醫(yī)用直線加速器的設(shè)備維護(hù)及治療安全

王杰，張玉海，王康，趙劍，劉亞軍

中國(guó)人民解放軍第309醫(yī)院 a.放療科；b.醫(yī)學(xué)工程科，北京 100091

醫(yī)用直線加速器的設(shè)備維護(hù)及治療安全

王杰a，張玉海a，王康a，趙劍a，劉亞軍b

中國(guó)人民解放軍第309醫(yī)院 a.放療科；b.醫(yī)學(xué)工程科，北京 100091

為了確保醫(yī)用直線加速器安全可靠的使用，各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到有關(guān)放射治療質(zhì)量保證和質(zhì)量控制的要求，減少故障發(fā)生率，提高醫(yī)用加速器使用的質(zhì)量控制及治療效果，本文總結(jié)了醫(yī)用直線加速器的設(shè)備維護(hù)方法與治療安全注意事項(xiàng)。

醫(yī)用直線加速器；放射治療；質(zhì)量保證

0 前言

醫(yī)用直線加速器是精密的大型醫(yī)療設(shè)備，具有高電壓大電流的真空器件(加速管、磁控管、閘流管)，以及相應(yīng)的大功率微波傳輸器件、復(fù)雜的控制保護(hù)電路的大型醫(yī)療設(shè)備，相對(duì)故障率比較高。為減少故障率，增加真空器件的使用壽命，并確保安全治療，加速器的日常維護(hù)非常重要。下面是根據(jù)相關(guān)資料及日常維護(hù)及安全治療體會(huì)總結(jié)出來的一些經(jīng)驗(yàn)，供同行參考。

1 加速器機(jī)房濕度的控制

直線加速器有許多真空部件，如磁控管、閘流管等，這些部件由于濕度過高會(huì)打火而損壞。常有因機(jī)房濕度控制得不好而導(dǎo)致這種損壞的發(fā)生，尤其是梅雨季節(jié)。周末休息2天，周一早晨機(jī)房濕度超過90%，高濕度導(dǎo)致電路板打火造成了上述管子的損壞。為此，我們自制了一套濕度控制系統(tǒng)，當(dāng)傳感器探測(cè)到機(jī)房濕度超過70%時(shí)，通過一個(gè)自動(dòng)開關(guān)，去濕機(jī)自動(dòng)打開；當(dāng)濕度低于30%時(shí)，去濕機(jī)自動(dòng)關(guān)閉，從而確保機(jī)房濕度控制在30%～70%。在采取了上述措施后，磁控管、閘流管的故障率明顯減少，節(jié)約了使用成本，同時(shí)又降低了停機(jī)率，有效地提高了服務(wù)水平，取得了經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益的雙豐收。

2 加速管真空的維持

加速管是直線加速器的核心部件，它包括了電子槍、加速波導(dǎo)和偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)等，價(jià)值超過百萬(wàn)元。由于它工作時(shí)運(yùn)行著高速電子和高頻微波，所以要求加速管一定要在高度真空的條件下工作，否則會(huì)引起波導(dǎo)管高壓打火或使電子槍陰極中毒，影響波導(dǎo)管的使用壽命。為了保持波導(dǎo)管內(nèi)部的高度真空，則需要配備一定的外部設(shè)備，絕大多數(shù)直線加速器都采用離子泵-鈦泵作為抽真空設(shè)備。由于真空器件存在自放電現(xiàn)象，所以即使在加速器停止工作時(shí)，真空設(shè)備也要正常工作，這樣才能保證加速器波導(dǎo)管在良好的真空條件下運(yùn)行。

但是，由于各種原因的斷電會(huì)導(dǎo)致離子泵停止工作，從而影響加速管的真空度。加速器的供電按照“區(qū)域供電→醫(yī)院公共配電房→放療科配電房→380 V穩(wěn)壓器→加速器→各部件”線路流程進(jìn)行，區(qū)域供電、醫(yī)院公共配電房和放療科配電房如果發(fā)生斷電現(xiàn)象，盡管可及時(shí)恢復(fù)供電，但380 V穩(wěn)壓器必須人為啟動(dòng)。如果停電發(fā)生在周末而穩(wěn)壓器又沒有及時(shí)恢復(fù)啟動(dòng)，連續(xù)2 d離子泵不工作對(duì)加速管的影響是很大的。

