浅谈医用电子直线加速器的质量保证和质量控制

陈荣耀

（广东省农垦中心医院，广东 湛江 524002）

近年来，恶性肿瘤已经越来越成为我国人民健康的主要障碍之一，在肿瘤治疗的手段中，一直都是以手术、化疗等手段为主，放疗手段在我国发展较为落后，近几年得益于放疗设备和放疗技术的长足发展，也逐渐成为治疗肿瘤的主要手段之一，越来越引起医学界的重视，放疗成为第三大肿瘤的治疗手段得到了充分的认可。医用电子直线加速器为现代的肿瘤放疗提供了重要保证。为了增加患者的治疗效果，确保肿瘤靶区得到准确照射，危及器官得到有效保护，尽可能减轻患者并发症，提高患者生活质量，医疗器械工程师必须做好医用电子加速器的质量保证（Quality Assurance，QA）和质量控制（Quality Control，QC），确保医用电子加速器能够稳定正常运行。

1 加速器的主要机械性能检测

1.1 等中心线精度检测和校准

在肿瘤治疗时，加速器机架的转动形成一条基准轴线，小机头的转动形成另一条基准轴线，两条基准轴线的交点就是加速器的等中心，所以等中心的精度至关重要。电子直线加速器的具有两个中心，一个是机械中心、一个是辐射中心。其中机械中心为机架转动、小机头转动及治疗床转动中心形成的交点。辐射中心为加速器大机架中心轴与小机头辐射野中心轴相交的点。由于加速器在长时间治疗患者后，可能会发生一定的偏差，需要参照相关的QA@QC的行业标准对两个中心进行机械精度检测和校准，确保机器治疗稳定性最佳。上面提及的两个等中心的精度检测和校准周期一般为一年检测1～2次，特殊检修、大修情况需增加检测频次。其检测的结果必须在误差允许范围内，轴线相对等中心偏差不大于2mm，等中心的偏离小于1mm。机械等中心精度小于1mm和0.5°，机架旋转轴偏移等中心位置小于或等于两毫米，准直器旋转轴对等中心偏移小于2mm。

1.2 激光定位灯精度与光野辐射野检测

在工作人员对患者进行摆位时，需要外挂的激光定位灯进行辅助，对找准患者的治疗等中心有非常重要的作用。其精确度的好坏直接决定了放疗等中心的准确度，因此确保激光等中心的偏差对肿瘤治疗的精准度具有决定性意义。医用电子直线加速器的激光灯定位系统包含三个激光定位灯，分别置于加速器的AB方向和T方向。三个定位激光灯产生三个相互垂直的面，交汇成一个激光等中心点，其半径应为1mm的球体，并且与电子加速器的机械等中心一致。因此，为确保治疗精确性，必须对激光定位灯的精准度进行定期的检测。在某些特殊情况下，肿瘤患者的摆位过程中，还需要借助灯光野指示辐射野的大小，其光野误差不能大于2mm。加速器运行一段时间后，灯光野的精度会发生变化，使患者辐射范围偏大或者偏小，引起治疗误差，甚至医疗事故发生，因此，必须定期对灯光野和辐射野的精度进行检测和校准。推荐方法为胶片法。

1.3 治疗床精度和机架、准直器旋转角精度检测

加速器的治疗床系统是加速器的重要组成部分，其作用是在患者治疗时，起到支撑患者、方便技术员进行精确摆位的作用，因此治疗床的运动精度对患者的准确治疗有着重要的意义。治疗床系统包括碳纤维床、横向和纵向运动系统、驱动床升降系统、公转系统和制动系统构成，其运动方式包括六个维度，即三个平移的AB方向、GT方向、头脚方向及三个绕AB方向、GT方向、头脚方向的旋转运动的六维治疗床。在治疗过程中，每个患者都需要借助治疗床来定位，所以频繁的承压会使治疗床的性能发生改变，物理师必须周期性地对治疗床的机械性能进行检测和校准。

