核通数字化模拟定位机机械精度的质量保证及维护

胡俊，李益坤，刘海，杭霞瑜，何建军，孙向东(通信作者)

东部战区总医院秦淮医疗区放疗科 (江苏南京 210002)

核通数字化模拟定位机是专门用于放射治疗模拟定位的装置，是放射治疗中必不可少的专用设备[1]，其将X线诊断部件和具有外照射治疗机相关运动功能的机械部件组合在一起，用以确保模拟定位体位与治疗体位的一致性。在模拟验证前，定位技师需对模拟定位机进行功能检查和校准，主要通过激光线对定位中心、移动参数确定靶区和重要器官的运动范围，比较模拟定位影像和治疗方案的相关性和差异性，进一步验证射野中心和照射区域的方位[2]；并通过设置的摆位参考标记，确定治疗中心及照射野大小，从而为技师摆位提供依据[3]。全数字化模拟定位机在误差测量和控制方面具有其独特的优势，可为更改和调整治疗计划提供参考依据[4]。由于模拟验证的精确度直接影响患者的治疗效果，故临床应定期对模拟定位机进行质量控制[5]。本研究旨在通过对核通数字化模拟定位机的日常检测，分析误差数值及频率，及时对偏差进行校准，以确保临床放射治疗的质量，现报道如下。

1 材料与方法

1.1 设备与检测仪器

设备包括荷兰核通数字化模拟定位机、LAP激光定位灯、直尺、坐标纸、水平仪、自制十字坐标测量板、等中心校验仪、温度计、气压表、托盘架测量卷尺等。直尺最小分度值≤1 mm；水平仪标称分度值为0.02 mm/m；温度计测量范围0～40 ℃，最小分度值≤0.5 ℃；气压表测量范围70～110 kPa，最小分度值≤0.1 kPa；环境相对湿度为35%～70%(无冷凝)。

1.2 检测方法

1.2.1定位激光灯精度

(1)天花板激光灯检测方法：将机器设定成0°位，将1张坐标纸放于治疗床上，调节源皮距(source skin distance,SSD)为100 cm，读档天花板激光灯竖线与十字线竖线偏离的距离，同时观测两者的平行情况；调节SSD为80 cm，采集激光灯偏离信息，同方向所测数值差值需确保在±2 mm内。(2)水平激光灯检测方法：将机器设置为0°位，将0.5 cm铅丝放置在等中心位置，手持1张硬半透明坐标纸，垂直准直器轴线平移至等中心位置，读取激光灯十字线在横、竖方向偏离光野十字线的距离，并观察横、竖方向十字线的平行度，允许误差±2 mm，此方法可确定激光灯是否发生漂移、旋转。若发现激光灯超过允许误差范围，工程师需按以下步骤及时进行调整：打开激光灯按两下Select键，然后按下数字功能键1，按Move上下移动左右方向，按数字功能键1退出。

1.2.2光学距离指示器示值

将机架、准直器置于0°位，焦轴距分别设置为80、100、120 cm，依次打开灯光野、光学距离指示器，通过操控准直器机臂达到焦轴距设置数值，垂直拉下托盘架测量卷尺与等中心十字相交读取数值与读取光学距离指示器(optical distance indicator，ODI)数值比较，得出偏差值，超过标准进行校正(图1)，允许误差±2 mm。

图1 光学距离指示器读取ODI数值与托盘架测量卷尺读取数值比较

1.2.3光野与射野的一致性

用水平仪确认机架处于0°位，准直器分别旋转至0°、90°、315°，将坐标纸水平放在模拟定位床上，使坐标纸中心与灯光野十字线的中心重合，定位床升至等中心位置，在坐标纸上用0.5 cm铅丝围成10 cm×10 cm的射野，手动调节遮线器形成10 cm×10 cm、15 cm×15 cm、20 cm×20 cm的照射野，通过操控准直器机臂达到焦轴距为80、100 cm。透视条件采用40 kV、2.0 mA，比较实际光野尺寸与射野“井”形界定线(铅丝)射野指示值的差异(图2)，允许误差±2 mm。

