放疗设备等中心回转精度的影响因素分析*

徐 锋

(泰安市肿瘤防治院，山东 泰安 271000)

随着放疗技术的发展，特别是调强治疗、适型治疗的开展，对于放疗设备的等中心精度的要求越来越高。等中心回转精度不仅代表了放疗设备的机械运行精度，而且它是确定射野及其射野特性的基本出发点，其精度高低影响放射治疗的效果，是放疗设备重要的技术性能指标之一。先就影响放疗设备机械等中心精度的因素及应对措施进行分析。

1 等中心回转误差产生原因分析

1.1放疗设备制造过程的影响

1.1.1内应力引起的变形 在放疗设备中，“C形”机架在加工中难免存在各种内应力。如果在加工终了之前没采取适当的措施去消除这些内应力的话，随着时间推移，这些内应力以后势必会通过变形释放出来。这就会影响等中心回转精度及其持久性。目前，在国际上有些高精度的大型医疗设备的精度可维持8～10年，也有不少设备其精度只能维持1～2年，其原因有的正是内应力未消除。

1.1.2“C形”机架几何变形 几何变形主要是“C形”机架由于刚度因素引起的机架变形，是因为机架在旋转过程中，由于重心变化导致弯扭矩的变形，变形最大位置是在机架处于90度、270度处。机架变形最终将影响机械等中心。

1.2放疗设备安装过程的影响

放射治疗设备在安装到医院之前，要进行机房建设，机房建设包括辐射防护和基础底面的建设要求，基地地面的建设要求一般按照放疗设备的生产厂家给定的图纸施工。以保证基础的强度及几何精度符合安装要求。其主要技术指标为：混凝土强度、厚度、抗压能力、地面的平整度及水平度。设计原则为设备安装后保证十几年不变形。这要求在机房建设时，严格按照图纸建设，否则会对设备的机械等中心精度造成很大影响。

1.3调整过程的影响

放疗设备的安装调试首先应在激光定位仪所组成的三维坐标下进行，这个三维坐标的原点应调至等中心处。因此，激光定位仪所组成的三维坐标系原点设置和坐标系本身应控制偏差。

准直器自转中心与机械等中心的重合调整；射野中心与机械等中心的重合调整；治疗床公转轴与机械等中心的重合调整；这些调整都与机械等中心精度的确定密切相关，也决定了该设备的射野特性。

2 误差分析

影响放疗设备等中心回转精度的因素很多，尽量将各个误差控制在最小范围，除了提高设备的重要零部件的加工精度和设备安装过程的精度，还得从下面四点入手：①“C形”机架几何变形引起的等中心误差占总误差的50%。②准直器自转中心的最大误差占总误差的15%。③光、射野的一致性的最大误差占总误差的15%。④治疗床的公转轴对等中心的最大误差占总误差的20%。

3 提高等中心回转精度的措施

3.1消除内应力 在加工过程中，通过对机件进行去应力退火或者震动等方式释放加工应力，减轻后续的变形。

3.2优化刚度，降低C形机架几何变形 C形机架的刚度是影响等中心精度的主要因素，而且它是无法通过调整来弥补的。因此，对放疗设备C形机架的优化刚度设计是放疗设备等中心精度设计的重要环节。

主要控制“C形”机架转至90度、270度、SAD为最大时，在C形机架和准直器自重载荷作用下所产生的弯、扭符合变形(转角、位移)。

当C形机架的承载情况、所用材料和截面积基本确定后，提高C形机架刚度的主要途径是优化设计截面积组合形状，使之抗弯、抗扭截面惯性矩为最大。

3.3正确调整 安装过程中对影响等中心精度的移动副和转动副施加合适的预紧力，保证机器的调整状态的载荷情况与实际使用情况基本一致，从而保证使用过程中的精度。

通过由正交的三个激光定位仪组成基准坐标系，坐标系原点精确定位在等中心处。尽可能使①机架的回转轴通过XOZ坐标系原点；②治疗床面纵向运动平行Y轴，横向运动平行X轴，上下运动平行Z轴，治疗床面等中心回转轴与Z轴重合；③准直器的自转中心即光野中心通过XOY轴坐标系的原点。然后才能以此三维坐标为基准，对其他各项进行调整。

放射治疗要达到精确治疗，首要解决的问题即等中心的质量控制，通过放疗设备生产厂家、安装人员、使用单位的努力，将各个影响放疗设备等中心精度的因素优化到最低，从而达到精确治疗的目的。

[1] 胡逸民.肿瘤放射物理[M].北京:原子能出版社,1999.

[2] 黄嘉华.放疗设备等中心精度分析与对策[J].上海生物医学工程,2003,24(1):10-13.

[3] 张春光,岑和庆,祁振宁,等.常规模拟定位机的日常质量保证和质量控制[J].医疗装备,2004,17(9):7-9.

[4] 胡杰,陶建民,孙光荣,等.直线加速器等中心的质量保证和质量控制[J].中国医疗器械杂志,2007,31(3):213-215.