无论是电子直线加速器的机架的旋转，还是准直器的旋转，在使用过程中，都会产生偏差，每个月必须进行检测和校准一次，其角误差应小于1°。其检测方法可以用气泡水平尺来检测，确保机械读数和数显读数偏差在误差范围内。

2 剂量学精度检测

射线剂量输出校准。输出剂量系统的稳定性影响因素较多，使用时间久且加速器如果每天工作运行超过12h，时间久了，束流系统就会产生较大影响，而射线剂量的准确性直接决定了患者获得的实际照射剂量，因此射线剂量输出校准具有重要的意义，而且频次建议每周一次甚至两次，并在每次加速器进行维修后进行一次检测。输出剂量校准一般使用的检测设备是剂量仪、0.6cc指形电离室和（30×30×30）cm³小水箱或者是固体水（参考文献）。依照国际辐射单位与测量委员会（ICRU）的建议，应确保照射剂量精度控制在±5%以内，且射束校准的精度应控制在2%以内。

3 加速器影像系统的质量控制

加速器电子射野影像系统主要包括EPID和CBCT影像系统，现在已经广泛应用于临床，包括治疗的摆位精度配准、误差研究以及计划的剂量的验证等。电子射野影像系应用于放射治疗后，对其质量保证显得越发重要。

3.1 PID的影像质量检测

可利用Las Vegas 模体检测法，该模体由铝材料制成，模体呈方形，表面钻有直径分别为1mm、2mm、4mm、7mm、10mm和15mm，深度为0.5mm、1.0mm、2.0mm、3.2mm和4.8mm的孔，其意义表示一定的空间分辨率和对比度。把LasVegas模体放在射野下，采集图像，条件：将Las Vegas模体置于治疗床表面，SSD为100cm，将加速器大机架转到0º，照射野大小12cm×12cm，加速器设定跳数为100MU，采用细节-对比分析方法来分析的对比分辨率。检测周期为每月一次。

3.2 CBCT的影像质量检测

CBCT的影像质量好坏直接影响放射治疗的定位精准度，患者在进行每次治疗前行CBCT扫描，将获取的冠状面、矢状面、横断面图像与定位时CT的影像进行自动配准，获得摆位误差。因此，CBCT的影像质量对放疗摆位的精准性有着重要的参考意义。

可使用厂家配套的Catphan604系列模体进行检测，将模体按等中心位置摆放治疗床，行CBCT扫描（扫描参数：125Kvp/80mA/25ms，KVS:100，0，KVD:-50,0,0，将全挡滤线器放于KVS 下进行扫描）。模体不同区域代表不同的功能和参数，所扫描的图像可分析出CBCT的各项质量参数：（1）体模内Air,PMP,LDE-P,Polystyrene,Acrylic,Delin,Tefl on 的组织材料进行值测量可获取不同组织材料HU值，并对其结果进行比较分析；（2）找到影像显示圆盘的层面，找到最低对比度及圆盘最小那个，来分析低对比度分辨率是否异常；（3）查看图像显示出线条的层面，分析模体中21组线条，肉眼所见为多少条，再与基准值进行分析比较，判断出空间分辨率是否异常。要注意，在不同的扫描条件下，参考的基准值是不一样的。

4 结语

医用电子直线加速器的质量保证是加速器进行有效放射治疗的必要工作，必须对该项工作的意义具有充分的认识，不可存在侥幸心理，必须按规定和指南进行全项目的周期性日检、周检、月检和年检。上文主要列举了包括加速器的部分机械性能检测和校准、部分输出剂量系统的校准和影像方面的质控等，除此还有加速器的保养、加速器的环境管理、X射线中心轴剂量稳定性、电子线中心轴剂量稳定性、X射线平坦度稳定性、电子线平坦度稳定性、X线和电子线的对称性等质控问题。作为一名医疗器械工程师，必须懂得加速器的全项目检测方法、检测意义，更主要的是应该遵循指南进行对加速器的QA@QC。