直線(xiàn)加速器XVI質(zhì)量控制方法的研究

黃 杰

隨著近年來(lái)我國(guó)放射治療的發(fā)展，醫(yī)院從國(guó)外引進(jìn)影像引導(dǎo)放射治療(image guide radiation therapy，IGRT)設(shè)備，用來(lái)引導(dǎo)精確放射治療。作為其子系統(tǒng)的X線(xiàn)容積影像(X-ray volume imaging，XVI)系統(tǒng)是IGRT的成像系統(tǒng)，XVI能夠三維成像，提供近乎實(shí)時(shí)的圖像，精確的定位腫瘤組織和精確引導(dǎo)放療設(shè)備給予腫瘤組織最大劑量的照射，與此同時(shí)最大限度的保護(hù)正常的組織。XVI性能的優(yōu)劣直接影響放射治療的治療效果和治療的精度，通過(guò)對(duì)其性能參數(shù)的質(zhì)量控制檢測(cè)，能夠確保精確的放療安全。

1 一般資料

采用2007至2010年的檢測(cè)數(shù)據(jù)(見(jiàn)表1、表2)做統(tǒng)計(jì)分析。

表1 圖像參數(shù)檢測(cè)數(shù)據(jù)表

表2 X射線(xiàn)參數(shù)數(shù)據(jù)表

2 方法

2.1 X射線(xiàn)系統(tǒng)性能評(píng)價(jià)

2.1.1 檢測(cè)工具

使用Barracuda多功能X射線(xiàn)分析儀

2.1.2 檢測(cè)項(xiàng)目

2.1.2.1 千伏(kV)檔曝光檢測(cè)

要求：最大偏差不能超過(guò)±5%，重復(fù)性不能超過(guò)10%。將機(jī)器曝光條件設(shè)置為100毫安、100毫秒(ms)或10個(gè)毫安秒(mAs)的條件下，在60、80、120三個(gè)千伏檔曝光檢測(cè)，每個(gè)千伏檔曝光3次，記錄數(shù)據(jù)并計(jì)算出重復(fù)性；比對(duì)性能要求，結(jié)果不能超出允許范圍，否則為不合格。

2.1.2.2 毫安(mA)檔曝光檢測(cè)

要求：最大偏差不能超過(guò)±10%，重復(fù)性不能超過(guò)4%。在80千伏，檢測(cè)50、100、200三個(gè)毫安檔，每個(gè)毫安檔曝光檢測(cè)3次，記錄數(shù)據(jù)，計(jì)算重復(fù)性，比對(duì)性能要求，結(jié)果不能超出允許范圍，否則為不合格。

2.1.2.3 劑量檢測(cè)

要求：重復(fù)性不能超過(guò)±2%。在60千伏，32毫安秒；80千伏，24毫安秒；120千伏，10毫安秒三個(gè)不同的條件下，每個(gè)條件曝光3次，計(jì)算其重復(fù)性，結(jié)果不能超出允許范圍，否則為不合格。

2.2 圖像質(zhì)量檢測(cè)

2.2.1 檢測(cè)工具

使用CTP503檢測(cè)體模

2.2.2 測(cè)試條件

(1)球管預(yù)熱。

(2)將床旋轉(zhuǎn)到0o，升到等中心位置。

(3)將體模CTP503放置在床頭，如圖1所示，調(diào)節(jié)旋鈕，使用水平儀測(cè)量，使G-T方向水平。調(diào)整床的高低使體模的測(cè)向的標(biāo)記和水平的激光線(xiàn)重合。體模頂部的中心和垂直的激光線(xiàn)重合和十字線(xiàn)在三分之一處(以槍端為起點(diǎn))。

圖1 體模放置示意圖

(4)將探測(cè)器平板調(diào)整到小FOV(視野)。

(5)使用F0(0號(hào)濾線(xiàn)器)和S20(20厘米的準(zhǔn)直器)。

(6)機(jī)架旋轉(zhuǎn)到180 °。

(7)創(chuàng)建一個(gè)患者，掃描體模。

2.3 三維圖像的低對(duì)比度檢測(cè)