图2 0.5 cm铅丝围成10 cm×10 cm射野的一致性(CA 0°和CA 315°)

1.2.4机架与准直器旋转角度指示值

机架旋转角度指示信息偏差通过水平仪对机架进行相应标定，具体包括0°、90°、180°、270°，并依次读取机架为0°、90°、180°、270°时显示器上显示的数值与水平仪测定机械数值进行比较，允许误差±1.0°。准直器旋转角度指示值误差：将准直器调整为0°，将机架角度旋转至270°水平位，将定位床升至等中心高度焦轴距达100 cm，将水平仪沿定位床纵轴方向放置于床面上且调至水平；调整准直器角度使射野上边界或十字线与水平仪端面平行，此时准直器角度应为0°，读取记录数字示值，再将机架调至0°，定位床面放置坐标纸并与十字线对准，将准直器顺时针、逆时针方向分别旋转至十字线与坐标纸再次对准，记录数值(图3)，允许误差±1.0°。

图3 机架与准直器旋转角度指示(CA 0°和GA 90°)

1.2.5准直器旋转等中心精度

将机架置于0°垂直位，准直器置于0°位，将胶片平置于治疗床面并升至等中心高度，准直器开一长狭缝，在0°～180°间选择3～5个角度间隔对胶片曝光，观察胶片等中心情况，允许误差±1.0°。

1.2.6机架旋转等中心精度

在治疗床前端正中位放置一针形物，使针尖探出床头边缘5 cm左右并位于等中心位置，通过机架旋转过程中十字线与针尖投影是否重合判断位置的精确性；将胶片竖直放置于治疗床面，准直器光阑开一狭缝，机架旋转至0°、45°、90°、315°等位置时对胶片曝光，并观察胶片等中心情况，允许误差±1.0°。

1.2.7治疗床旋转等中心精度

将机架置于0°垂直位，准直器置于0°位，将治疗床面调至等中心高度，床面放置坐标纸，旋转治疗床并观察光野十字线的位置；也可在治疗床前端正中位置放一针形物，使针尖探出床前端边缘5 cm左右并位于等中心位置，安装机械前指针，旋转治疗床并观察前指针与针尖位置的偏差，允许误差直径±2 mm。

1.2.8机架、准直器以及治疗床旋转轴在等中心区域的重合

将机架置于0°垂直位，准直器置于0°位，将等中心校验仪置于治疗床上，用水平仪调整其水平度，将治疗床平移，促使等中心校验设备的指针处于照射光野的中心轴位置，并将机架调节为90°，升高治疗床使等中心校验设备的指针处于照射光野的中心轴位置，根据以下流程操作，同时详细记录具体参数，确保各个指标的精度误差处于2 mm或0.5°内。(1)机架呈0°，且准置器呈90°时，等中心校验设备的指针尖和光野中心误差；机架呈0°，且准置器呈270°时，等中心校验设备的指针尖和光野中心误差。(2)准直器呈0°，且机架呈90°时，等中心校验设备的指针尖和光野中心误差；准直器呈0°，机架呈270°时，等中心校验设备的指针尖和光野中心误差。(3)机架与准直器均呈0°，治疗床呈90°时，等中心校验设备的指针尖和光野中心误差；机架与准直器均呈0°，治疗床呈270°时，等中心校验设备的指针尖和光野中心误差。

1.2.9机械等中心和辐射等中心的统一性

将机架置于0°垂直位，准直器置于0°位，将胶片粘贴于一块固体模体上，使之位于机架旋转中心轴轨迹平面内，胶片中心尽量接近机架旋转轴，用细针在胶片上旋转轴位置扎孔，然后用另一块固体模体夹持稳定胶片。准直器调至最小，在多个影像不重叠的机架角度下曝光，观察影像中心轴交点与扎针点的偏差，允许误差直径±2 mm。

