医用电子直线加速器(简称加速器)是通过发射高能X射线和电子束,对患者体内的肿瘤细胞执行严谨的、精确的放射治疗。加速器作为肿瘤放射治疗的重要设备,在医学应用上已有几十年的历史[1-2]。高能X射线和电子束是一把双刃剑,它既可以杀死患者体内的癌细胞,也会伤害患者体内的正常组织与器官。根据国际文献报道,在远距离放射治疗事故中有30%事故是由于输出量校准出错造成的[3]。为达到加速器精准放射治疗的预期效果,防止放射治疗事故的发生,做好加速器设备性能质量控制检测(简称加速器质控检测)工作尤为重要[4]。为了解广西省医用电子直线加速器设备性能的质控水平,为卫生行政部门日常监督和行政执法提供科学依据,本研究对广西省2017—2019年部分医用电子直线加速器进行质控检测分析。
1 材料与方法 1.1 对象采用随机抽样方法,以2017—2019年广西41家医院正常使用的加速器为调查对象,累计测量118台次加速器开展加速器质控检测,各年份调查数量/该年度加速器总量:38/45(2017年)、39/44(2018年)、41/51(2019年);其中二级医院加速器25台次、三级医院加速器93台次。
1.2 检测方法依据GB15213—2016《医用电子加速器性能和试验方法》[5]和JJG 589—2008《医用电子加速器辐射源检定规程》[6]。
1.3 加速器质控检测指标辐射质、辐射野均整度、辐射野对称性、输出剂量重复性、输出剂量线性、输出剂量示值误差共6项,辐射源项包括X射线和电子束。
1.4 检测仪器PTW UNIDOS剂量仪、0.6cc指型电离室及PTWMP3-XS型三维水箱。
1.5 质量控制加速器剂量检测系统所用的剂量仪和电离室经中国计量科学研究院检定合格,并在检定合格有效期内。
1.6 加速器质控检测的初检和复检每年第一次对加速器进行质控检测,称为加速器初检。初检不合格的加速器,经医院现场直接调试后,再对其进行第二次质控检测,称为加速器复检。
1.7 统计学分析采用python的numpy和scipy计算包,对数据进行统计分析。合格率的比较采用卡方检验法,检验水平为α= 0.05。
2 结 果 2.1 加速器质控检测合格情况2017—2019年,累计检测118台加速器,加速器质控检测(包括X射线和电子束)总的初检合格率为55.9%,复检合格率96.6%;二级、三级医院加速器质控检测初检合格率分别为32.0%、62.4%,两者比较差异有统计学意义(P < 0.05);复检合格率分别为88.0%、98.9%,两者比较差异无统计学意义。加速器质控检测合格情况见 表1。
118台加速器6项质控检测指标中初检合格最低的指标为辐射剂量示值误差,其次为辐射野均整度。不同级别医院加速器质控检测指标初检合格率情况见表2。
118台加速器均选用X射线辐射源治疗患者,其中有58台加速器同时也选择电子束治疗患者。加速器的辐射质、输出剂量重复性、输出剂量线性、辐射野对称性、辐射野均整度(电子束)的初检合格率均在90%以上,初检合格率最低的均是辐射剂量示值误差(81.4%、74.1%)。加速器在不同辐射源出束时,6项检测指标初检合格情况见表3。
在进行放射治疗时,一方面要求加速器能尽可能提升肿瘤靶区内的辐射剂量,另一方面要求加速器能尽可能地减少周围正常组织及器官的照射,因此对加速器运行的稳定性、辐射剂量的精确性、准确性及在辐射野内剂量的均匀性、对称性提出了非常高的要求,如果加速器运行不稳定,很容易发生严重的放疗事故[7]。从本项目调查结果知,2017—2019年,广西部分医用加速器质控检测的总初检合格率为55.9%,与2012—2013年广西的调查结果[8]基本持平,低于江苏省[9]、四川省[10]、北京市[11]、内蒙古[12]、天津市[13]的调查值。广西医用加速器质控检测工作有待进一步加强。
