近年来随着肿瘤放射治疗工作的迅速发展, 利用计算机技术将图像三维重建与放射治疗三维定位结合起来, 通过相应的治疗计划软件, 形成了适用于人体头部的立体定向放射外科技术即三维适形放疗系统, 这就要求放疗设备性能必须随时处于最佳状态, 达到“三维”治疗的精度。因此, 除了法定卫生防护部门年度指令性检测以外, 必须由医院物理人员作定期自主测试, 特别是当前设备的稳定性及长期稳定性下降、设备大修后以及设备故障刚排除时, 更应增加自主检测频率以确保放射治疗质量。现结合使用单位人员和测量设备的实际状况, 对医用直线加速器主要性能参数的控制方法简要介绍如下。

1 测量仪器及条件

测量采用标准水模, 所使用的剂量仪、气温气压计须经国家计量部门校准, 按照国家标准^[1]的要求或在医院常规使用条件下进行。

2 测量项目及评价标准方法^[2] 2.1 机械性能指标检测项目及方法

检测前必须检查并确保治疗床基座、治疗床旋转角度、回旋臂旋转角度、准直器旋转角度都归位于0°。

2.1.1 准直器中心轴指示中心位置偏差

打开模拟定位灯, 将治疗床位置调整在SAD=100 cm处, 治疗床上放置一张刻度标示不大于1 mm的坐标纸, 将“十”字线投影点选定为中心点, 分别最大限度地转动准直器角度, 记录准直器“十”字线投影与所选定坐标纸中心参考点间的距离。

2.1.2 治疗机同中心的检测

用两块方形铅挡块重叠置于床面, 两挡块间压一根直径小于0.5 mm的细直钢丝, 并使钢丝一端伸出足够长。钢丝顶端与光野“十”字中心重合, 并平分“十”字线夹角。调整治疗床高度, 使钢丝水平高度位于治疗机设计的SAD高度。旋转治疗机回旋臂, 记录各个角度下钢丝顶点投影与“十”字线中心点的距离, 并进行校正。

2.1.3 标尺灯指示偏差的检测

校正2.1.2的偏差后将回旋臂角度复零, 此时钢丝高度即为该机设计SAD高度, 钢线顶点与光野“十”字中心重合处应为标尺灯所指示的设计SAD=100 cm距离, 其偏差即为标尺灯指示偏差。同时再测定总标尺为120、80 cm处的实际距离, 并加以校正。

2.1.4 激光定位偏差

继2.1.3之后, 此时钢丝水平高度即治疗机设计SAD高度, 记录激光定位X、Y、Z轴线水平线与钢丝及钢丝顶点的距离, 并进行校准。

2.1.5 辐射野的光野指示

① 在慢感光X射线胶片上放一块带坐标的检测铜板于SSD=100 cm处, 打开模拟定位灯使“十”字中心对准坐标中心, 调整光野为10 cm×10 cm。选择合适条件曝光, 洗片后可知射野实际大小与显示误差。②利用均匀场测试结果(见2.2.1)。

2.1.6 辐射野的数字指示

在机架和限束系统的旋转角度范围内, 对每档标称能量, 在正常治疗距离(设计SAD)处, 测量两主轴上辐射野(以50 %吸收剂量线表示)的实际尺寸与治疗机数字指示之间的偏差。50 %吸收剂量线由2.2.1测试结果确定。

2.1.7 治疗床的位移精度(横向、纵向、升降)测试

用刻度不大于1.0 mm的直尺进行位移测量, 实测值与显示数值比较, 若超标则运行机器校正程序, 调整位置读出电位器直至显示数值与实测值相符。

2.2 治疗状态下检测项目及方法 2.2.1 除2.1的内容外还要做到以下步骤

使用标称能量、电离室置于治疗机设计SAD高度, 电离室中心位于射束中心, 电离室纵轴垂直于有用线束入射方向, 电离室上下放置与各标称能量所需相应厚度的有机玻璃板, 作照射野为10 cm×10 cm的均匀场测试。在距射野中心四个方向3 cm至7 cm之间分别等距离测量9个点(即间隔5 mm)以及中心点, 并由此确定辐射野的均整区域。将测量结果在分辨刻度不大于1 mm的坐标纸上作图, 横轴为测量位置, 纵轴为测量值(包括前后、左右两个坐标系), 以备下述指标使用。

