伽玛刀是一种融现代计算机技术、立体定向技术和现代核物理技术于一体的精确放射治疗设备, 它将多束伽玛射线几何聚集, 集中照射在病灶上, 一次性、致死性地摧毁肿瘤等病变细胞。这一技术对脑膜瘤、脑垂体瘤等颅内疾病及肺癌、肝癌等多种实体肿瘤具有令人满意的疗效。

2003年, SGS-Ⅰ型立体定向伽玛射线全身治疗系统研制成功, 它将已有的各类伽玛立体定向放疗装置的治疗范围和功能合而为一体, 成为一台既可进行脑部疾病治疗又可进行体部肿瘤治疗的新型伽玛立体定向治疗装置, 因此称为“超级伽玛刀”。

1 超级伽玛刀介绍

该系统由⁶⁰Co放射源、射源装置、屏蔽罐、三维治疗床、定位装置、电气控制系统和治疗计划系统等组成。采用扇形聚焦回转照射原理, 将18个⁶⁰Co放射源呈扇形分布, 通过准直器形成18个细小射束并聚焦于焦点上。治疗时, 射线围绕过焦点的等中心轴进行回转拉弧照射。初装源活度为1.998×10¹⁴ Bq, 有用射线平均能量为1.25 MeV。共有4组准直器, 直径分别为15 mm、25 mm、40 mm和55 mm, 依次称为1~4号。

2 检测仪器和设备

TW30006电离室, TW31006电离室, UNIDOS剂量仪, 直径100 mm有机玻璃球模, 直径160 mm有机玻璃球模, 直径260mm有机玻璃球模, 焦点测量棒和固定支架, MD 55胶片, KODAK X-Omat V胶片及配套设备。

3 检测项目和方法

由于超级伽玛刀同时具有头部伽玛刀和体部伽玛刀的功能, 因此其检测项目比普通的伽玛刀要多而复杂, 检测时要特别注意每个检测项目的测量条件。同时它又不属于远距离治疗设备^[1], 国家尚没出台相关的标准和检测规范, 因此只能根据企业标准并参考现有的相关标准进行检测^[1~4]。

3.1 焦点剂量率

首先将直径100 mm球模通过固定支架安装在定位治疗床上, 使其球模中心位于焦点位置。并将电离室(带平衡帽)插入球模, 使用直径55 mm准直器照射, 求焦点处50 mm深度的水吸收剂量率^[5]。

3.2 机械定位基准中心与聚焦射野中心偏差

在定位床上用固定支架将焦点测量棒安装在已知的机械定位基准位置, 分别装MD55水平片和垂直定位片。使用直径15 mm准直器照射。用指针穿过暗盒的中心孔在胶片上扎入标记点, 胶片经扫描和胶片处理软件, 求出三个方向的偏差值, 最后合成求得总偏差值。

3.3 头部靶点定位精度

直径160 mm有机玻璃球模与定位床上头部中心的固定底座连接进行CT定位扫描, 设计治疗计划, 在胶片暗盒中装入胶片, 并插入球模内, 照射和处理过程与3.2相同。照射过程重复5次, 取5次偏差值的平均值作为头部靶心位置与照射野中心的偏差, 取5次偏差值的(最大值-最小值)/2得出头部靶点重复定位精度。

3.4 体部靶点定位精度

除使用直径260 mm有机玻璃球模外, 其余与3.3相同。

3.5 辐射野半影

将直径260 mm有机玻璃球模与三维治疗床上的固定支架连接, 使球模中心位于焦点中心, 把装有KODAK胶片的暗盒插入球模中, 每组准直器分别用0°静止照射XZ平面上的剂量场片, 胶片经处理、扫描并用刻度曲线校准, 得出焦点剂量场分布、半影。

3.6 辐射野半高宽

将直径260 mm有机玻璃球模与三维治疗床上的固定支架连接, 使球模中心位于焦点中心, 把装有KODAK胶片的暗盒插入球模中, 每组准直器分别360°旋转照射XZ和YZ平面上的剂量场片, 胶片经处理、扫描并用刻度曲线校准, 得出焦点剂量场辐射野半高宽。

