中国辐射卫生  2017, Vol. 26 Issue (1): 16-18  

引用本文 

马桥, 刘明哲, 刘德明, 刘冉. 某医用加速器性能及放射治疗质量保证系统验证[J]. 中国辐射卫生, 2017, 26(1): 16-18.
MA Qiao, LIU Ming-zhe, LIU De-ming, LIU Ran. The Validation for Medical Accelerator and Radiotherapy Quality Assurance System[J]. Chinese Journal of Radiological Health, 2017, 26(1): 16-18.

基金项目

国家自然科学基金（41274109）；四川省青年科技创新研究团队（2015JTD0020）；四川省教育厅科技成果转化培育项目（15CZ0006）；四川省科技支撑计划项目（2012SZ0179）；四川省卫生和计划生育委员会重点科研课题（16PJ398）

通讯作者

刘明哲, Email:liumz@cdut.edu.cn

文章历史

收稿日期：2016-07-23
修回日期：2016-11-11
Contents              Abstract              Full text              Figures/Tables              PDF
某医用加速器性能及放射治疗质量保证系统验证
马桥 1,2, 刘明哲 1, 刘德明 2, 刘冉 2     
1. 成都理工大学地学核技术四川省重点实验室, 四川 成都 610059;
2. 四川省疾病预防控制中心
收稿日期：2016-07-23；修回日期：2016-11-11
基金项目：国家自然科学基金（41274109）；四川省青年科技创新研究团队（2015JTD0020）；四川省教育厅科技成果转化培育项目（15CZ0006）；四川省科技支撑计划项目（2012SZ0179）；四川省卫生和计划生育委员会重点科研课题（16PJ398）
作者简介：马桥(1990-), 男, 硕士研究生在读, 助理工程师, 核能与核技术工程专业.
通讯作者：刘明哲, Email:liumz@cdut.edu.cn.
摘要：目的 通过对某医用电子直线加速器及放射治疗质量保证系统的验证，探讨影响该加速器性能及放射治疗质量保证系统的因素和解决方案。方法 对加速器（LINAC）、图像引导系统（IGRT）、放射治疗计划系统（TPS）和多叶准直器（MLC）进行检测，参照相关标准要求进行评价。结果 该加速器所测性能指标基本符合国家标准限值要求，合格率为92.3%。放射治疗质量保证系统各项指标虽符合标准要求但还存在一定偏差。结论 二维平板电离室对剂量验证和辐射野检测有一定局限性，指型电离室和三维水箱测量精确性更高。IGRT、TPS和MLC对放射治疗质量保证系统的验证至关重要。
关键词：医用电子直线加速器    放射治疗    质量保证    验证    
The Validation for Medical Accelerator and Radiotherapy Quality Assurance System
MA Qiao 1,2, LIU Ming-zhe 1, LIU De-ming 2, LIU Ran 2     
1. Provincial Key Laboratory of Applied Nuclear Techniques in Geosciences, Chengdu University of Technology, Chengdu 610059 China;
2. Sichuan Center for Disease Contral and Prevention
Corresponding author: LIU Ming-zhe, Email:liumz@cdut.edu.cn.
Abstract: Objective To evaluate the performance of medical accelerator and radiotherapy quality assurance system and discusse the influence factors and solutions. Methods According to some standards, to test the accelerator (LINAC), image guidance system (IGRT), radiation treatment planning system (TPS) and multi leaves collimator (MLC), and then evaluate the results according to the standards. Results The testing results show that the most of performance status of the medical linear accelerator is good, and the qualified rate is 92.3%. Radiotherapy quality assurance system is not perfect. Conclusion The use of 2D flat chamber has some limitations for the radiation dose verification and wild detection. The accuracy of finger chamber and 3D water tank is higher. IGRT, TPS and MLC are very important for the validation of radiotherapy quality assurance system.
Key words: Medical Iinear Accelerator    Radiation Therapy    Quality Assurance    Validation    

医用电子直线加速器进行放射治疗，主要是运用其产生的射线照射肿瘤区域，并采用准直器等保护措施使肿瘤区域得到很高的治愈剂量而周围组织接受的剂量却很少，从而达到治疗效果。因此，医用电子直线加速器性能及放射治疗质量保证系统的质量控制是保障放射治疗精确执行、提高治疗效果、控制不必要照射和防止辐射事故发生的关键，对指导临床放射治疗质量控制工作有重大意义。

1 材料与方法 1.1 检测仪器

德国PTW公司的UNIDOS放射治疗水平剂量仪、0.6cc和0.015cc指形电离室、2D-ARRAY型平板电离室，MP3-XS型三维水箱、Iso-Align型准直仪、30 cm×30 cm×30 cm均匀固体水模体和Catphan500 CT性能测试模体。

剂量仪和电离室均在国家二级标准剂量学实验室刻度和校准。

1.2 加速器

带CT图像引导系统；静态多叶准直器由左右各带120片等中心处宽0.5cm的叶片构成；调强放射治疗计划系统采用AAA型计算法；X射线能量档为6、15 MV，剂量率100~600 cGy/min；电子线能量档为6、9、12、15、8 MeV，剂量率100~1000 cGy/min。

1.3 评价依据

参照《医用电子加速器性能和试验方法》GB 15213-94、《电子加速器放射治疗放射防护要求》GBZ 126-2011、《IAEA-TRS 277号报告》和《2012年美国临床医学物理杂志》进行检测和评价。

