医用直线加速器剂量监测与控制系统的技术研究

屠波，卜羽

（内蒙古自治区人民医院，内蒙古 呼和浩特 010017）

0 引言

社会经济的快速发展，科学水平的不断提高，医疗卫生事业随之实现了快速发展。在此背景下，医疗卫生事业的科技设备不断增多，业内对医疗设备的研究也随之加强。其中，医用直线加速器剂量监测与控制系统的研究越来越多已经成为了不争的事实。从当前的针对医用直线加速器剂量监测与控制系统的研究情况来看，取得了较为显著的成果。为了对医用直线加速器剂量监测与控制系统进行更好地了解，本研究以医科达公司的型号为Precise的加速器为研究对象，对医用直线加速器剂量监测与控制系统进行全面地分析与探讨，现将研究的具体情况汇报如下。

1 电离室的基本内容阐述及其质量维护

1.1 电离室

电离室在医疗卫生机构中比较常见，是指剂量监系统的监测器件。该监测器件不同于一般的监测器件，其功能非常强大，可以转换加速器输出的脉冲辐射，使其转换成脉冲值，约为10-5A（10µA）、平均值10-8A（10µA）的微电流。纵观目前电离室的构造，其构成部分诸多，如收集极、高压极和两极之间的气体间隙、收集极等电位的保护极等[1]。电离室的能量响应比较固定，全部是监测型电离室，并且与电能趋于一种正向关系，但是并不是线性的，所以不同能量需要单独校准。

1.2 Precise机电离室

Precise机电离室总共包括6层，分为3对极板。3对极板分别为：伺服信号极、325V；325V、DOSE A极板；DOSE B极板、325V。Precise机的电离室是开放的，灵敏体积空气与大气是相连通的。由于Precise机的电离室是开放的，因而Precise机对工作环境的要求非常高，这种要求高既体现在对温度的要求上，又体现在对湿度的要求上，这就要求工作人员要为Precise机提供一个良好的环境空间，将温度和湿度控制在合理的范围内，同时做好防尘工作。

1.3 电离室质量保证与维护

对于电离室的质量保证与维护工作，应当从四个方面着手考虑。首先，对工作环境的温度和气压进行校正。其次，做好潮湿漏电工作。潮湿漏电工作对于开放式电离室而言显得尤为重要，一旦电离室潮湿，将极有可能发生漏电的情况，漏电发生后，将会使Precise机的工作受到影响[2]。

2 高压极电源监测及维护

2.1 Precise机高压极电源与监测

电源板有两种型号之分，一种是新型号，另一种是旧型号。旧型号的电源板有3快，分别是4513、390、2134，还有其他用途的两块分别在16区HTCA和72区ICCA，都带-325V直流电源，可以对输出电压进行调节，但是稳定度还不是非常够[3]。

2.2 Precise机高压极电源质量保证与维护

Precise机的三个高压极以串联的形式组合在一起，并且由同一个电源供电，因此，如果电源出现故障，无法正常供电，则Precise机也就无法正常工作，进而给电离室带来严重的影响，整个电离室的工作将全部停止。所以，对于Precise机电离室而言，一定要充分保证高压极电源的正常工作，工作人员要在平常的工作时注意对电源进行定期维护。

3 剂量通道信号的处理技巧与维护策略

3.1 剂量通道信号处理方式

Precise机中，在12区RHCA中有1通道DOS-A PCB，同时也有2通道DOS-B PCB，同时型号之间还有新、旧之分。需要注意的是，在使用1通道DOS-A PCB和2通道DOS-B PCB的时候，一定要注意使用的方式方法，切忌混合使用。DOS-A PCB信号输入端匹配150K电阻，DOS-B PCB信号输入端匹配50K电阻与1nf电阻并联，使两个电离电流脉冲信号在处理前的高度与形状基本相同。

3.2 剂量通道信号质量保证与维护

Precise机的电离室具有一定的开放性，正是因为它的开放性，存在一定的故障隐患和安全隐患，因此专门由60mV DC偏置补偿电离室漏电，这样做的目的一方面是保证剂量通道信号的质量，另一方面则是为了延长设备的使用寿命，使其最大限度地发挥出应有的价值和功能。Precise机剂量极板的形状是圆形，并且属于单片极板，其中的DOS-A极板的取样在射野中心平坦区域完成，表示的是处方剂量，DOS-B极板涵盖的范围要比DOS-A极板更大，几乎能够囊括进所有射野。需要注意的是，如果极板出现裂缝，则说明相应剂量通道信号处于不稳定状态，若这种不稳定状态一直持续的话，则反过来又说明可能有裂纹存在，有些情况下通过外观难以看到，因此要进行更换电离试验。实践应用过程中，应当注意的是极板很有可能会出现穿孔的情况，一旦出现则意味着Precise机i366会变大。

4 伺服信号处理与质量维护

4.1 伺服信号处理的一般原则和过程

Precise机的电离信号为2RG、2RT和2TA、2TB伺服导向线圈2R、2T控制电子束进入偏转系统的轴心位置，实现电子术经过靶窗中心，控制射野的对称性和平坦度。2R、2T在补偿磁场、万有引力等因素的影响之下，作用于电子束流轨迹，并对其产生不同程度的影响。在补偿磁场中的补偿与机架转角一一对应，因此就促成了机架旋转补偿表2R LUT（Lookup table）和2T LUT的形成。由此不难看出，伺服信号处理的过程并不复杂，涉及到的程序比较少。

4.2 伺服信号的质量保证与维护

Precise机的2R、2T均为位置导向，导向完成之后，并不意味着电子不需要加速，反而还需要被加速相当长的一段距离，正是因为这样才能够将LUT表引入其中。另外，在完成导向之后，并且当电子处于机架0°角时，T方向万有引力以及其他因素的影响非常小，通常可以忽略不计，因此2T采用的控制是开环控制，其作用能够有效减少机架转角时，难以生成LUT表的情况出现。

5 结语

医用直线加速器的能量特性为剂量学特性，参数为X线辐射百分深度剂量曲线的d MAX和电子辐射的电离深度，但都无直接相关的剂量学连锁项目。在本文的研究过程中，通过对Precise机剂量监测与控制系统的分析，形成了对Precise机电离室、高压极电源监测、剂量通道信号处理、伺服信号处理四个方面的全面了解，并对其质量保证与维护提出了针对性措施，从而为Precise机剂量监测与控制系统的技术研究提供了一定的参考依据。