機械性能的精度測試及其附件的精度測試；另外，也針對直線加速器輸出劑量的穩定性進行測試，以及維護直線加速器的擺位驗證系統、恒溫系統和治療床的運動系統。

1 直線加速器機械性能的精度測試

（1）等中心。保證劑量等中心與直線加速器等中心一致和穩定是治療劑量學精度的關鍵。將機架角度和準直器均旋轉為0°，源皮距SSD 調為100cm，射野打開至10×10cm。放置一張坐標紙于治療床上，將坐標紙中心與光野十字線對齊，緩慢旋轉準直器，觀察光野十字線與坐標紙中心的重合情況。

（2）光距尺。機頭懸掛經過校準的長度為100cm的指針，調整治療床高度，直至指針觸碰床面，觀察指針實際讀數與光距尺讀數的偏差。

（3）鄔門。打開射野至10×10cm，光野十字線與坐標紙中心對齊，觀察光野投影位置與坐標紙對應位置關系。擴大射野重復以上操作。在實際測試中，出現誤差不在允許范圍內的情況。

原因分析及解決方法：光野投影存在誤差代表鄔門的運動存在誤差。檢查鄔門X1、X2 以及Y1、Y2 是否有損壞，清潔鄔門各自的剎車后重新測量，誤差即在允許范圍內。

（4）激光燈。將轉動面板工具置于治療床床面，天花板激光燈對準轉動面板的膠片槽，分別旋轉機架至90°和270°，觀察光野十字線與轉動面板上的十字線的重合情況。在實際測試中，出現兩者的重合情況不在允許范圍內的偏差。

原因分析及解決辦法：先讓激光燈打在白紙上，觀察到兩側激光燈基本重合，即用水平儀檢查轉動面板工具是否放置水平，觀察到水平儀氣泡并不處于居中位置。調整轉動面板上的旋鈕直至水平儀氣泡處于居中位，說明此時轉動面板工具已放置水平。重新觀察光野十字線與轉動面板上十字線的重合情況，此時基本重合。

（5）治療床。坐標紙重新置于治療床面并對齊中心。準備一把鋼尺，豎直平放于坐標紙上。激光燈對準某一刻度作為初始值，將治療床分別向S 和L 移動，觀察激光燈是否與對應刻度重合。再將鋼尺橫向放置，激光燈對準某一刻度，向L 和R 方向移動治療床，觀察激光燈是否與對應刻度重合。撤走坐標紙，將檢測治療床到位精度工具置于床面，使兩側激光燈對準工具上的十字線。將治療床向P 方向移動10cm，觀察激光燈與工具上十字線的重合情況；當治療床向A 方向移動，激光燈打不到檢測工具上，所以準備一把鋼尺垂直固定于治療床邊，治療床向A 方向移動時，可觀察激光燈與鋼尺上刻度的重合情況。

（6）機架旋轉同心度。機架旋轉一周，其等中心偏差應該保持在半徑為1mm 的球體內。打開光野至10×10cm 大小，將參考指針針尖置于光野十字線中心處，坐標紙豎直放于針尖后方。緩慢旋轉機架。觀察針尖的投影位置與光野十字線的中心的距離。

（7）治療床旋轉同心度。撤走參考指針，將坐標紙置于治療床面，使光野十字線中心投影對準坐標紙十字中心，在坐標紙上標記當前光野十字線的位置，分別旋轉治療床至90°、180°以及270°，觀察光野十字線與坐標紙十字中心的偏差。

（8）機架、準直器、治療床旋轉角度指示的準確性。將機架角度分別旋轉至0°、90°、180°和270°，水平儀緊貼基準面測量，觀察對應氣泡是否處于居中位置。將準直器角度分別旋轉至0°、90°、180°和270°，將水平儀緊貼基準面測量，觀察對應氣泡是否處于居中位置。利用水平儀將機架調至水平后，在治療床上放一張坐標紙，打開10×10cm 大小的光野，進退治療床，調整治療床角度，使光野十字線中心在坐標紙的投影始終在一條直線上。將治療床角度分別旋轉至45°、90°、270°和315°附近，直至光野十字線與坐標紙十字線對齊，觀察記錄實際角度。