1.4 小野输出因子验证方法 1.4.1 TPS计算多叶准直器小野输出因子

先将30 cm×30 cm×30 cm均匀固体水模体，经CT用头部常规条件，层厚2.5 cm扫描，影像传给TPS制定放射治疗计划。参考6 MV X射线，SSD=100 cm, 水下10 cm，处方剂量10 Gy条件下，分别算出多叶光栅形成的10 cm×10 cm，6 cm×6 cm，4 cm×4 cm，3 cm×3 cm，2 cm×2 cm照射野的监督剂量(MU)，所有计算值分别归一到10 cm×10 cm，计算出所有小野的输出因子，并与文献出版值比较。要求对6 cm×6 cm、4 cm×4 cm、3 cm×3 cm照射野，TPS计算输出因子与出版输出因子的相对偏差为±2%以内，对2 cm×2 cm照射野，相对偏差为±3%以内。

1.4.2 UNIDOS剂量仪和0.015cc电离室测量多叶准直器小野输出因子

将0.015cc电离室置于30 cm×30 cm×30 cm标准水模中电离室插孔内，SSD=100 cm，6 MV X射线束条件下，剂量仪分别测量水下10 cm处多叶准直器形成的10 cm×10 cm，6 cm×6 cm，4 cm×4 cm，3 cm×3 cm，2 cm×2 cm照射野读数，监督单位为300 MU，所有照射野读数分别归一到10 cm×10 cm照射野，计算小野输出因子，并且与出版的小野输出因子比较。

2 结果 2.1 加速器性能 2.1.1 平板电离室测量辐射野

6 MV和15 MV X射线Target方向辐射野与灯光野偏差检测结果超过国家标准限值，分别为-3.0 mm和-2.5 mm，辐射野的均整度与对称性虽符合标准限值要求，但还存在一定偏差。结果如表 1所示。

表 1 辐射野检测结果
2.1.2 机架旋转等中心和标尺灯指示偏差

检测结果分别为1.0 mm，准直器中心轴误差和激光定位精度检测结果分别为0.5 mm，符合标准限值±2 mm。剂量监测系统检测临床常用的两档射线6 MV X射线和6 MeV电子线，剂量监测系统六项指标完全符合标准限值要求，检测结果如表 2所示。

表 2 剂量监测系统检测结果(%)
2.2 图像引导系统

图像引导系统性能指标CT值线性、均匀性、高对比分辨力和低对比分辨力均为合格，检测结果如表 3所示。

表 3 图像引导系统检测结果
2.3 放射治疗计划系统及多叶准直器小野输出因子验证

小野输出因子TPS计算值与出版值偏差以及剂量仪测量值与出版值偏差均符合要求，剂量仪测量值比TPS计算值优越，偏差较小。检测结果如表 4所示。

表 4 小野输出因子TPS计算值和剂量仪测量值检测结果
3 讨论

平板电离室对剂量验证和辐射野检测有一定局限性，不仅只能验证机架零度时的剂量分布，还只能验证冠状面的剂量数据。该加速器X射线Target方向辐射野与灯光野偏差检测结果超出标准限值要求，不仅与加速器自身有关，平板电离室使用也有影响。指形电离室的轴对称性比平板电离室优越, 利用指型电离室和三维水箱对辐射野与灯光野偏差进行复检，结果显示6 MV和15 MV X射线Target方向辐射野与灯光野偏差分别为-2.0 mm和-1.5 mm，符合标准限值要求，表明指型电离室和三维水箱测量具有更高的精确性。免洗胶片也具有广泛的使用价值，当加速器采用一定旋转角度的动态照射、使用楔形滤过板的照射，高能X射线和电子线的混合照射以及一种射束不同剂量配比的多野照射时，也可以实现三维空间的剂量验证[5]。

放射治疗中病人运动、呼吸会导致病灶组织的位置变化，连续放疗后病人消瘦也会导致解剖结构在固定装置内的位置变化，因此应努力减少皮肤、脂肪和肌肉等因素对病灶位置的影响，IGRT可用于病灶复位，进一步提高放疗的准确性。调强放射治疗普遍使用情况下，针对较多不规则野，小野等复杂情况的小野输出因子准确性至关重要，有些TPS不能计算2 cm×2 cm小野的输出因子，只能根据曲线的延长计算得到[6]。TPS验证小野输出因子结果虽然符合标准限值要求，但还存在一定偏差，一方面是TPS计算方法有一定偏差，更主要的原因是没有用电离室测量小野输出因子。MLC被安装在加速器出束口前端，部件受辐照严重而材质容易变性，并且MLC叶片宽度小，一般由钨合金材料制成，受力不均时容易变形，加上MLC电路板是由许多精密电子元件组成，长时间高负荷工作、电路板上堆积的灰尘造成摩擦力增加、叶片重力和运动惯性等都会导致MLC出现故障。所以IGRT、TPS和MLC对放射治疗质量保证系统的验证至关重要，还需进一步加强。

参考文献
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国家技术监督局.GB 15213-94医用电子加速器性能和试验方法[S].北京: 中国标准出版社, 1994.
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中华人民共和国卫生部.GBZ 126-2011电子加速器放射治疗放射防护要求[S].北京: 中国标准出版社, 2011.
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International Atomic Energy Agency.Technical reports seriesNo.277 absorbed dose determination in photon and electronbeams: Aninternational code of practice[R].Vienna, IAEA, 1997.
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Davids L, Followwill J, Stephen F, et al. The Radiological Physics Center's standard dataset for small field size output factors[J]. Appl Clin Med Phys, 2012, 13(5): 282-289. DOI:10.1120/jacmp.v13i5.3962
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张绍刚, 于世平, 刘明远, 等. 胶片法在放射治疗测量中的应用[J]. 中华放射医学与防护, 1996, 16(3): 212-214.
[6]
刘冉, 刘德明, 马桥, 等. 四川省医用加速器调强放射治疗多叶光栅小野输出因子测量方法验证[J]. 中华放射医学与防护, 2015, 35(10): 784-786. DOI:10.3760/cma.j.issn.0254-5098.2015.10.016