医用直线加速器影像系统的质量保证和应用研究

陈荣耀

（广东省农垦中心医院，广东 湛江 524002）

1 EPID的质量保证和质量控制

EPID射野影像系统是装在加速器上，与准直器相对位置，采用非晶硅探测器面板，加速器焦点到探测器距离为160cm，最大照射野为40×40cm，具有较高空间分辨率和对比分辨率。根据厂商的技术支持人员建议，需对其进行质量控制和质量保证，主要包括防碰撞连锁、探测器运动和影像质量检测和校准，QA@QC可参考医用电子仪器标准IEC 60601-1和医用电子仪器安全标准IEC 60601-2-1。

1.1 防碰撞连锁

防碰撞连锁是为了避免患者和工作人员在进行放射治疗或者物理师进行QA@QC的时候对EPID发生碰撞的装置。（1）对其防碰撞连锁检测首先应打开EPID到等中心位置，人为可控地对EPID板进行按压，直至触发连锁装置，检测机架是否可继续转动，理论应触发连锁导致机架无法转动；（2）打开EPID板，转动大机架一周，保证此过程无连锁警示；（3）验证设备按钮STOP MOTORS是否失灵，先按下按钮，机架和EPID板无法转动，再次按下按钮后可正常使用，否则需校准。

1.2 EPID运动范围检测

具体方法：将探测器置中心于加速器的激光等中心位置，使用长度大于115mm刚性标尺，使0mm处先置于AB方向上，分别记录探测器在A、B方向上移动的最大距离，其移动值应大于115mm，再把刚性标尺置于GT方向，使探测器往T方向移动，并距离其最大距离，其值应大于115mm，否则，需校准。

1.3 EPID的影像质量检测

对比分辨率（Contrast Resolution）是评价EPID图像质量重要指标之一。

检测工具：Las-Vegas模体，其由14cm×14cm大小、厚度2.18cm的铝板组成，表面有排列规则的圆孔。如图,圆孔的直径C1～C6分别为1mm、2mm、4mm、7mm、15mm大小不等，排列深度R1～R5分别为0.25cm、0.5cm、1.0cm、2.0cm和3.0cm，不同的能量和深度代表不同的EPID图像分辨率水平。

检测方法：将大机架、准直器，分别置于0°，射线能量为6M，小机头开野为15×15cm，并打开EPID板，将Las Vegas体模置于治疗床，尽量使其在等中心位置，机器出束10MU，接受并分析EPID所获得的图像。

分析方法：采取细节-对比分析法，首先，查看接受影像的圆孔的数和位置与厂家的标准图像对比。其结果应为扫描影像所示孔数应比厂家标准图像显示更多的圆孔，则表示检测通过，否则，需校准。如图1，“×”表示正常对比度可以显示的圆孔。

图1

其中，左图“×”为正常对比度显示的圆孔，右图为接受的影像显示。

2 EPID的临床应用

EPID作为一类二维剂量测量设备，因患者体位存在误差难以得到实时验证而设计。后来，随着科技发展，其作用应用越来越广泛，特别在它的剂量学特性上，例如，利用EPID获得靶区、非均匀性组织及OAR的剂量大小和范围变化等。

在每次的放疗计划被执行时，或多或少会因为激光灯系统发生错误、机架及准直器系统错误或者人为错误等原因导致射野位置和患者摆位发生误差甚至错误情况。有文献显示，头颈部放疗患者一般摆位误差在±3～±5mm，对于胸腹部则会高达±7～±15mm，这会对患者造成极大的放疗损伤，因此，在治疗时，进行位置校准，是确保高质量放疗的重要保证。使用EPID系统应用在患者的摆位及射野位置的验证，能够有效地发现误差，获得误差值，并进行人为干预校正。

射野影像系统EPID可应用在患者的摆位及射野位置的验证，包括治疗前校正射野、治疗前校正患者摆位、治疗中校正患者摆位、治疗间校正患者摆位、离线评价患者摆位、调强射野强度分布的验证，射野设计和验证，方便地用于补偿器设计及其厚度分布的验证等。另外，还可以取代胶片、电离室等测量设备，可直接测量射野半影、均整度、对称性，可用于验证射野的大小和形状。

2.1 治疗前校正患者摆位

在技术员进行计划执行前，应对患者的位置进行准确摆位，但肉眼毕竟难以精确摆位，包括看激光灯角度偏差等原因，会导致摆位发生误差或者错误，如果无法及时发现，会造成无法挽回的医疗事故，因此可以在技术员把患者主观准确摆位后，再使用射野影像系统进行图像采集，然后通过采集的图像和计划重建的DRR进行比对，确保误差在允许范围内进行治疗。

2.2 治疗间校正患者摆位

物理师在进行计划设计时，一般肿瘤靶区外扩为计划靶区PTV，其范围都采用国际通用标准，例如，头颈部肿瘤采用3mm的距离外扩，胸腹部一般是10mm左右的外扩，来修正患者在摆位时出现的误差值。而实际中，患者的摆位误差值不尽相同，存在个体差异，为解决这个问题，Yan Di提出自适应放疗的思想（asaptive radiation therapy）。例如，自首次放疗开始，每次都使用EPID采集患者的摆位影像，再传输到分析系统，去获得每次的误差值。利用前几次的数据来判断整个疗程的误差值，并进行二次计划评估，进而减少患者漏照或者多照的情况。

2.3 EPID在患者剂量验证的应用

剂量验证是指患者实际接收的剂量和计划给予的剂量是否相一致，对每个计划在执行放疗前，进行剂量验证，是确保患者是否获得准确剂量的必要手段之一。

EPID系统作为一个辐射探测器，可对其进行剂量刻度，当成剂量仪来应用，可获得射野的投射剂量分布（transmission dose distribution）或者可获得射野剂量图像(portal dose image，简称 PDI)。具体方法为，将获得的射野剂量图像传输至分析软件与传输至分析软件的计划平面剂量进行平面剂量对比分析，其平面剂量验证方法采用Gamma分析(3mm/3%)法，且计划的测量点通过率须达到95%以上。

3 结语

就当前来说，电子射野影像系统（EPID）基本都有在新型的加速器上配备，未来也会对EPID进行更多的研究和应用。作为一种常用的临床设备，其自身的质量保证和质量控制是十分重要的。这需要物理师、工程师、技师、场外技术支持人员的相互密切配合，精诚合作，才能把整个流程的质控工作做好，并且每个放疗中心必须参照国内外的QA@QC标准来制定一套适合科室的完整质控体制，除此，在系统更新升级后，应该对EPID系统进行一次完整的质量保证才可供临床使用。