加速器物理剂量学参数的采集是临床精确放疗的重要保证, 虽然同一生产厂家同一型号的加速器在出厂之前经过调试和检测, 其物理性能具有较好的一致性[1, 2], 但运行后由于设备的更新、升级等原因, 需要在现场进行安装和重新调试, 经过调试后的物理参数是否发生变化, 是否能满足临床需要, 这是加速器重新投入运行前需要测试的一项重要工作。
我院西门子PRIMUS-M型电子直线加速器原为单光子6MVX射线, 运行两年后为扩大临床需求, 升级增加X射线15MV和六挡电子束, 经现场安装调试后, 分别对各挡射束剂量参数进行测试。为比较加速器升级前后的性能变化, 笔者对6MVX射线的两组主要测量结果进行了分析研究, 现将结果报告如下。
1 材料与方法 1.1 测量设备美国CMS公司的Dynascan三维水箱测量系统、德国PTW公司的MAITIDOS剂量仪以及0.125ml和0.6ml指型防水电离室, 绝对剂量测量仪器经国家计量实验室标定。
1.2 测试条件加速器机架角置0度, 准直器角置0度, 标称源皮距=100cm时, 最大剂量深度处1MU=1cGY。照射野设置从4cm×4cm到40cm×40cm, 最大扫描深度为30cm。测试全部按照西门子PRIMUS加速器验收测试标准[3, 4]和外照射治疗辐射源检定规程[5]的规定进行, 其中PDD以电离室的有效测量点测量。
1.3 数据分析对于6MVX射线, PDD最大剂量深度dmax归一于1.5cm的标称位置, 水中的离轴比、输出因子等归一于10cm×10cm射野的dmax深度处。所有的偏差计算遵循以下公式:[(测量值-参考值)×100参/考值]%。
2 测量结果 2.1 辐射质射野尺寸=10cm×10cm, SSD=100cm, 将电离室有效测量点分别位于射束中心轴水下dmax、10cm和20cm处进行测量。结果:6MVX射线PDD10=67.3%, 符合验收标准(67±2%); 辐射质用辐射质指数I=PDD20/PDD10表示, 升级前I=0.572, 升级后I=0.573, 两者相差1.7%。
2.2 输出因子(SCP)测量结果见表 1, 参考值摘至文献[2], 升级前后输出因子与文献报道的测量结果的偏差在1%以内, 其中升级后的6cm×6cm射野SCP相差最大, 达到0.8%。而升级前后相比较, 仅在30cm×30cm和6cm×6cm射野有一定变化, SCP相差在0.7%左右。
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表 1 射野总输出因子SCP |
表 2列出6MVX射线PDD的测试结果, 以中心轴上最大剂量点(1.5cm)进行归一, 同时列出升级前的PDD测量结果, 两者偏差计算为(升级后-升级前)/升级前。所有结果均在2%以内相符, 最高在30cm×30cm的25cm深度处, 为1.72%。
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表 2 Primus6MV光子束升级前后PDD比较 |
测量用40cm×40cm射野, 深度选择在dmax、5cm、10cm、和20cm处沿X轴方向得到的四条离轴比曲线(图 1), 升级后用细线表示, 升级前用粗线表示, 两者相比, 20cm深度的OAR基本一致, 其他三个深度上升级后的OAR在肩部略有降低, 最大达2%。
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图 1 水中离轴比 |
医用加速器在出厂之前都必须对各项数据的完整性和射束模式的符合度进行调试检查和验收, 以保证达到临床治疗的需求。但升级后为兼顾加速器的多射束模式的性能, 需要在现场经过的一系列调试, 这使得加速器的出厂初始状态可能发生变化, 从而导致其物理剂量参数的改变。ICRU29号报告建议放射治疗剂量的精确性在整个治疗过程中应小于±5%[6], 这就需要通过相关的检查和测试, 核对其变化范围, 必要时应重新建立一套完整的物理剂量数据供临床使用。
本次对西门子PRIMUS-M型加速器数据测试显示, 升级后的现场调试对6MVX线的剂量参数有一定影响, 输出因子的变化主要反映在较小和较大的射野(6cm×6cm和30cm× 30cm)上, 相差在0.7%;而辐射质较升级前略有增加, PDD测量显示在较大深度上的剂量有一定提高, 特别是25cm深度以后, 6cm×6cm和30cm×30cm增加明显, 最高达到1.72%。升级前后OAR的比较显示射野半影区较为一致, 主要变化表现在曲线肩部, 升级后较升级前肩部平坦, 两者偏差在dmax深度上最为明显, 最大达到2%, 随着深度增加两条曲线逐渐接近, 在20cm深度时的基本一致。
为进一步了解加速器升级后6MV光子物理剂量参数是否与S.H.Cho在文献[2]中建立的参考数据一致, 我们也将两者进行了比较分析, 结果显示其最大偏差 < 2%, 符合S.H.Cho等推荐的±2%的范围。
测试比较结果表明, PRIMUS-M型加速器性能相对稳定, 经过升级后的调试, 其物理剂量参数变化不大, 符合厂家验收测试标准和国家外照射治疗辐射源检定规程标准。对于常规放射治疗而言, 可采取检测部分数据并与升级前数据对比, 如果满足偏差范围(< 2%), 则可继续使用原数据; 但对于精确放疗, 如调强适形放疗, 则需要进行重新测试, 获取准确完整的物理剂量参数后才能在临床上使用。
| [1] |
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SONTAG M R, STEINBERG T H. Performance and beam characteristics of the Siemens Primus linear accelerator[J]. Med Phys, 1999, 26(5): 734-736. DOI:10.1118/1.598580 |
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FADDEGON B A, BRIEN P O′, MASON D L. The flatness of Siemens linear accelerator x-ray fields[J]. Med Phys, Med Phys, 1999, 26(2): 220-228. |
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