JJG589 - 2008《医用电子加速器辐射源检定规程》规定, 检定医用电子加速器辐射源辐射质、辐射野的均整度、辐射野与光野的重合、辐射野的对称性等剂量性能必须用射线分析仪, 即二维或三维水箱^[1]。三维水箱是在盛满水的箱体中行走机构携带电离室在计算机的控制下向X、Y、Z三个方向按设定步进距离行走的自动化检测设备, 由水箱体、水平调节机构、升降机构、双通道剂量仪、驱动单元、计算机组成, 自动测量和数据处理, 可以完成医用电子加速器、⁶⁰Co治疗机等放疗设备水中剂量分布测量, 快速获取OAR和PDD各种临床参数。笔者以检定医用电子加速器为例, 讨论三维水箱摆位的方法。

1 三维水箱测量前的摆位

用三维水箱检定医用电子加速器首先要摆位。摆位准不准直接影响到测量结果, 是非常关键的第一步工作, 也是检定过程最费力费时的一项工作。如何快速准确摆位, 笔者在实践中总结了一些方法。按这些方法, 一般30min左右就能完成摆位。

1.1 水平调整

在三维水箱箱体四周的四个垂直面上分别刻有垂直几何中心线, 箱体四周在距箱底10mm ~ 20mm和满水位的位置也刻有上下两条水平的水位线, 如图 1所示。下面的水位线用于调水平, 上面的水位线为注水的最高水位线, 也用于注满水后调水平。

1.2 激光定位仪

摆位前, 先让被检单位物理师校正激光定位线。三维水箱就位, 用水平仪或加少量水至下水位线将水箱调至水平, 适当提升水箱高度, 使垂直激光线照射到箱体上, 此时移动水箱位置使GT和AB方向四条垂直激光线与箱体四个面的几何中线重合。

1.3 源皮距SSD的定位

检定规程要求, 在检定辐射质、均整度、对称性、光野照射野重合性时SSD = 100cm^[1]。此时即可向水箱注水至满水位线。提升水箱高度, 使水平激光线与水平面重合。再从四个方向观察水平面是否与满水位线重合, 如不重合, 可再调整水平, 使水平面与水位线重合, 再用水平仪进行验证。开光距尺看SSD是否为100cm, 如不是可适当调整水箱高度, 使SSD为100cm。水平激光线与水平面重合, SSD就应等于100cm, 但不如光距尺精确。SSD的定位好后, 应再检查四条垂直激光线与箱体四个面的几何中线是否重合。

1.4 调整光野

按检定规程要求, 检定光子均要求光野为10cm × 10cm^[1]。用坐标纸画一10cm × 10cm的正方形(为能重复使用, 将其过塑), 把该坐标纸置于水面上, 调整机器的光野, 使光野与坐标纸10cm × 10cm的正方形重合, 即完成了光野调整。

2 电离室定位

光野调整好后, 就可以把电离室及监督半导体探测器安装到水箱的相应夹具上。用手动操作器把电离室几何中心调至水面, 前后左右移动电离室, 使光野十字线的交点与电离室敏感体积的标识点重合。

电离室有效测量点的设置。电离室端面圆心有一个标识点, 电离室的有效测量点在射线入射方向距电离室圆心0. 6r的位置, r为电离室半径^[1]。测量时要先把有效测量点设置在水面上, 作为三维坐标的原点。由于用于三维水箱作相对测量的指型电离室直径较小, 水面的张力使电离室端面与水平面模糊不清, 不好观测。笔者在实践中的经验作法是, 机房开照明灯, 面对电离室前端面, 在水下观测, 由于水面的镜面现象, 可以看到上下两个电离室端面图像, 上下微调电离室高度, 使电离室圆心距两个端面的交线大约为0. 6r, 见图 2。

至此, 三维水箱摆位完成, 把监督半导体探测器的有效测量端移入光野, 但不能阻挡主电离室的光线。电离室的电缆尽量离开箱体, 不要卷曲泡在水箱内, 以免增大电离室的杆效应。此时即可进行一系列测量了。

3 电离室标识测量点的校正

用于三维水箱做相对测量的电离室上都标识有测量点, 这是厂家出厂时标识的测量等效点, 是电离室敏感体积的几何中心。由于标识的误差以及在实际使用时电离室杆效应^[2]等因素的影响, 在沿电离室轴向测量平坦度时, 剂量分布曲线有可能会偏离射野中心轴, 与实际使用的剂量分布有偏差。为了准确测量校准深度剂量分布曲线, 首次使用的电离室要对其标识的测量点进行校正。具体方法是:选一台重复性、均整性、对称性都较好的加速器, 电离室标识点在水面对准光野十字线交点, 电离室有效测量点在水下10cm处, 先在电离室主轴垂直的方向(X轴向)测量平坦度, 重复三次, 观察剂量分布曲线的重复性, 并取对称性的平均值。然后将三维水箱转向90°。摆好位后, 电离室测量标识点在水面对准光野十字线交点, 在相同的光野, 相同的深度, 控制电离室在电离室主轴方向(Y轴向)进行平坦度测量。观察剂量分布曲线, 并和前面X轴向测量的曲线对比, 如有偏离, 判断偏离方向, 微调电离室的轴向的位置, 再进行测量, 如此反复, 直到对称性与X轴向测量的曲线的对称性较为接近, 此时观测光野十字线交点在电离室的投影点, 并用油漆笔标识该点, 以该标识点作为今后测量时的电离室定位点。校正过程要注意把电离室的电缆尽量放置在水箱外, 以免加重电离室的杆效应。

4 结束语

上述三维水箱摆位完全依赖于加速器治疗室内的激光定位线, 激光定位线准不准确直接影响到摆位精度。因此, 摆位前必须检查激光线的平行度和垂直度, 两侧激光线严格水平重合, 并和天顶垂直激光线严格交汇于加速器的等中心^[2]。三维水箱摆位也可以仅依靠GT向或AB向的激光定位线进行, 但水箱在该向的中心必须大致在准直器轴上, 以保证水箱内的行走机构有足够的行走范围。