医用电子直线加速器照射野的日常质量保证

【作 者】张国峰，唐焱，撒英，马爱芳

克拉玛依市中心医院血液肿瘤科，新疆，克拉玛依，834000

三维适形放疗技术已逐渐成为肿瘤放疗的一种常规治疗手段，而调强适形放射治疗(IMRT)和图像引导放射治疗(IGRT)等精确放疗技术也正被广泛地推广应用。为了确保精确放疗的成功实施，必须要有严格的临床和物理技术方面的质量控制。照射野是剂量学的主要研究对象之一，也是治疗计划设计和放射治疗的基本元素，其特性的检验是物理技术质量控制的重要方面。新测量工具和测量方法研究与应用，使原本繁琐的质控工作变得更加精确和高效，二维空气电离室矩阵正在被用于加速器的日常质控工作[1]，取得了令人满意的效果。

我院自2009年11月16日使用三维适形放疗技术治疗第一位肿瘤患者以来，截止2011年4月11日，共进行放疗2225人次，照射野累计达12542个。数量如此之大的照射野，其偏差的累积效应是不容忽视的，因此我们结合本科室现有条件，规定必须对照射野进行日常校验。本文回顾性地分析了从2009年11月28日至2011年4月8日所积累的照射野相关参数的日常检测数据,并总结了它们的变化规律，为今后放疗的长期质量控制提供了依据。

1 材料与方法

1.1 一般材料

2009年11月28日至2011年4月8日加速器输出剂量、光野一致性、射野平坦度及对称性偏差的日常测量数据，加速器的日常使用维护与维修记录。

1.2 仪器设备

Varian21EX直线加速器，sun nuclear公司的二维电离室矩阵Daily QA3(主要由13个电离室和12个半导体探测器测量矩阵组成)，IBA公司的DOS1剂量仪及配套的指型电离室，三维水箱，慢感光胶片。

1.3 方法

放疗前，借助激光定位灯和水平尺，水平摆放二维电离室矩阵Daily QA3于加速器治疗床上，并对准照射野中心和投影十字线，按要求调整加速器照射参数，检查无误后进行患者放疗。使用计算机及专用软件对测量数据进行实时采集，对比实际偏差与质量控制所允许的偏差[2]。表1给出了照射野特性有关项目的允许精度和检查频数。记录分析超标数据，找出偏差过大的原因，必要时使用DOSE1和三维水箱在物理模式下进行绝对剂量的校准。每月用慢感光胶片测量灯光野与照射野的符合性，与Daily QA3的日常检测数据进行对比分析。只有当规定的参数符合质控标准时，方可进行放疗。最后保存数据并记录发生问题的原因、解决方法和结果等。

表1 照射野特性允许精度和检查频数Tab.1 The precision and frequencies of linac radiation fi eld

2 结果

汇总电子直线加速器Varian 21EX，自2009年11月28日至2011年4月8日，各档能量射线照射野的轴向输出剂量、光野一致性(灯光野与照射野的符合性)、射野平坦度和对称性，与预设标准值的偏差相比。得到照射野有关参数量(或相对偏差量)随时间变化的趋势图。下面详细说明常用的6MeV X线和6MeV 电子线的变化规律，其他各档能量射线情况类似。

2.1 6MeV X线输出照射野(25 mm×25 mm)的轴向输出剂量、光野一致性(选取一个方向)、射野平坦度和对称性的量值与预设标准值的偏差的变化趋势，分别见图1中的(a) 、(b)、(c)、(d)所示。

从图1(a)可知，X线输出射野的轴向剂量基本保持稳定，约有90%的剂量漂移落在±2%的偏差范围以内。在2009年6月14日，由于晨检时前两次测量结果均超标，即实际输出剂量漂移2.45＞2%，但第三次达标。我们查看了以往的剂量漂移走势，上升明显，决定用对机器重新测量刻度。用DOSE1和三维水箱测量的输出剂量偏差为0.98%，经调整后的偏差为-0.43%。因此我们从图1(a)可以看到在2009年6月14日剂量偏移量有一个明显的下降，之后又保持平稳态势。图1(b)所示，光野一致性的偏移量全年稳定保持在±0.5 mm以内，小于规定的要求±2 mm。图1(c)、(d)表明射野平坦度和对称性全年均保持稳定在±1%，小于规定的要求±3%。

2.2 6MeV 电子线输出照射野(25 mm×25 mm)的轴向输出剂量、光野一致性(选取一个方向)、射野平坦度和对称性的量值与预设标准值的偏差的变化趋势，分别见图2中的(a)、(b)、(c)、(d)所示。

图1 6MeV X线输出照射野特性相关参数的变化趋势Fig. 1 The trend of the parameter of 6MeV X- ray radiation fi eld

从图2 (a)可知，电子线输出射野的轴向剂量呈逐渐上升趋势，但依然有90%的剂量漂移落在±1%的偏差范围以内。如图2 (b)所示，光野一致性的偏移量，除2010年2月13日一天外，全年稳定保持在±0.5 mm以内，小于规定的要求±2 mm。2010年2月13日晨检时，由于电子限光筒未安装原配的铅框，致使实际照射野面积超过预设标准值，测量结果准确地反应了操作失误。图2 (c)、(d)表明电子线的射野平坦度和对称性全年基本稳定保持在±1%，小于规定的要求±3%。经过近一年的检测，对加速器输出射野特性有了准确了解后，从2010年10月1日开始，我们有针对性地减少了检测频度，每日只对当天要用于治疗的各档射线进行检测。因此，比较图1和图2可以看出，图2(a)、(b)、(c)、(d)存在数据断点，即当天未使用6MeV电子线进行放疗。

图2 6MeV 电子线输出照射野特性相关参数的变化趋势Fig. 2 The trend of the parameter of 6MeV electron radiation fi eld

3 讨论

通过对2.1和2.2节的分析，可知我科使用的Varian21EX电子直线加速器输出照射野特性总体上是比较稳定的：光野一致性全年稳定保持在±0.5 mm；射野平坦度及对称性全年稳定保持在±1%；X线和电子线的轴向输出剂量均随着时间的增加逐渐增大，但电子线增大的趋势大于X线。结合国内外加速器质控标准，我们制定了符合本科室情况的输出照射野特性的检查频数：每天用Daily QA3检测当天要用于治疗的各档射线输出照射野有关项目参数；每月用DOS1和三维水箱进行绝对剂量和射线质检验，三个月到半年刻度一次；每半年用慢感光胶片测量一次灯光野和照射野的符合性。

要保证放射治疗的效果和安全，就必须对治疗机的特性进行定期检测和校准。本科室治疗机特性的检测和校准频度该如何确定，频度过高会增加不必要的成本，频度过低就无法保证放疗质量。日常的QA检查不仅可以发现和纠正设备在使用过程的老化、磨损和漂移等造成的误差，而且通过总结日检数据，还可以修正系统误差[3]，确定定期检测和校准的频度，有针对性的对某些项目进行维护。通过对长期输出照射野特性的日检记录的分析，我们对加速器的照射野特性有了全面准确的了解，从而可以对加速器照射野特性的众多性能参数进行针对性的检查和校准。

[1] 于得全, 高宏, 邵秋菊, 等. 二维电离室矩阵在加速器日常质量保证中的应用与研究[J]. 中国医学物理学杂志, 2010, 27(4): 1973-1975.

[2] 胡逸民. 肿瘤放射物理学[M]. 第一版. 北京: 原子能出版社, 1999[3] 邓小武. 放射治疗的物理质量控制与质量保证[J].中国肿瘤,2008, 17(8): 660-664.