2 直線加速器附件的精度測試

大劑量分割治療往往涉及電子束限光筒的使用，因此，附件的精度測試主要針對電子束限光筒。直線加速器控制面板進入維修模式，將不同型號的限光筒依次插入治療機頭，查看是否固定；轉動機架，觀察每個限光筒是否會碰撞治療床；最后檢查每個型號限光筒能否被識別，聯鎖設置是否正常。

3 直線加速器輸出劑量穩定性測試

（1）驗證水箱測試：直線加速器輸出劑量穩定性的測試需要驗證水箱以及經國家計量科學研究院校準過的劑量驗證儀。按照檢測規范放置水箱，小心插入電離室，將機架以及準直器旋轉至0°，光野打開至10×10cm。驗證不同能量下，輸出劑量是否在國家計量科學研究院允許的誤差范圍內。驗證的能量級別應該由高到低。直線加速器控制面板進入維修模式，劑量率選擇600Mu/min，輸出100Mu。

驗證10MV 下的輸出劑量：擺位驗證水箱，兩側激光燈對準10cm 刻度，向驗證水箱注水至水面指示于10.2cm，因電離室厚度為2cm。接著電離室連接劑量驗證儀，開啟驗證儀。在光子線模式下，多次輸出100Mu的射線，待驗證儀指數穩定，讀取指數，考慮大氣壓以及各項設備的校準因子，已經計算好100MV 能量下的系數，將系數與驗證儀穩定的指數相乘，得到一個結果。獲得的結果與100Mu 的差值應小于1%。得到的結果存在不在誤差允許范圍內的情況。

原因分析及解決方法：根據得到的結果，在控制面板的Dose Reference Calculator 欄目里，根據Seg Mu1 和2 的讀數，手動輸入直線加速器的輸出劑量和測量劑量。調整完畢后，重新進行輸出劑量的測試，輸出結果即穩定在允許的誤差范圍內。

驗證6MV 下的輸出劑量：緩慢打開驗證水箱水龍頭，直至水面降至5.2cm 刻度處，兩側激光燈對準5cm 刻度處。重復驗證10MV 下輸出劑量的步驟，獲得結果。

驗證12MeV 下的輸出劑量：驗證8mev 能量上的電子線，驗證水箱水面應該處于2.2cm 刻度處。因此，打開驗證水箱水龍頭，直至水面處于2.2cm 刻度處。激光燈對準2cm 刻度處。切換至電子線模式，多次輸出100Mu 的射線，待驗證儀指數穩定，讀取指數。同樣將驗證儀穩定的讀數與計算好的系數相乘，獲得結果。

驗證9MeV 下的輸出劑量：重復輸出100Mu 射線，將驗證儀穩定的讀數與對應的系數相乘，得到結果。

驗證6MeV 下的輸出劑量：打開驗證水箱水龍頭，直至水面處于1.2cm 刻度處。激光燈對準1cm 刻度處，重復輸出100Mu 射線，將驗證儀穩定的讀數與對應的系數相乘，得到結果。

（2）晨檢儀驗證測試。驗證儀最終穩定的指數作為晨檢儀的標準，日常檢測中就用晨檢儀來驗證直線加速器輸出劑量的穩定性。將機架以及準直器旋轉至0°，光野打開至10×10cm。將IBA daily 電離室放置于治療床面，并對齊兩側以及天花板三個方向的激光燈。連接電離室與配備的軟件。直線加速器控制面板進入維修模式，劑量率選擇600Mu/min，輸出100Mu，觀察輸出結果，包括直線加速器的離軸比一致性，劑量輸出的一致性以及能量的一致性。在實際測試中，往往需要多次輸出100Mu，檢測到的結果才在允許的誤差范圍內。多次暴露于電離輻射下會導致電離室的損壞，進而導致檢測結果不準確。

原因分析及解決方法：考慮到最近是春季及雨季，天氣溫暖潮濕，注意到治療室內溫濕度指示表顯示濕度溫度均偏高。降低治療室內冷氣溫度，并增加一臺抽濕機。待室內溫濕度恢復適宜，重新測量，輸出劑量結果即在允許誤差范圍內。