因此，一方面要采取措施減少意外停電，另一方面放療科要加強(qiáng)與相關(guān)后勤科室的溝通，一旦意外停電發(fā)生，后勤科室要及時(shí)通知放療科工程師啟動(dòng)380V穩(wěn)壓器，給加速器恢復(fù)供電。晨檢時(shí)要經(jīng)常檢查離子泵的電流是否穩(wěn)定，如果發(fā)現(xiàn)問題，要及時(shí)聯(lián)系維修人員，在確保真空正常的情況下才能開機(jī)出束，以免對(duì)加速管造成損壞。在實(shí)際工作中，有些維修人員常對(duì)一些保護(hù)電路進(jìn)行短路來維持加速器的出束，此種方法一定要慎用，因?yàn)槿绻x子泵電流不正常，而采取這種短路方式來維持出束，可能會(huì)造成加速管的意外損壞。

3 溫控系統(tǒng)

自動(dòng)溫控系統(tǒng)（恒溫水循環(huán)）是加速器穩(wěn)定工作的前提。雖然加速管由無氧銅制造而成，線膨脹系數(shù)很低，但溫度的變化還會(huì)引起加速管發(fā)生膨脹或收縮，造成加速管尺寸發(fā)生變化，導(dǎo)致加速管工作頻率發(fā)生變動(dòng)，進(jìn)而影響加速管的正常工作。高速電子打擊金靶，除少數(shù)動(dòng)能轉(zhuǎn)化為X射線外，大多數(shù)的動(dòng)能會(huì)轉(zhuǎn)化為熱能，也必須通過溫控系統(tǒng)的水循環(huán)帶走熱量。我們的經(jīng)驗(yàn)是晨檢時(shí)要檢查內(nèi)外循環(huán)水水泵的壓力、水量和質(zhì)量以及散熱器工作是否正常。特別是內(nèi)外循環(huán)水量減少很快的情況下，更要及時(shí)檢查有無水泄露。一般2～3周要更換內(nèi)循環(huán)水，以免水質(zhì)變壞影響熱交換效果。內(nèi)循環(huán)水最好采用去離子水。對(duì)加速器準(zhǔn)直器內(nèi)的內(nèi)循環(huán)水管，我們的經(jīng)驗(yàn)是每3年更換1次，因?yàn)檫@部分水管受到射線的照射，更容易老化發(fā)脆。如果由于水管發(fā)脆開裂而滲水，將會(huì)造成電離室和金靶部件的不可逆損傷，而這些部件的價(jià)格非常昂貴。

4 加速器的機(jī)械精度質(zhì)量控制

加速器是采用微波電場(chǎng)把電子加速到高能的裝置，而加速器在治療過程中能否發(fā)揮其應(yīng)有的作用，就必須利用物理技術(shù)對(duì)其機(jī)械和幾何參數(shù)等進(jìn)行定期檢測(cè)和調(diào)整。因此物理技術(shù)是加速器治療環(huán)節(jié)中的一個(gè)重要的質(zhì)量保證。在普通常規(guī)放射治療中其質(zhì)量保證體現(xiàn)在：加速器的機(jī)械幾何參數(shù)的檢測(cè)與調(diào)整；加速器輸出劑量的檢測(cè)與調(diào)整；治療計(jì)劃系統(tǒng)；治療安全。

4.1 等中心精度的測(cè)量和調(diào)整

直線加速器等中心精度是現(xiàn)代放射腫瘤學(xué)治療質(zhì)量的關(guān)鍵因素。它的準(zhǔn)確測(cè)量和調(diào)整是一個(gè)放射治療單位質(zhì)量保證和質(zhì)量控制的首要因素，等中心精度的測(cè)量和調(diào)整是一個(gè)系統(tǒng)的工作，必須按照一定程序步驟操作，主要包括：機(jī)架安裝底座傾斜度的測(cè)量和調(diào)整；機(jī)架旋轉(zhuǎn)軸穩(wěn)定性的檢測(cè)；準(zhǔn)直器旋轉(zhuǎn)軸穩(wěn)定性的檢測(cè)；治療床安裝底座傾斜度的測(cè)量和調(diào)整；治療床公轉(zhuǎn)軸線相對(duì)等中心偏差的測(cè)量和調(diào)整；機(jī)架旋轉(zhuǎn)軸與輻射束等中心一致性的測(cè)量和調(diào)整；等中心指示裝置的安裝和誤差調(diào)整，如果只進(jìn)行部分檢查，很難確保等中心達(dá)到±1 mm的精度。等中心及指示裝置醫(yī)用加速器一般都具有等中心旋轉(zhuǎn)的治療功能，準(zhǔn)直器、治療床與機(jī)架三者旋轉(zhuǎn)軸的交點(diǎn)即為等中心點(diǎn)。對(duì)于加速器的各種治療方式，等中心的精度代表著加速器的機(jī)械運(yùn)動(dòng)精度，并且是確定射野及其特性的基本點(diǎn)。因此等中心位置及精度的檢定應(yīng)定期進(jìn)行。

