防止等中心治疗床发生碰撞的研究

张莉，戴靖，蔡维洵，温志祥

1.解放军第458医院 放疗中心，广东广州 510602 ；2.中山大学附属肿瘤医院 放疗科，广东 广州 510060

防止等中心治疗床发生碰撞的研究

张莉1，戴靖2，蔡维洵2，温志祥2

1.解放军第458医院 放疗中心，广东广州 510602 ；2.中山大学附属肿瘤医院 放疗科，广东 广州 510060

目的 通过对放疗设备臂架旋转角度及治疗床升降高度等有关因素进行测量及计算，得出两者碰撞的相关条件，避免因操作不慎导致机器治疗头与治疗床发生碰撞，损坏昂贵的机器，甚至导致人员伤亡。方法 系统选择共面照射，治疗床及臂架在零位状态向下运动，治疗床空载，坐标系统用IEC-61217。在治疗机上测量验证与各种床的厚、宽相对应的床碰撞高度和碰撞臂角度。结果 在床两侧外底角触及下旋的治疗头时，其床面高度值及Ⅱ、Ⅲ象限臂架角度就是要求证的碰撞床高和碰撞臂角。结论 本研究碰撞参数公式对其他类型治疗机同样可以使用，但须注意其适用条件。

等中心治疗床；治疗机；放射治疗

临床放射治疗、体外远距离照射治疗采用的技术有等距离治疗技术及等中心治疗技术[1-2]两大类，旋转治疗[3]也属于等中心治疗技术之列。由于等中心治疗技术固定性好，可数字化重复摆位，治疗精确度高[4]，使得等中心治疗技术应用于临床治疗非常广泛。

等中心治疗时，治疗机常以光栏口或挡块托架底部到等中心点的距离为半径，作圆周运动，可根据需求选择不同臂架角度进行治疗；而治疗床要在此圆周内或圆周下运动，通过移床或升降床对准靶区中心点。因此，机器治疗头与治疗床就有碰撞机会，若操作不慎就会发生碰撞，损坏昂贵的机器，更严重的会机毁人亡[5]！故有必要对臂架旋转角度及治疗床升降高度及两者的相互关系等因素进行探讨研究。

1 材料与方法

本文研究的系统是共面照射，治疗床及臂架在运动状态下有发生碰撞的可能性。假定治疗床空载，坐标系统用IEC-61217[6-7]。以数学方法推导床两侧外底角触及下旋的治疗头时的其床面高度值及Ⅱ、Ⅲ象限（90～180°、180～270°）臂架角度范围内的碰撞高H和碰撞臂架角α。

1.1 机器的几何条件

（1）瓦里安直线加速器（Precise，Elekta公司）治疗床的截面图及几何参数值，见图1。

图1 治疗床截面图及几何参数

该床有3种床厚及床宽，且床扶杠可卸除，床摇臂可内旋置床底中部。

当装上扶杠：床宽=58cm、床厚=5.5cm。

当卸除扶杠：床宽=54cm、床厚=9cm。

当卸除扶杠，摇臂内收：床宽=50cm、床厚=3cm。

（2）加速器等中心治疗示意图及治疗机架和机头的几何结构，见图2。T1是放射源，O是等中心点，T1O=SAD=100cm。T1G是源位的束轴。以光栏口最底点至等中心点距离为半径、等中心点为圆心作圆，圆与光栏之切点是A点，AO=45cm，设AO为R2，此圆为R2圆。以挡块托架底部至等中心点的距离为半径，等中心点为圆心作圆，圆与托架底部之切点是B点，BO=31cm，设BO为R1，此圆为R1圆。图2中，矩形p'q'C'E'是治疗床，OD'是床厚，设OD'=d。OF是床面下降高度，已设为H，OD是床下降H时，等中心点至床底距为H'。p'q'或C'E'是床宽，把它设定为L，p'q'=C'E'=L。

图2 加速器等中心治疗示意图及治疗机架和机头的几何结构

1.2 碰撞参数公式推导

根据以上几何条件，经数学推导(过程省略)可得以下公式:

（1）碰撞床面高度值公式：

（2）碰撞床底高度值公式：

（3）碰撞臂架角度公式：

d、L、R定义同前，α式中的加号为第Ⅲ象限碰撞臂架角，减号为第Ⅱ象限碰撞臂架角。

2 碰撞条件计算结果

（1）当加速器装上挡块托架时，R1=31cm，治疗床于0位状态垂直下降在Ⅱ、Ⅲ象限与治疗头发生碰撞的相关条件值，见表1。由（1）～（3）公式求得不同床宽厚的碰撞高度值，臂架在αⅡ、αⅢ象限的碰撞角度。（2）当加速器卸除挡块托架R2=45cm时，上述碰撞参数条件，见表2。

表1 治疗机头与治疗床发生碰撞的几何参数条件（有挡块托架时）

表2 治疗机头与治疗床发生碰撞的几何参数条件（无挡块托架时）

（3）实际测量验证：在治疗机上经实际测量验证，在R1=31cm，R2=45cm两种条件下，表1～2中的各种床厚、宽相对应的床碰撞高度和碰撞臂角度，在机器上得到相同的印证。

3 讨论

（1）由实测得知：d×L=3×50（cm2），H<15.33cm或H'<18.33cm，对应Ⅱ、Ⅲ象限臂架顺旋至180°时，不会在126.25°碰撞。反之则会出现碰撞，就需向对侧移床避让。

（2）H'值随L值增大而减少，成反比，如图2中的C、E两碰撞点也随之向上抬高，靠近等中心水平面。当R=31cm时，H值随床宽增加而减少，成反比；当R=45cm时，H值并遵循反比的规律，如当L=54cm、H=27cm，与L=58cm、H=28.5cm时，L=54cm的H值反而

