医科达Axesse直线加速器机房设计与安装经验

周舜，田金，胥雪东，马永忠，杨瑞杰，王俊杰

1.北京大学第三医院 a.放射治疗科；b.医学工程处；c.医务处，北京 100191；2.北京市疾病防御控制中心，北京 100013

医科达Axesse直线加速器机房设计与安装经验

周舜1a，田金1b，胥雪东1c，马永忠2，杨瑞杰1a，王俊杰1a

1.北京大学第三医院 a.放射治疗科；b.医学工程处；c.医务处，北京 100191；2.北京市疾病防御控制中心，北京 100013

本文介绍了Axesse医用直线加速器的机房设计与安装经验，包括建筑设计、空调及通风、电、激光灯、急停开关、照明、防护门、六自由度床、超声定位系统、激光定位系统等，供其他单位借鉴参考。

医用直线加速器；机房设计；设备安装

医用直线加速器机房设计准备既要保障辐射安全，又要便于设备运行[1-3]，并相对有效地提高放射治疗的工作效率。加速器机房设计准备和系统安装不但涉及到放疗科、医学工程处、基建处、医务处和总务处、厂家等多科室和部门，而且涉及到土建、无线电、机械、放射物理等多个学科，并应有水、电、木、钳等工种的配合。只有各个部门和人员之间密切配合、充分沟通，才能保证工作顺利进行[4]。我院是国内安装Axesse加速器的第二家用户，本文介绍我院有关该设备的机房设计准备与安装经验。

1 机房基本设计要求及安装经验

1.1 建筑设计[1-3]

我院Axesse机房采用直型迷路设计（有用线束向迷路照射），机器G-T方向平行于迷路方向，控制室位于机器G方向墙外。机房混凝土密度要求≥2.35 t/m3，各方向等效厚度为2500 mm（A方向）、2560 mm（B方向）、1800 mm（G方向）、1000 mm（T方向）和2400 mm（天花板方向），符合有用射束和漏射在混凝土中什值层（表1～2）的估算结果[5-6]。设备安装后实际环评测量，符合辐射安全标准。机房外墙和入口门外的剂量当量率[7-8]均＜2.5 μSv/h，评价位置选择为距机房墙、顶、门口屏蔽外300 mm处。

1.2 机房工字梁要求

工字梁需水平安装在混凝土天花板上，等中心上方，垂直于机架旋转轨迹。如果计划开展全身照射，工字梁一般不安装在机房对称中心，机房工字梁距A方向4550 mm、B方向3100 mm。工字梁距等中心GT方向有效滑轨长度分别满足＞3200 mm和＞1900 mm要求。另外，工字梁安装吊葫芦和滑车后最小承重2500 kg，滑轨净空＞180 mm，宽度＞100 mm，工字梁表面必须做防锈处理。

1.3 机架及地坑基础区域要求

医科达公司场地文件中明确说明机架及地坑基础区域混凝土厚度应＞250 mm、强度＞30 MN/m2、密度≥2.35 t/m3、水泥含量≥274 kg/m3。因在地下二层，故只能按强度等级为C30的混凝土现场一次性浇筑。浇筑过程中需监督砂石水泥比例，尤其要确保地坑及机架机座区域混凝土强度。浇筑及固化过程中（最少28天），需保证基础平面对角水平误差＜ 2 mm，且地坑角钢部分不因固化过程偏移。浇筑后应立即用振动棒排除混凝土中空气，并在固化过程中不断进行物理降温，保证混凝土不因温度变化产生裂缝。若混凝土强度不够或有裂缝，机器安装后会因膨胀螺栓松动导致机器等中心偏移。设备安装前，应在固化后水泥地面上打孔取样，检测混凝土强度，建议取样后填补所留空洞。另外，混凝土地面，尤其是地坑内需上胶（漆）封尘并抹平，在安装床机座时地面不平会导致吸盘水钻无法正常工作。最终地坑深度必须控制在235 ～237 mm之间。

表 1 主射线区不同能量光子在不同材料中的什值层 （cm）

表 2 漏射线区不同能量光子在不同材料中的什值层（cm）

1.4 地沟及地沟盖板要求

机架基础地面电缆沟分为100 mm×100 mm、200 mm× 200 mm两种，穿墙电缆沟需采用U型设计（开口与墙体成45°），地沟盖板需超出地沟边缘20 mm。盖板选用6 mm铁板，穿墙口附近铁板加厚。因固定机器的螺栓孔位置固定，为避免孔位落在电缆沟上，地坑及机架基础范围内的电缆沟位置尺寸需严格按照施工图纸施工。所有电缆沟不能采用砖砌电缆沟壁，必须在浇筑混凝土地基前支模预留，保证尺寸误差＜10 mm。为方便日后穿线，在所有地沟拐角处进行圆角打磨处理，刷漆防尘。如机房有漏水隐患，可适当预留排水管道或地漏。

