VARIAN23EX医用电子直线加速器主要物理性能的测试和质量保证

陈远贵，徐本华，黄妙云，李小波

(福建医科大学附属协和医院 放疗科，福建福州350000)

随着肿瘤放射治疗的发展，新技术和新设备的临床应用，尤其是三维适形和调强放疗的日益广泛应用，对于放射治疗的质量保证(QA)和质量控制(QC)的要求也逐渐提高，而放疗设备质量保证是最基础、最关键的环节。放疗设备的质量保证主要是对设备的功能执行特征的连续评估，这些功能执行特征根本影响着设备几何学的精度和被用于患者剂量学的精度。我院于2013年引进了当今世界上最先进的医用电子直线加速器VARIAN23EX，为保证VARIAN23EX医用电子直线加速器符合临床使用要求，我们按照国家标准、设备验收手册等对设备进行主要物理性能的测试和质量保证。

1 实验材料

1.1 设备

VARIAN23EX医用电子直线加速器，该设备有能量X线2档：6MV和15MV；电子线6档：4, 6, 9，12，15和18MeV。配有60对多叶光栅和电子影像射野系统(EPID)。源轴距100cm，等中心处最大射野40×40cm。

1.2 测试工具

PTW UNIDOS E型剂量仪，PTW 30013 0.6cc指形电离室；WELLHOFER三维辐射野扫描水箱；30×30×30cm标准水模体；柯达X线慢感光胶片。

2 测试内容、方法和结果

2.1 等中心精度

2.1.1准直器等中心精度

方法：机架角度(IEC)0°，升床使床面接近等中心位置，准直器上面的铅门开至最大，下面准直器关至最小(0.3cm)，平放一张带包装纸的X线慢感光胶片于床面。分别在准直器0°、45°、315°和270°，给予6MVX射线50MU照射剂量，冲洗胶片。

结果：胶片上呈现出“米”字线，并相交于半径r≤1.0mm的圆内，说明准直器旋转引起的辐射轴相对等中心的偏移≤1.0mm，符合国家标准≤2.0mm。

2.1.2机架等中心的测试

方法：准直器和治疗床均位于(IEC)0°，升床使床面接近等中心位置，准直器上面的铅门开至最大，下面准直器关至最小(0.3cm)，与床面垂直放一张带包装纸的X线慢感光胶片。分别在准直器0°、45°、315°和270°，给予6MVX射线50MU照射剂量，冲洗胶片。

结果：胶片上呈现出“米”字线，并相交于半径r≤1.0mm的圆内，说明机架旋转引起的辐射轴相对等中心的偏移≤1.0mm，符合国家标准≤2.0mm。

2.2 灯光野和照射野的一致性

方法：机架和准直器均位于(IEC)0°，升床使源皮距(SSD)为100cm，射野大小为30×30cm，平放一张带包装纸的X线慢感光胶片于床面，打开灯光野，用针在灯光野四角扎上小孔，并盖上一层建成厚度的固体模体材料。给予6MV的X射线50MU照射剂量。冲洗胶片，将射野内50%等剂量线和胶片上四个小孔相比较。用同一方法重复15MV的X射线。

结果：6MV和15MV实际照射野与灯光野各边偏差均小于1.5mm，符合国家标准≤2.0mm。

2.3 辐射质的测定

2.3.1X射线辐射质的测定

方法：机架和准直器均位于(IEC)0°，射野大小为10×10cm，SSD=100cm，三维水箱内的电离室沿射野中心轴扫描，找出剂量最大点(Dmax)的水下深度和水下10cm的百分深度剂量。

结果：6MVX射线：Dmax的深度偏差0.08cm，符合验收手册≤0.15cm。PDD10cm偏差0.7%，符合验收手册≤1%。15MVX射线：Dmax的深度偏差0.07cm，符合验收手册≤0.15cm。PDD10cm偏差0.9%，符合验收手册≤1%。(详见表1)

2.3.2电子线辐射质的测定

方法：机架和准直器均位于(IEC)0°，射野大小为15×15cm，SSD=100cm，三维水箱内的电离室沿射野中心轴扫描，找出80%剂量深度、50%剂量深度和30%剂量深度。

结果：各挡电子线80%剂量深度、50%剂量深度的偏差均符合验收手册的≤0.07cm、≤0.1cm的标准，30%剂量深度实测结果也满足验收手册标准(详见表2)。

2.4 射野的平坦度、对称性和半影宽度

2.4.1方法：利用WELLHOFER三维水箱扫描系统，射野10×10cm和射野40×40cm，探头位于等中心处，在水下10cm深度处，分别沿中心轴的横向和径向进行扫描。