另外，當醫科達工程師對直線加速器進行檢修，并且更換零件，如更換直線加速器球管燈絲，更換靶驅動，更換過濾器濾芯等，則需要在治療前檢測直線加速器劑量輸出的穩定性，測試結果在允許的誤差范圍內，方可進行治療。但經工程師檢修后的測試結果往往誤差較大。解決方法與水箱驗證測試不合格相同。

4 直線加速器擺位驗證系統的維護

由于大部分患者進行放射治療次數長達20 甚至30次，保證每次治療的擺位精度也是對治療質量的維護。在日常治療中，當治療師按照模擬定位時的標記對患者完成擺位后，在治療前會用直線加速的擺位驗證系統為患者進行一個CBCT(Cone Beam CT)的掃描，此時，應該通過監控觀察機架臂圍繞患者旋轉一周是否會發生碰撞，確保治療過程的安全性。然后，將CBCT 圖像與模擬定位時的圖像融合，主治醫生觀察兩副圖像在矢狀位，冠狀位以及橫斷位的重合情況，頭頸部腫瘤三個方向誤差在±2mm 內，胸腹部腫瘤三個方向誤差需在±3mm 內，方可進行治療。在實際治療過程中，出現無法加載掃描的CBCT 圖像的情況，造成患者在治療床上等待時間長甚至無法完成治療。

原因分析及解決方法：重復加載CBCT 圖像，還是未能加載成功。由于存儲患者CBCT圖像的硬盤空間有限，我們會定期把治療結束的患者的CBCT 圖像從硬盤拷出，再拷入專門存儲CBCT 圖像的移動硬盤并按時間分類排列。治療前患者CBCT 圖像加載失敗可能是因為該患者之前在我院做過放射治療，其CBCT 圖像已被拷出。將該患者圖像重新拷回，并重新加載患者CBCT 圖像，圖像加載成功。

5 直線加速器恒溫系統的維護

由于直線加速器一般都是每日連續工作10h 余，球管長時間處于高速運轉中。除了直線加速器自帶的冷卻系統快速冷卻球管，日常保證治療室處于適宜溫度也尤其重要。夏季室外溫度高，輸出劑量測試結果異常的頻率也隨之增加，因此，要保證治療室的冷氣供應；但去年以來，晨檢發現冬季輸出劑量的測試結果異常頻率有升高趨勢。

原因分析及解決方法：由于在治療過程中部分患者需要脫去上衣，冬季氣溫低加上部分患者身體弱，治療過程中體感溫度低下的抱怨增加。于是，在治療室為患者配備暖風機，雖提高了患者的舒適度，卻不利于直線加速器球管的冷卻，不僅降低球管壽命，也破壞了直線加速器劑量輸出的穩定性。遂撤去暖風機，與患者說明情況。觀察接下來幾周的測試結果，劑量輸出趨于穩定且在允許的誤差范圍內。

6 直線加速器治療床運動系統的維護

治療床每日高頻率地向6 個方向移動，難免會出現治療床卡頓的現象，導致擺位不精確甚至治療中斷。

原因分析和解決方法：考慮到治療床滑動槽位置隱蔽，清理難度大，容易積攢頭發、灰塵等。灰塵長期堆積導致滑動槽卡頓，影響治療床到位精度，甚至導致治療床無法移動。定期對滑動槽進行除塵，預防治療床的故障。

7 結語

本文介紹了對我科醫科達Infinity 直線加速器進行的性能測試項目以及測試過程中遇到的問題及解決辦法，也對日常治療中直線加速器治療床出現的故障進行了排除。為了保證放射治療劑量學的精準性和穩定性以及治療過程的安全性，需要對直線加速器的機械性能和劑量輸出進行定期的檢測。同時，加強日常對直線加速器的維護，如保證治療室溫濕度適宜，定期清理治療床滑動槽，及時檢查患者擺位驗證圖像是否保存在系統中等，避免治療的中斷，提高治療的穩定性。