1.5 空调及通风要求

由于机器需安装隔断假墙，故在场地文件中明确要求隔断板前后均需1组送风口及排风口。在隔断假墙后侧，正常治疗时机器圆鼓上各子系统和接口柜散热接近5 kW，最大平均散热为4.3 kW，机架区为机器降温重点区域。按设备工作环境需要，温度要求在22～24 ℃，相对湿度30% ～70%，通风次数为10～12次/h，通风量＞85 m3/min。通风设计委托中元国际工程设计研究院设计（图1），因只采用一组恒温恒湿机空调，空调通道平行于新风通道且在同侧，于天花板处向下开口，排风通道安装在对侧，开口距地面300 mm。隔断板前后空气流动相对独立、顺畅。后因考虑风压问题，在制作隔断墙时与两隔断门下方预留百叶窗。通过调节每个风道开口的出口大小及百叶窗缝隙，调整机房内风压平衡、恒温恒湿。安装全部完毕后，应适当调整通道送排风量，保证换风量达到10～12次/h，且整个机房内风压保持正压。

图1 机房通风设计

1.6 强电要求

场地文件已分别提供加速器、治疗床、真空泵、XVI、水冷机电源要求。室内照明灯、出束警示灯、激光灯等电源都由加速器电源端子排给电。

接线时需保证接口压实，仔细标注线路名称，方便日后维修。加速器文件中强调三相电必须连接到隔离器或空气开关上，电源应尽量从医院主电源变压器直接供电，这将使电压干扰减小到最小。另外，医院应为加速器提供独立接地装置，接地电阻＜1 Ω。

考虑到临床使用方便，机房内电源插座应设计在相应设备组件旁边。比如Sentinel、Clarity系统，都各需1组220 V电源。本科治疗机房内电源覆盖所有可能用到的区域，包括验证设备电源及CCTV电源，更多电源接口方便日后取电。值得注意的是，控制室内饮水机或者其他日用电源需与加速器相关电源分别控制，防止日用设备电源跳闸导致加速器断电。

1.7 弱电要求

因机房内需安装CCTV及各模块网络接口等，在机房墙面装修结束前需预留相应穿线管道及网络接口。在治疗机房内预留CCTV穿线管道1个、网线5根，与局域网相连网络端口至少2个（Clarity、Sentinel），与控制室相连网络端口至少3个（Sentinel、Integrity、HexaPOD）。考虑日后产品升级附加设备的网络连接以及验证设备的网络连接，可适当预留相应端口或穿线管道。另外，网线规格不低于六类线，所有端口尽量与电源相邻，且避免安装在主射线方向。

1.8 激光灯要求

由于工字梁大多在等中心正上方，多数医院不需安装顶部激光灯。该机房LAP APOLLO 绿色激光灯（尺寸为239 mm×110 mm×104 mm）安装在等中心相对应的A、B及T方向墙体。考虑到激光灯自带电源长度（最长2 m），电源插座应尽量靠近激光灯。若墙体表面不平，建议将激光灯安装在平整光滑的底座上，以钢板为佳，钢板用钢钉与混凝土墙固定。为避免意外碰撞，可采用在壁龛式安装，壁龛尺寸应适当大于激光灯尺寸，方便以后维修调整。

A、B方向激光灯等中心高度约为1240 mm，T方向激光灯高度取决于对侧墙体到等中心距离及激光投影角度，一般高度建议在2400 mm。等中心到对侧墙距离4800 mm，激光灯高度为2400 mm，激光灯投影角度为60°，底座俯视最大旋转角度为45°。确保T方向激光灯在床最大高度处，有效投影覆盖常规治疗摆位区域，且激光灯有效范围强度不减弱。为避免患者自身轮廓对等中心激光投影的遮挡，对侧激光灯高度可适当提高，激光灯底座旋转角度可适当调整。

1.9 急停开关要求

治疗室及控制室内必须安装急停开关，需在设备安装前根据场地情况串联安装急停开关。急停开关不得安装在主射线区域，既要满足启动时快速中断出束，还要防止非工作人员不必要的误碰。本设备急停开关在机房安装7个，控制室安装1个，高度距离地面1600 mm。另外，急停开关需采用自锁手动恢复类型，额定功率为7.5 A、24 VAC，串联后总电阻必须＜2 Ω。开关质量问题、压线触点、接头松动都会导致电阻过大，端子排吸合器电压降变小，不能正常吸合。