结果：国家标准X射线射野平坦度≤6%，对称性≤3%，半影≤8mm。从表3中可以看出6MV和15MV射线射野的平坦度、对称性和半影宽度符合国标。

2.4.2电子线射野的平坦度、对称性和半影宽度

方法：利用WELLHOFER三维水箱扫描系统，射野10×10cm和射野25×25cm，SSD=100cm，测量深度：4MeV为0.6cm；6MeV和HDTSe(高剂量率全身皮肤电子照射)为1.0cm；9MeV为1.4cm；12MeV为2.0cm；15MeV为2.6cm；18MeV为3.0cm；分别沿中心轴的横向和径向进行扫描。

结果：国家标准规定，4MeV的射野平坦度≤7%，对称性≤3%；其它能量的电子线平坦度≤5%。<10MeV电子线，半影宽度为10mm～12mm；>10MeV电子线半影宽度为8mm～10mm。从表4可以看出各档电子线射野的平坦度、对称性和半影宽度符合国标。

2.5 中心轴上吸收剂量的短期重复性的测试

方法：机架和准直器均位于(IEC)0°，源皮距(SSD)为100cm，X线射野大小为10×10cm，电子线射野大小为15×15cm，剂量率为300MU/min,给予200MU的照射量，X线测量深度为10cm,电子线测量深度:4MeV为1 cm，其它均为2cm。每档能量测量五次。根据公式S=求出变异系数S。

结果：国家规定中心轴上吸收剂量的短期重复性变异系数S<0.7%。从表中可以看出各档能量中心轴上吸收剂量的短期重复性均符合国家标准。

2.6 剂量率准确度测试

方法：能量取15MVX射线和18MeV电子线，剂量率预设为300MU/min，照射量设为500MU，时间设为1分钟。机架和准直器均位于(IEC)0°，源皮距(SSD)为100cm，X线射野大小为10×10cm，电子线射野大小为15×15cm，测量深度均为Dmax点。

结果：15MVX射线剂量率实测结果为302.5 MU/min，与预设的300 MU/min偏差0.83%；18MeV电子线的剂量率实测为302.2MU/min，偏差0.73%。均符合设备验收手册规定剂量率准确度偏差≤3%的要求。

表2 电子线80%剂量深度、50%剂量深度和30%剂量深度

3 讨论

放射肿瘤学的基本原则是尽可能给予肿瘤区域足够的治疗剂量，同时降低周围正常组织和危及器官的受照剂量，以提高肿瘤的局部控制率，减少正常组织的放射并发症。为达到此目的，首先放疗设备的各项机械性能和物理性能必需有足过的精度。而三维适形和调强等精确放疗技术的飞速发展，对放疗设备的物理性能和参数要求更高，对放疗质量保证(QA)和质量控制(QC)要求更高。由于放射治疗设备的定位与输出剂量的准确性和稳定性，将直接影响到放射治疗的剂量分布的准确度，从而影响疗效。因此依据相关标准，我院对新安装的Varian23EX医用直线加速器的主要物理性能进行了测试。测试结果表明，各项物理性能指标均达到国家标准和厂家验收手册标准，可以用于临床使用。

医用直线加速器是一项大型精密设备，在运行过程中，由于机械磨损，电子元件的损坏，设备的老化，环境因素等原因，使各项机械性能和物理性能的精度产生一定的误差，所以必需定期对设备进行质量检查。AAPM和国家有关部门对此制定了相关标准，规定了质量保证的项目、频率和允许误差值。如果所测结果误差超出标准，需要找出原因，于之调整，使之符合相关标准，方可投入临床使用。

医用直线加速器的安装调试是一个漫长而繁顼的过程，对于放疗临床医生、放疗物理师和放疗技师都是一个很好的学习锻炼机会，从理性认识提升到感性认识，特别是放疗物理师和工程师更应该珍惜，最好能全程跟随。医用直线加速器在安装和投入使用前必须对其进行安装验收测试和临床认可检验，这些测试和检验包括机器的电气、机械安全、辐射安全、机械精度、剂量学特性等。我院以国家标准为基础，参考Varian厂家的提供的验收手册，以及一些单位的测试资料，根据本单位的实际情况，还考虑到将要开展的放射治疗技术。在保证检测方法科学性和准确性的基础上，对加速器的主要物理性能进行测试，减少了物理师的工作量，提高了工作效率，简便实用。

表1 X射线剂量最大点(Dmax)的水下深度和水下10cm的百分深度剂量

表3 X射线射野的平坦度、对称性和半影宽度

表4 X射线射野的平坦度、对称性和半影宽度

表5 中心轴上吸收剂量的短期重复性测量值

[参考文献]

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