3.7 头部单靶点的剂量精度

将直径160 mm有机玻璃球模和固定底座, 进行CT定位扫描、并作剂量规划, 将电离室插入球模中心(1、2号准直器必须使用TW31006电离室), 使用不同准直器进行照射, 测量剂量并转换为水吸收剂量^[5]。

3.8 体部单靶点的剂量精度

方法同3.7, 但使用直径260 mm有机玻璃球模。

3.9 辐照时透过准直器的泄露辐射

使用直径160 mm有机玻璃球模, 测量用直径55 mm准直器焦点剂量率与关闭准直器0°照射焦点剂量率之比。

3.10 最大辐射束以外的杂散泄漏辐射

先用电离室测量4号准直器下的焦点剂量场中的最大剂量率值, 然后将所有准直器换成屏蔽塞(以避免透过限束装置的泄漏影响测量结果), 在关束条件下用带平衡帽电离室分别测量在过焦点平面上距焦点不同距离点处的泄漏辐射剂量率。测量取点范围为以辐射轴线为中心且垂直辐射束轴半径为2 m的圆平面内。求得各点泄漏辐射剂量率与焦点剂量率之比的平均值和最大值。

4 检测结果与评价 4.1 焦点剂量率

测量结果推算初装源时焦点处50 mm深度的水吸收剂量率2.887 Gy/min。评价:要求初装源时最大辐射野下, 球模深度50mm处水吸收剂量率大于2.5 Gy/min, 合格。

4.2 机械定位基准中心与聚焦射野中心偏差

x、y、z三个方向的偏差值分别为0.19 mm、0.17 mm、0.22 mm, 总偏差值为0.34 mm。评价:要求总偏差小于0.5 mm, 合格。

4.3 头部靶点定位精度

总的精确度1.07 mm, 重复定位精度0.04 mm。评价:要求总偏差不大于1.5 mm, 重复定位精度不大于0.5 mm, 合格。

4.4 体部靶点定位精度

总的精确度0.73 mm, 重复定位精度0.19 mm。评价:要求总偏差不大于2.5 mm, 重复定位精度不大于1.0 mm, 合格。

4.5 辐射野半影

1号~4号准直器的辐射野半影分别为4.6 mm、4.7 mm、5.3 mm和6.8 mm。评价:要求1号~3号准直器焦平面上辐射野半影不大于10 mm, 4号准直器不大于12 mm, 合格。

4.6 辐射野半高宽

测量结果和要求见表 1, 合格。

4.7 头部单靶点的剂量精度

规划200 cGy时, 开1号~4号准直器的测量的焦点剂量分别为199.97 cGy、195.36 cGy、196.91 cGy和193.90 cGy, 最大偏差为3.0%。评价:要求头部单靶点的剂量规划值与实测剂量误差不大于5%, 合格。

4.8 体部单靶点的剂量精度

规划200 cGy时, 开1号~ 4号准直器的测量的焦点剂量分别为205.35 cGy、202.10 cGy、193.32 cGy和192.16 cGy, 最大偏差为3.9 %。评价:要求体部单靶点的剂量规划值与实测剂量误差不大于5 %, 合格。

4.9 辐照时透过准直器的泄漏辐射

在治疗位置状态下, 关闭准直器时焦点剂量率与正常治疗状态辐射野中心辐射剂量率之比为0.57%。评价:要求该值小于2 %, 合格。

4.10 最大辐射束以外的杂散泄漏辐射

平均泄漏辐射率为0.09%, 最大泄漏辐射率0.19%。评价:要求平均泄漏辐射率不超过0.1 %, 最大泄漏辐射率不超过0.2%, 合格。

5 结束语

质量保证检测要按计划进行, 通常辐照时透过准直器的泄漏辐射、最大辐射束以外的杂散泄漏辐射和焦平面辐射野半影及半高宽在新装源时进行一次, 焦点剂量率和规划剂量精度每月进行一次, 其他项目每半年检测一次。但由于多数医院和检测机构不具备相应的检测设备和技术, 质量保证检测几乎都是在生产厂家的年度检测才进行一次, 少数医院的设备自使用后就从不进行相应的检测。因此, 相关职责和技术服务部门要切实落实定期检测制度, 医院内部加部日常维护, 共同确保放射治疗的质量。