本次调查中二级、三级医院加速器初检合格率(32.0%、62.4%)均低于文献[9-10],三级医院加速器复检合格率高于二级医院,初检合格率两者比较,差异有统计学意义,三级医院加速器质控检测工作总体强于二级医院。本次调查结果显示,三级医院在设备和人员配置资源上优于非三级医院,该结果与湖北省放射治疗调查的基本情况类似[14],三级医院进口加速器占97.8%,设备更新快,医院均配备有专职的物理师,多台(套)加速器质量控制检测设备,采用多种方法开展加速器质控检测,物理师之间的技术交流相对较多,这对加速器质量控制提供了多重保障;而二级医院进口加速器占66.7%,有2台6 MV加速器使用年限已经超过15年了,大多数只配置了剂量测量用的普通水箱,加速器质量控制检测方法单一,有的物理师是身兼多职,没能认真专心做好加速器质控工作,有的物理师年资较浅,理论知识和实际工作经验不足,对加速器质控检测工作重视程度不足。
对调查医院的加速器,无论使用的辐射源是X射线还是电子束,加速器最容易出现不合格指标的均是辐射剂量示值误差和辐射野均整度,与文献[10-13, 15-16]调查值一致。
输出剂量示值误差是对判定加速器治疗剂量的准确性尤为重要[17],若加速器辐射输出剂量出现负偏差,则可能因治疗剂量不足而达不到放射治疗目的,有的甚至会延误患者病情治疗;若辐射输出剂量出现正偏差,发生超剂量照射容易诱发放射损伤。加速器是一个使用频率非常高的设备,在其日常运行过程中,输出剂量可能会产生漂移,物理师的工作职责之一就是通过使用经过检定合格的剂量仪对正常使用的加速器进行输出剂量示值校准,输出剂量示值出现偏差与物理师工作密切相关,造成辐射剂量示值误差不合格的原因可能有以下几个方面:1)基层医院对加速器质控检测工作管理不到位,检查工作流于形式,从而出现了物理师对加速器质控检测工作偷懒和松懈的行为;2)基层医院缺乏理论知识和实践能力强的专职物理师,有的物理师对加速器质控检测工作钻研精神不足,有的物理师身兼多职,既是物理师又是技师,物理师无法全身心投入到加速器质控工作上来;3)物理师在进行加速器剂量校准时或所选用的参数不准,剂量校准所用的设备未按规定进行定期检定[17]等。
加速器的均整度是量度某一规定照射距离处照射野内各点吸收剂量率是否均匀的性能指标。该指标与加速器机头中均整器有关。由于加速器在治疗患者过程中需要不断转动机头调整射线出束的角度,所以加速器的辐射野均整度也容易出现偏差,物理师应定期对加速器开展质控检测,为保证剂量输出准确可积极参与国际比对[18],及时调整加速器辐射野均整度,以满足临床应用需要。
118台加速器总初检合格率为55.9%,经复检后合格率为96.6%,说明只要医院对加速器的质控检测工作加以重视,不合格指标是可以得到有效控制的。因此,建议:1)医院领导及相关管理和使用加速器的部门应重视和加强对加速器质控检测工作,要意识到加速器质控检测偏差可能产生严重结果,认真制定加速器质控检测工作计划,并把质控检测工作计划落到实处,为保证加速器的稳定运行保驾护航。2)医院要抓好物理师的人才队伍建设,培训高素质的合格物理师。3)物理师在日常工作中应认真学习,刻苦钻研,胆大心细,不断提高加速器质控检测理论和实践技术水平和专业素养,在实际工作中更好地履行物理师的工作职责,为医院的放射治疗安全做出自己的贡献。4)卫生行政部门应加大力度对放射诊疗设备质控检测的监督,加强对物理师的专业技术人才的培训与考核,为广西放射治疗事业的稳定发展保驾护航。
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