1.10 隔断墙及Room2连锁要求

隔断墙可根据机器颜色及场地情况自行设计，可在设备安装前根据设备尺寸提前安装完，也可以在基础设备安装完毕后安装。如果提前安装，工字梁滑轨部分必须事先预留，不可影响滑车及吊葫芦的运行，与设备自带墙体接缝处可在安装结束后处理。该机房隔断墙在基础设备安装完毕后安装。在选材上隔断墙要满足隔音（治疗时＜64 dB）、防火、防静电要求。考虑空气流通散热，隔断墙安装材料不能覆盖任何电子设备。因设备自带隔断墙不与水泥天花板及两侧墙体相连，为保证墙体稳定，安装过程中需要钻孔或焊接龙骨。如进行此过程，需关闭设备，并用防火防尘材料覆盖，装修完毕后用吸尘器及时清理灰尘。

隔断墙上建议采用木质平开门，门开向可根据现场实际情况而定。Room2连锁需由用户2组4个行程开关组成，安装后同样要保证总电阻＜2 Ω。另外，行程开关压合角度和压合长度会影响隔断门开关识别，用户需根据实际情况决定安装位置。安装行程开关时应避免线头接地，防止短路。

1.11 室内及室外警示灯要求

警示灯用来指示加速器是否正在出束（包括kV、MV）。设备安装前确保与电源端子排相连，由端子排提供220 V交流电压。室内出束警示灯应分布在机房迷路、机房内设备间及机房内任何禁止进入的区域内，出束时保持闪烁，保证在机房内任何视角可观测到警示灯亮起。室外警示灯可与门开关警示安装在一起，警示设备正在出束。建议所有警示灯灯泡采用灯丝类型，保证通电后立即亮起。

1.12 室内照明灯及调光灯要求

除场地文件提供灯光照明方案外，用户可自行设计灯光效果方案，为治疗环境提供舒适的灯光效果（建议多组单控开关）。需要注意的是荧光照明灯不能安装在等中心轴500 mm以内，否则光线会干扰多叶准直器位置监测点的反光。调光灯既要满足激光灯摆位条件，又要满足工作人员正常操作亮度。建议迷路照明灯不与机器端子箱联动，这样能保证在关闭室内照明灯时迷路灯光充足。

1.13 防护门防碰撞及防误入要求

加速器防护门首先必须符合辐射防护要求，在临床使用中，防护门还必须具有防误入、防挤压功能。该机房采用加速器平开型防护门。根据室内外风压差，防护门可以调整到理想的运行速度，具备碰撞停止功能。但由于平开门不能在迷路门口安装激光探测设备，所以在防护门关闭过程中，依然存在非工作人员误入危险。为此，结合摄像存储器中的运动检测功能，通过把防护门行程开关相、存储器运动探测信号、外接蜂鸣报警器串联的方法，实现了迷路及治疗区内运动报警。当防护门关闭时，如果检测区域有运动物体出现，监控录像会探测到运动并发出蜂鸣报警，提示机房内有异常运动。

2 Axesse附加系统安装要求与经验

2.1 六自由度床安装建议

六自由度床（Hexa PODTM）是Axesse机型配置中的可选模块[9]。它是一种可以实现三维线性方向及摇摆、俯仰和翻转运动的新型碳纤维治疗床。除了在控制室内安装1组标准工作站外，治疗室内还需1组鼠标、键盘及显示器，安装时需考虑工作人员操作方便，并避免出现在主射线区域。另外，在等中心T方向1.6 m半径内需安装吊挂追踪系统摄像头（距地面约2.44 m）。吊装架由供应商提供，安装后需保证与混凝土天花板固定，且在外力晃动下不易松动。由于摄像头探测极其灵敏，安装时需考虑吊顶天花板与吊装架接触问题，防止在安装其他设备时移动天花板造成摄像头移动。六自由度床附带红外探测架（Reference Frame）及校准工具（Calibration Tool），用户在设计家具时应考虑两者的存放，防止其附件上红外反光球污染。

2.2 Clarity安装建议

Clarity是一款利用超声成像原理实现图像引导的放疗定位子系统[10]。Clarity超声图像引导系统在治疗机房及CT模拟机室需各安装一组跟踪系统和控制系统（两者用自带信号线相连）。本设备安装的是推车式控制系统，安装前需在机房内预留1个220 V电源及1根局域网接口。安装跟踪系统摄像头支架时，需依现场条件安装在距吊装天花板7 cm处。若吊装天花板与混凝土天花板距离过大，需焊接固定支架补充高度差。支架要求牢固，底面水平，且在外力晃动下不易松动。考虑操作方便性，建议将控制系统安装在B侧，扫描时右手持探头，背对机架。推车数据线及电源线尽量不要影响工作人员行走，存放位置远离主射线区。