2.2.2 输出量的重复性

对X射线辐射和电子辐射, 在正常治疗距离处, 预选200cGy, 进行10次照射, 计算剂量监测计数值与吸收剂量测量值之比的变异系数S。

式中: R_i为第i次测量所得到的剂量监测计数值与吸收剂量测量值之比; R为n次测量的平均值, 为测量次数, n为10次。

2.2.3

高剂量照射后的稳定性对X射线辐射和电子辐射, 设备以最大吸收剂量率连续开机运行30 min, 运行前后各进行5次200cGy的辐照, 前后两次测得的均值分别记为R₁和R₂, (R₂-R₁)/R₁即为高剂量照射后的稳定性误差值。

2.2.4 日稳定性

对X射线辐射和电子辐射, 以常用的吸收剂量率进行400cGy的照射, 接着停止10 min, 按此周期运行8 h, 运行前后各进行5次200cGy的辐照, 分别测出两次的均值R₁和R₂, 计算出日稳定性误差(R₂-R₁)/R₁。

2.2.5 周稳定性

对X射线辐射和电子辐射, 连续5 d, 在设备至少待机30 min间隔后, 开机进入准备状态时立即进行测量(至少5次), 5 d内测得的最大均值与最小均值之差和5 d全部测量值的均值进行比较。

2.2.6 辐射野的均整度测试

辐射野内任意一点的最大吸收剂量与辐射野均整区域内任意一点的最小吸收剂量(均为不大于1 cm²面积内的平均值)进行比较。对10 cm×10 cm标准野均整区域内的最小吸收剂量点取距中心点4 cm处前、后、左、右4点, 中心点剂量分别与它们相除, 以商最大的一个值作为辐射野的均整度。

2.2.7 辐射野的对称性测试

根据2.2.1的结果计算均整区域内对称于辐射束轴的任意两点的吸收剂量(为不大于1 cm²面积内的平均值)之比。对10 cm×10 cm标准野取均整区域边界(4 cm处)前、后、左、右4点, 选择前/后和左/右其中商值较大的一个作为辐射野的对称性。

2.2.8 灯光野与照射野边界偏差

根据2.2.1的绘图结果, 以横轴上50 %吸收剂量点的投影位置与5cm处进行比较。

2.2.9 辐射野的半影区宽度

根据2.2.1的绘图结果, 计算80%吸收剂量点与20%吸收剂量点在横轴上的投影之间的距离。

2.3 临床剂量校准测试

① 除2.1和2.2.1规定的内容外还要做到以下步骤:将标准测试水模置于治疗床上并保持水平, 采用10 cm×10 cm标准野, 将电离室插入水模中的电离室插孔, 水模表面置于SSD=100 cm高度, 电离室中心位于射束中心, 预置100cGy进行测量, 测量之前水模及电离室须经过室温平衡, 对测量值须经气温、气压、仪器刻度系数(C_f)及测量值传递因子校正。②理论值的确定:通过百分深度剂量、射线在空气中的传递因子, 校正输出剂量并统一剂量单位。③利用实测值与理论值的差值同实测值之比来确定预置剂量与实测值的偏差(≤±1.0 %)。若超标则调整机器跳数, 直到在标准的范围内为止。

3 结论

为保证医用直线加速器的治疗质量, 必须做好机器的常规维护工作, 主要包括以下几个方面: ①每天开机后检查门机、灯机联锁、急停、电视监控对讲装置、相关机械定位精度指标(2.1.1-2.1.7)。②定期(每周一次)测试出束状态下相关性能指标(2.2.1-2.2.8), 对某些偏差较大的指标加以调试, 使其达到相关国家标准要求^[2]。③由于大气压力和温度、湿度变化影响加速器自身电离室对输出剂量的监控, 导致自身电离室检测到的剂量数值出现偏差, 至少每周由物理人员采用经刻度后的剂量仪按照2.3的方法进行1次剂量校准, 以确保有用线束输出剂量的准确性。