4.2 射野特性的檢查

與其有關(guān)的檢查項(xiàng)目有：燈光野與照射野的符合性；照射野的平坦度及對(duì)稱性；射線質(zhì)的變化，常規(guī)劑量檢測(cè)等。

（1）一般用膠片曝光法確定燈光野和實(shí)際照射野的關(guān)系是否符合技術(shù)要求。且兩野相差應(yīng)符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的要求（＜±2 mm）。曝光前，在暗室里把X光片裝入片盒內(nèi)，用大頭針在片盒及X光片上刺孔，標(biāo)記出燈光野的位置，曝光后，根據(jù)X光片黑色度深淺的變化來確定燈光野和照射野的符合度。兩者符合性應(yīng)＜±2 mm。

（2）照射野內(nèi)劑量的平坦度和對(duì)稱性也是射野劑量分布特性的重要指標(biāo)，并直接影響到患者的治療效果。其檢測(cè)方法按其定義所說即可，大小≤±3%。在與其有關(guān)的故障修理后應(yīng)定期進(jìn)行檢測(cè)。

（3）加速器X射線質(zhì)即X射線能量的高低可通過在標(biāo)準(zhǔn)源皮距下10 cm×10 cm射野、水下10 cm處測(cè)得的射線束中心軸上的百分深度劑量值來表示，并與給定值進(jìn)行比較，可知能量的高低。對(duì)于X射線質(zhì)的穩(wěn)定性可通過射野中心軸上2個(gè)不同深度處測(cè)得的劑量比值來確定。

（4）加速器輸出劑量的校測(cè)應(yīng)每周進(jìn)行1至數(shù)次，因?yàn)橛绊戄敵鰟┝康囊蛩剌^多。如果前期測(cè)量的輸出劑量穩(wěn)定性較好，也可每周只測(cè)1次。測(cè)量的參考射野為10 cm×10 cm，水模體下5 cm處。測(cè)量時(shí)，要將環(huán)境氣壓、溫度、劑量?jī)x本身的校正系數(shù)等3項(xiàng)數(shù)值按要求輸入計(jì)量?jī)x。通過對(duì)輸出劑量的測(cè)量，保證加速器的輸出劑量準(zhǔn)確。

4.3 加速器劑量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的檢測(cè)與校對(duì)

進(jìn)行劑量監(jiān)測(cè)需要有一個(gè)電離室型計(jì)量?jī)x，其靈敏度受電離室內(nèi)氣腔中的空氣密度的影響，在測(cè)量時(shí)，對(duì)氣溫和氣壓要進(jìn)行修正。現(xiàn)場(chǎng)計(jì)量?jī)x、溫度計(jì)、氣壓計(jì)需每年或修理后送國(guó)家計(jì)量部門校對(duì)一次。加速器計(jì)量?jī)x是直接用于患者處方劑量的一種監(jiān)測(cè)，因此，應(yīng)定期檢測(cè)其重復(fù)性、穩(wěn)定性等，與電離室型計(jì)量?jī)x進(jìn)行比對(duì)是非常必要的。

4.4 治療計(jì)劃系統(tǒng)

治療計(jì)劃系統(tǒng)是放射治療中一個(gè)不可缺少的環(huán)節(jié)，它有助于治療計(jì)劃的改進(jìn)和治療精度的提高。但由于計(jì)算機(jī)軟、硬件本身可能產(chǎn)生的問題，而影響治療計(jì)劃的設(shè)計(jì)，因此，應(yīng)定期與參考標(biāo)準(zhǔn)計(jì)劃進(jìn)行比對(duì)，并檢查各種物理數(shù)據(jù)是否正確，從而保證治療計(jì)劃的準(zhǔn)確性，使患者的治療達(dá)到有效和完美。