2.3 Sentinel安装建议

Sentinel系统是一款利用先进的激光技术协助临床摆位，并检测治疗过程中患者运动的放疗辅助产品[11]。它由1台工作站、2台显示器及1个摄像头组成。除控制室内需安装1台远程控制的显示器外，其余部件均安装在治疗机房内。Sentinel 摄像头应安装在Clarity 摄像头G方向指定高度处，支架固定在工字梁上。若机房内工字梁偏移等中心过多需及时与安装工程师沟通。Sentinal 摄像头与工作站用自带数据线相连，两者之间不宜太远，最好＜7 m。治疗室内显示器及工作站需安装在方便操作的位置，避免主射线区域。该设备安装时将机房内Sentinal、HexaPODTM、Integrity显示器通过KVM开关集成在同1台显示器内，共用1套键盘鼠标，大大节省了空间。

3 遇到的问题

由于系统组件较多，机房设计、准备时间较长、涉及单位、部门多、人员变动等原因，在装修及安装过程中也遇到了一些问题：如安装CT机房及加速器机房Clarity摄像头时，由于房屋防护结构设计，CT机房天花板至等中心距离与加速器机房相差较大，提前准备的辅助铁架高度不符合要求。CT机房中，原定标准安装位置处有电源管道，未能及时修改，导致安装时更改了摄像头位置。建议系统（包括各个附加系统）安装前，应与厂家项目负责人、场地工程师、医院相关部门人员详细沟通，并形成书面文件，施工安装过程中定期沟通，随时检查核对。

4 小结

直线加速器机房设计、准备与系统安装是一项复杂的系统工程，期间需多次、多部门充分沟通与合作，不仅要协调好每项工作的时间顺序，还要在进行过程中定期沟通、随时检查核对，监控项目进展。在各系统、附加系统场地设计与系统安装前，需对整个系统、项目有清晰完整的把握，充分知晓相关要求及临床需求。

[1] GB/T 17827-1999,放射治疗机房设计导则[S].

[2] GBZ/T 201.1-2007,放射治疗机房的辐射屏蔽规范 第1部分:一般原则[S].

[3] GBZ/T 201.2-2011,放射治疗机房的辐射屏蔽规范 第2部分:电子直线加速器放射治疗[S].

[4] 王冬,田金,许锋.医用直线加速器的安装于质量控制[J].中国医疗设备,2013,28(8):63-65.

[5] 陈军军,吴敏.某医院电子直线加速器防护屏蔽的计算[J].中国辐射卫生,2004, 13(4):12.

[6] 裴元吉.电子直线加速器设计基础[M].北京:科学出版社,2013:82.

[7] GBZ 235-2011,放射工作人员职业健康监护技术规范[S].

[8] GBZ128-2002,医用电子直线加速器卫生防护标准[S].

[9] Salter B J,Sarkar V,Wang B,et al.Rotational IMRT delivery using a digital linear accelerator in very high dose rate 'burst mode'[J].Phys Med Biol,2011,56(7):1931-1946

[10] Mavrikakis,Mantas J,Diomidous M.The development of an information system and installation of an Internet web database for the purposes of the occupational health and safety management system[J].Stud Health Technol Inform,2007,129(1):270-274.

[11] Kang DH,Deng XW,Huang SM.Quality control for multileaf collimator leaf position accuracy using amorphous silicon electronic portal imaging devices[J]. Cancer,2009,28(7):771-774.

Experience in Control Room Design and Installation of Elekta Axesse Linear Accelerator

ZHOU Shun1a, TIAN Jin1b, XU Xue-dong1c, MA Yong-zhong2, YANG Rui-jie1a, WANG Jun-jie1a
1.a.Department of Radiotherapy; b.Department of Medical Engineering; c.Department of Medical Affairs, Peking University Third Hospital, Beijing 100191, China; 2.Beijing Center for Disease Control and Prevention, Beijing 100013, China

This paper introduces some experience in the design of control room and installation of Axesse linear accelerator, including the construction design, air conditioner, ventilation, electricity, laser lamp, emergency off, lighting, protective door, HexaPODTM, ultrasound location system, and laser location system.

medical linear accelerator; control room design; equipment installation

TL53

C

10.3969/j.issn.1674-1633.2014.10.029

1674-1633(2014)10-0087-04

2014-05-15

2014-09-09

杨瑞杰，北京大学第三医院首席物理师，副研究员，研究生导师。

通讯作者邮箱：ruijyang@yahoo.com