（3）表1～2的最小治疗床宽L=50cm，H'床底高均为最大值，可下旋角度α亦然。由此可见，在日常治疗工作中，如果床宽可变化，应用最小值，提高臂架旋向Ⅱ、Ⅲ象限的通过性[9]，会使摆位治疗操作更安全。

（4） 图2中R1圆 的R1=31cm，R2圆 的R2=45cm。R2-R1=45-31=14（cm）。R2圆和R1圆同床宽的床高之比：L=50cm时，37.42/18.33=2.04（倍）；L=54cm时，36/15.23=2.36（倍）；L=58cm时，34/10.95=3.10（倍）。其比值均>2，可见R2=45cm时，治疗头在治疗床周围旋转360°其通过性最好，安全性最高。即表2中d×L=9×54cm2时，H=27cm。在胸腹肿瘤的放射治疗中，常用真空袋加以固定体位，仰卧位时，其H值会因真空袋的厚度而增加，但日常胸腹肿瘤治疗H值在25cm以内，故H=27cm是可满足常规治疗需要的。由此可见R值越大，其床的机动性越好，安全性越高。当R2=45cm时，应用多叶光栅（MLC）静、动态技术的多角度照射或旋转治疗技术都可实现，另外有防撞环的保护就更安全。

（5）碰撞参数公式对其他类型治疗机同样可以使用，但须注意其适用条件：① 共面照射[10]。② 治疗床在零位状态作垂直下降。③ 治疗床空载。

（6）研究H或H'、α值时必须注意：① 治疗床是否有弯曲和变形。② 治疗床负载时，产生的弯曲变化程度。③ 有变形的治疗床，碰撞会提前发生。

（7）H值或H'、α值的意义：① H值或H'值代表当治疗床下降至该值，治疗头通过时，就会有碰撞发生。②α值代表第Ⅱ、Ⅲ象限发生碰撞的臂架角度。③ H值或H'、α值不是安全值，它们是危险值。④ 治疗床下降高度小于H值时，治疗头应可通过第Ⅱ、Ⅲ象限。治疗床下降值≥H值时，就会碰撞，就需注意床的避让。⑤α值是Ⅱ、Ⅲ象限碰撞角度，当治疗床两边是金属结构时，α值也是遮挡射线通过的角度，以此α值入射，会导致无效治疗，应注意。特别是制定放疗计划时，要注意避免遮挡的发生。

4 结束语

等中心放疗机是昂贵的医疗设备，需小心使用，安全操作不容忽视。经上述探讨可知：治疗头和治疗床的碰撞与R值、床宽、床边厚度有关。当R值一定时，床宽小，床边薄其安全通过性就高。床越宽、越厚就越危险，治疗头的通过性就差。

在放疗工作中，各单位可根据不同的治疗机参数修改表1～2，得到各机器的碰撞条件，使治疗计划的制定和执行中避免碰撞。

放疗摆位工作中，直线加速器即使有防撞环，但它设置在光栏口附近，当装上挡块托架做常规放疗时，防撞环固定于托架上方而失去保护作用，需特别注意避免碰撞事故发生[11]，否则后果严重。要灵活使用设备，有碰撞危险，就要注意移床避让。

[1] 刘丕福,钟毓斌.等中心放射治疗技术[J].中日友好医院学报,1988,(2):111-114.

[2] 杨友瑛,郑涛.等中心技术的基本概念与摆位技术[J].中国现代医生,2008,(1):109.

[3] 马传钟.旋转放射治疗机等中心校验技术[J].医疗装备,1997, (5):7-9.

[4] 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,(1):10-13.

[5] 张峰.肿瘤放疗实施过程质控措施[J].医药产业资讯,2006, (7):77.

[6] 国际电工委员会.IEC60601-2-1,医疗电气设备-第2-1部分:1-50MeV范围内医用电子加速器安全的特殊要求[S].伦敦:1981.

[7] 国际电工委员会.IEC61217,放射治疗设备-坐标系、移动和标度[S].伦敦:1996.

[8] 李军,张西志,汪步海,等.探讨瓦里安加速器治疗床对放射治疗剂量的影响[J].生物医学工程与临床,2009,(2):131-133.

[9] 罗绮丽.直线加速器的日常保养和质保检测[J].中国医学装备, 2009,(9):58-59.

[10] 张中柱.中国肿瘤放疗设备的进步——中国医用加速器发展三十年纪[J].中国医学装备,2009,(2):1-8.

[11] 杨树强,邓大平.医用电子直线加速器放射治疗质量控制[J].中国辐射卫生,2009,(1):115-116.

A Study on Prevention of Isocenter Treatment Bed Collision

ZHANG Li1, DAI Jing2, CAI Wei-xun2, WEN Zhi-xiang2
1.Radiology Oncology Department, The PLA 458 Hospital, Guangzhou Guangdong 510602, China; 2.Radiation Oncology Department, Sun Yatsen University Cancer, Guangzhou Guangdong 510060, China

Objective To avoid careless operations that may lead to machine head and bed collision and even casualsties by measureing and calculating the rotation angle of the gantry and bed height and other relevant conditions that may lead to collision. Methods Coplanar irradiation, bed and gantry move downward in zero state, bed empty loaded, coordinate system IEC-61217 is used. Results Once any sides of the bed touches the downward circumgyrating gantry, the bed height value and Ⅱ, Ⅲ quadrant gantry angle is the required collision high and gantry angle. Conclusion The parameter in the formula of this study is available for other treatment devices, but the condition should be suitable.

isocenter bed; therapy apparatus; radiotherapy

R815.6

A

10.3969/j.issn.1674-1633.2012.02.004

1674-1633(2012)02-0019-03

2011-08-08

2011-09-01

作者邮箱：zhangli458hos@163.com