1.3 模拟定位机的常规维护

模拟定位机常规维护项目包括：严格按照模拟定位机操作规程开关机，在规定时间内进行球管预热等；定期检查控制台和定位床急停开关及防护门联锁是否处于正常状态；检查用于切换激光灯和日光灯的控制键，查看是否存在失灵现象，判断继电器是否存在松动或故障；射野灯灯泡长期使用老化，需及时更换射野灯灯泡，并复核光射野的一致性[6]；定期对模拟定位机及计算机主机进行除尘，以保证机器的正常运转；定期对模拟验证数据及影像资料进行备份和删除，以提高计算机运行效率，保障资料的安全性；定期检测治疗床的横向、纵向及垂直运动的精度；数字化影像系统工作站与放疗计划系统无网络连接时进行射野验证[7]；射野图像输出按钮不可用，按照核通数字化模拟定位机操作手册规范化操作；定期检查模拟定位机射野参数预置功能，确保模拟定位机高压控制台应与数字化影像系统工作站单元正常连接；定期测试影像增强器和准直器的防碰撞功能是否处于正常状态[8]；定期掀开模拟定位机房地沟盖板检查信号传输连接接口是否牢固。

2 结果

激光定位灯精度最大误差值4 mm，误差>2 mm的次数18次，误差频率7.5%；光学距离指示器示值最大误差值3 mm，误差>2 mm的次数2次，误差频率0.83%；光野与射野的一致性最大误差值2.3 mm，误差>2 mm的次数1次，误差频率0.04%；机架与准直器旋转角度指示值最大误差值1.2°，误差>1.0°的次数1次，误差频率8.3%；准直器旋转等中心精度最大误差值1.9 mm；机架旋转等中心精度最大误差值1.7°；治疗床旋转等中心精度最大误差值1.8 mm；准直器、机架和治疗床旋转轴在等中心处的重合性最大误差值1.5 mm；辐射等中心与机械等中心的一致性最大误差值1.0 mm，见表1。

表1 模拟定位机质量控制检测结果

3 讨论

放射治疗设备的准确度和精确度是确保患者治疗效果及安全的关键。20世纪90年代，中华医学会放射肿瘤治疗学会就对国内放疗技术的应用提出质控要求[9]。国内外对放疗设备的性能技术指标控制比较严格，推荐标准与生产厂家检验标准相比，要求所有误差均比其小于1/2以上[10]。根据美国医学物理学家联合会(American Association of Physicists in Medicine,AAPM)TG40号报告内容对其规范日检、月检及年检等进行质量管控，并定期对管控的项目、流程、误差数据及校准标准予以检验；检测结果显示光野与射野的检测误差频率低，体现了其机械同步性良好，能保护射野外的正常组织免受射线损伤。核通数字化模拟定位机焦点一致性符合质量保证要求，ODI、定位激光灯项目，误差频数较高，工程师应及时对设备进行校准，达标后该设备才能应用于临床[11]。

设备的日常维护也是一项十分重要的工作，对提高设备的利用率、延长设备的使用寿命等至关重要。模拟定位机对工作环境要求较高，室温需控制在18～21 ℃，超出控制范围将影响其稳定程度；相对湿度需保持在35%～70%，若湿度过大，则高压元件会由于水分渗透而引起短路，同时还会造成导线锈蚀，导致电路接触不良或断线现象。此外，还需确保稳定的供电电源，若线路电压不稳定，则可能会缩短机器主要元件的使用期限，甚至会导致电源与电路板被烧坏。在整个质量保证和质量控制过程中，需重视设备的预防维修，包括设备防潮、防鼠、防电力干扰、防尘、防不同电路板与高压部件不良接触等，对设备相关档案进行完整记录，完善的技术资料及软件能够帮助维修人员充分提升自主维修的效率和质量，减少对厂家的依赖性，同时有助于维修人员更加精准地判断和排查故障问题，提升维修效果，且有利于减少模拟定位机故障发生风险，缩短停机时间，提升医疗设备的使用期限，确保对患者准确、无误的模拟验证。

综上所述，核通数字化模拟定位机具有较好的物理性能，可满足患者的日常模拟体位验证工作，但参数中定位激光灯精度误差超标频次较多，ODI、机架与准直器旋转角度指示2项具有较高的误差率，在临床应用过程中应根据检测结果及时对设备进行维护，以确保定位精度，提高对患者的救治效率。