放療設(shè)備等中心回轉(zhuǎn)精度的影響因素分析*

徐 鋒

(泰安市腫瘤防治院，山東 泰安 271000)

隨著放療技術(shù)的發(fā)展，特別是調(diào)強(qiáng)治療、適型治療的開展，對于放療設(shè)備的等中心精度的要求越來越高。等中心回轉(zhuǎn)精度不僅代表了放療設(shè)備的機(jī)械運(yùn)行精度，而且它是確定射野及其射野特性的基本出發(fā)點(diǎn)，其精度高低影響放射治療的效果，是放療設(shè)備重要的技術(shù)性能指標(biāo)之一。先就影響放療設(shè)備機(jī)械等中心精度的因素及應(yīng)對措施進(jìn)行分析。

1 等中心回轉(zhuǎn)誤差產(chǎn)生原因分析

1.1放療設(shè)備制造過程的影響

1.1.1內(nèi)應(yīng)力引起的變形 在放療設(shè)備中，“C形”機(jī)架在加工中難免存在各種內(nèi)應(yīng)力。如果在加工終了之前沒采取適當(dāng)?shù)拇胧┤ハ@些內(nèi)應(yīng)力的話，隨著時間推移，這些內(nèi)應(yīng)力以后勢必會通過變形釋放出來。這就會影響等中心回轉(zhuǎn)精度及其持久性。目前，在國際上有些高精度的大型醫(yī)療設(shè)備的精度可維持8～10年，也有不少設(shè)備其精度只能維持1～2年，其原因有的正是內(nèi)應(yīng)力未消除。

1.1.2“C形”機(jī)架幾何變形 幾何變形主要是“C形”機(jī)架由于剛度因素引起的機(jī)架變形，是因?yàn)闄C(jī)架在旋轉(zhuǎn)過程中，由于重心變化導(dǎo)致彎扭矩的變形，變形最大位置是在機(jī)架處于90度、270度處。機(jī)架變形最終將影響機(jī)械等中心。

1.2放療設(shè)備安裝過程的影響

放射治療設(shè)備在安裝到醫(yī)院之前，要進(jìn)行機(jī)房建設(shè)，機(jī)房建設(shè)包括輻射防護(hù)和基礎(chǔ)底面的建設(shè)要求，基地地面的建設(shè)要求一般按照放療設(shè)備的生產(chǎn)廠家給定的圖紙施工。以保證基礎(chǔ)的強(qiáng)度及幾何精度符合安裝要求。其主要技術(shù)指標(biāo)為：混凝土強(qiáng)度、厚度、抗壓能力、地面的平整度及水平度。設(shè)計(jì)原則為設(shè)備安裝后保證十幾年不變形。這要求在機(jī)房建設(shè)時，嚴(yán)格按照圖紙建設(shè)，否則會對設(shè)備的機(jī)械等中心精度造成很大影響。

1.3調(diào)整過程的影響

放療設(shè)備的安裝調(diào)試首先應(yīng)在激光定位儀所組成的三維坐標(biāo)下進(jìn)行，這個三維坐標(biāo)的原點(diǎn)應(yīng)調(diào)至等中心處。因此，激光定位儀所組成的三維坐標(biāo)系原點(diǎn)設(shè)置和坐標(biāo)系本身應(yīng)控制偏差。

準(zhǔn)直器自轉(zhuǎn)中心與機(jī)械等中心的重合調(diào)整；射野中心與機(jī)械等中心的重合調(diào)整；治療床公轉(zhuǎn)軸與機(jī)械等中心的重合調(diào)整；這些調(diào)整都與機(jī)械等中心精度的確定密切相關(guān)，也決定了該設(shè)備的射野特性。

2 誤差分析

影響放療設(shè)備等中心回轉(zhuǎn)精度的因素很多，盡量將各個誤差控制在最小范圍，除了提高設(shè)備的重要零部件的加工精度和設(shè)備安裝過程的精度，還得從下面四點(diǎn)入手：①“C形”機(jī)架幾何變形引起的等中心誤差占總誤差的50%。②準(zhǔn)直器自轉(zhuǎn)中心的最大誤差占總誤差的15%。③光、射野的一致性的最大誤差占總誤差的15%。④治療床的公轉(zhuǎn)軸對等中心的最大誤差占總誤差的20%。

3 提高等中心回轉(zhuǎn)精度的措施

3.1消除內(nèi)應(yīng)力 在加工過程中，通過對機(jī)件進(jìn)行去應(yīng)力退火或者震動等方式釋放加工應(yīng)力，減輕后續(xù)的變形。

3.2優(yōu)化剛度，降低C形機(jī)架幾何變形 C形機(jī)架的剛度是影響等中心精度的主要因素，而且它是無法通過調(diào)整來彌補(bǔ)的。因此，對放療設(shè)備C形機(jī)架的優(yōu)化剛度設(shè)計(jì)是放療設(shè)備等中心精度設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)。

主要控制“C形”機(jī)架轉(zhuǎn)至90度、270度、SAD為最大時，在C形機(jī)架和準(zhǔn)直器自重載荷作用下所產(chǎn)生的彎、扭符合變形(轉(zhuǎn)角、位移)。

當(dāng)C形機(jī)架的承載情況、所用材料和截面積基本確定后，提高C形機(jī)架剛度的主要途徑是優(yōu)化設(shè)計(jì)截面積組合形狀，使之抗彎、抗扭截面慣性矩為最大。

3.3正確調(diào)整 安裝過程中對影響等中心精度的移動副和轉(zhuǎn)動副施加合適的預(yù)緊力，保證機(jī)器的調(diào)整狀態(tài)的載荷情況與實(shí)際使用情況基本一致，從而保證使用過程中的精度。

通過由正交的三個激光定位儀組成基準(zhǔn)坐標(biāo)系，坐標(biāo)系原點(diǎn)精確定位在等中心處。盡可能使①機(jī)架的回轉(zhuǎn)軸通過XOZ坐標(biāo)系原點(diǎn)；②治療床面縱向運(yùn)動平行Y軸，橫向運(yùn)動平行X軸，上下運(yùn)動平行Z軸，治療床面等中心回轉(zhuǎn)軸與Z軸重合；③準(zhǔn)直器的自轉(zhuǎn)中心即光野中心通過XOY軸坐標(biāo)系的原點(diǎn)。然后才能以此三維坐標(biāo)為基準(zhǔn)，對其他各項(xiàng)進(jìn)行調(diào)整。

放射治療要達(dá)到精確治療，首要解決的問題即等中心的質(zhì)量控制，通過放療設(shè)備生產(chǎn)廠家、安裝人員、使用單位的努力，將各個影響放療設(shè)備等中心精度的因素優(yōu)化到最低，從而達(dá)到精確治療的目的。

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