5 治療安全

放射治療過程中，治療安全也是非常重要的。因?yàn)樯渚€是看不見、摸不著的，人在受照射時(shí)無任何感覺，因此從工作人員和患者雙方都要加強(qiáng)安全意識(shí)。工作人員要參加輻射防護(hù)學(xué)習(xí)，患者在治療前都要被告知注意事項(xiàng)。平時(shí)定期檢查輻射防護(hù)措施的有效性，以及加速器連鎖、治療連鎖的有效性，以國(guó)家規(guī)定為標(biāo)準(zhǔn)。其中加速器連鎖包括應(yīng)急裝置、防撞環(huán)、通話裝置等，治療連鎖包括門連鎖、楔形板連鎖、加速器監(jiān)測(cè)計(jì)量?jī)x工作的有效性、超劑量率連鎖等。輻射防護(hù)包括加速器準(zhǔn)直器的防護(hù)及建筑屏蔽防護(hù)等。為了安全有效地使用直線加速器，所有工作人員必須持證上崗，包括放射工作人員證、直線加速器上崗合格證，以及所有醫(yī)師必須具有執(zhí)業(yè)醫(yī)師證。按工作崗位職責(zé)各負(fù)其責(zé)，認(rèn)真工作、密切配合。

（1）放療醫(yī)師要采用各種手段進(jìn)行腫瘤的診斷和鑒別。根據(jù)適應(yīng)證決定采取根治或故息的治療方法，確定靶區(qū)、限定敏感器官及防護(hù)劑量，對(duì)計(jì)劃方案進(jìn)行確認(rèn)和評(píng)估，優(yōu)選合理的治療方案。對(duì)非常規(guī)治療計(jì)劃,放療醫(yī)師和物理師要參加首次擺位。

（2）放療物理師配合醫(yī)師確定處方劑量和合理的照射技術(shù)；認(rèn)真進(jìn)行劑量計(jì)算和治療計(jì)劃設(shè)計(jì)，對(duì)調(diào)強(qiáng)放療技術(shù)要在驗(yàn)證通過的基礎(chǔ)上才能予以患者的實(shí)際照射；做好放射治療的質(zhì)量保證和質(zhì)量控制工作，與維修工程師一道嚴(yán)格按照檢查頻度要求校正醫(yī)用電子直線加速器的機(jī)械、幾何及電氣參數(shù)，確保機(jī)器的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

（3）放療技師要熟悉醫(yī)用電子直線加速器的性能，熟練掌握其各項(xiàng)操作，特別是一些常用的設(shè)備連鎖和治療連鎖。在對(duì)病人進(jìn)行擺位照射治療時(shí)，首先認(rèn)真核對(duì)要治療的病人與治療單上是否一致，然后按照醫(yī)囑對(duì)各項(xiàng)治療參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，設(shè)置完畢后要仔細(xì)檢查和核對(duì)。核對(duì)醫(yī)囑、劑量等各項(xiàng)，遇到疑問時(shí)，即請(qǐng)主管醫(yī)師說明或更正。在擺位過程中要有高度的責(zé)任心，集中精力，專心致志，嚴(yán)格按照規(guī)程操作機(jī)器，時(shí)刻監(jiān)視機(jī)器的運(yùn)轉(zhuǎn)和病人的治療情況，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)處理。

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Maintenance and Treatment Safety of Medical Linear Accelerator

WANG Jiea, ZHANG Yu-haia, WANG Kanga, ZHAO Jiana, LIU Ya-junb
a. Department of Radiotherapy; b. Medical Engineering Department, The 309thHospital of PLA, Beijing 100091, China

TL53

B

10.3969/j.issn.1674-1633.2012.06.007

1674-1633(2012)06-0020-03

2012-03-20

劉亞軍，中國(guó)人民解放軍第309醫(yī)院醫(yī)學(xué)工程科主任，副主任技師。

作者郵箱：ant2766@sina.com

Abstract:To ensure the safe and reliable use of linear accelerator, achieve the requirements about the radiation treatment for quality assurance and quality control, reduce the incidence of fault, improve the quality of medical accelerator control and treatment effect, this paper introduces the maintenance methods of medical linear accelerator and precautions of treatment safety.

Key words:medical linear accelerator; radiotherapy; quality assurance