要求：低對(duì)比度應(yīng)＜2.0%。

(1)如圖2所示：觀(guān)測(cè)⑥點(diǎn)在右上角，開(kāi)口標(biāo)記在下的對(duì)比度圖像中最清晰的一幅，測(cè)量③點(diǎn)和④點(diǎn)平均值、SD(標(biāo)準(zhǔn)偏差值)值。

圖2 低對(duì)比度檢測(cè)示意圖(開(kāi)口向下)

(2)如圖3所示：觀(guān)測(cè)⑧點(diǎn)在右上角，開(kāi)口標(biāo)記在下的對(duì)比度圖像中最清晰的一幅，測(cè)量③點(diǎn)和④點(diǎn)平均值、SD(標(biāo)準(zhǔn)偏差值)值。

圖3 低對(duì)比度檢測(cè)示意圖(開(kāi)口向上)

(3)公式1：

(4)利用公式(1)計(jì)算出低對(duì)比度，計(jì)算結(jié)果與性能要求比對(duì)，結(jié)果應(yīng)在允許范圍內(nèi)，否則為不合格。

2.3.1 三維圖像垂直距離

要求：垂直距離應(yīng)為117 mm±1.04 mm。

(1)觀(guān)測(cè)如圖4所示，測(cè)量2點(diǎn)之間的距離和4點(diǎn)與7點(diǎn)之間的距離。

圖4 垂直距離示意圖

(2)測(cè)量結(jié)果與性能要求比對(duì)，結(jié)果不能超出允許范圍，否則為不合格。

2.3.2 三維圖像的水平距離

要求：水平距離應(yīng)為117 mm±1.04 mm

(1)觀(guān)測(cè)如圖5的圖像測(cè)量2點(diǎn)之間的距離和4點(diǎn)和7點(diǎn)之間的距離。

圖5 水平距離示意圖

(2)測(cè)量結(jié)果與性能要求比對(duì)，結(jié)果不能超出允許范圍，否則為不合格。

2.3.3 三維圖像的空間分辨率

要求：空間分辨率應(yīng)＞7l p/cm

(1)觀(guān)測(cè)如圖6所示的最清晰的圖像，分辨能看到線(xiàn)對(duì)數(shù),記錄數(shù)據(jù)。

圖6 空間分辨率

(2)測(cè)量結(jié)果與性能要求比對(duì)，結(jié)果不能超出允許范圍，否則為不合格。

2.3.4 三維圖像的均勻性

要求：均勻性應(yīng)＜2%

(1)觀(guān)測(cè)如圖7所示的最清晰的圖像

圖7 均勻性示意圖

(2)測(cè)量圖像中央和邊遠(yuǎn)任意兩點(diǎn)的像素的平均值

(3)公式2:

(4)利用公式2計(jì)算出均勻性，計(jì)算結(jié)果與性能要求比對(duì)，結(jié)果應(yīng)在允許范圍內(nèi)，否則為不合格。

2.3.5 三維圖象的矢狀位的幾何精度

要求：幾何精度應(yīng)為(110±1.04) mm。(1)觀(guān)測(cè)如圖8所示的最清晰的圖像

圖8 矢狀位幾何精度示意圖

(2)如圖8所示，測(cè)量其兩點(diǎn)之間的距離

(3)測(cè)量結(jié)果與性能要求比對(duì)，結(jié)果應(yīng)在允許范圍內(nèi)，否則為不合格。

3 討論

通過(guò)對(duì)4年的X射線(xiàn)和圖像各個(gè)參數(shù)的檢測(cè)數(shù)據(jù)分析，每年合格的各項(xiàng)參數(shù)百分比如圖9所示。針對(duì)發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題給予及時(shí)的維修或校準(zhǔn)機(jī)器，保障了直線(xiàn)加速器各個(gè)參數(shù)的檢測(cè)合格率為100%。

圖9 檢測(cè)合格圖

4 結(jié)語(yǔ)

XVI系統(tǒng)主要性能指標(biāo)的質(zhì)量控制方法，能夠全面的評(píng)價(jià)XVI系統(tǒng)的性能，對(duì)于不能達(dá)標(biāo)的設(shè)備，應(yīng)該維修和校準(zhǔn)，直至達(dá)到要求后方能在臨床使用。這些方法并非是要建立絕對(duì)的性能標(biāo)準(zhǔn)，其一是為了檢測(cè)購(gòu)買(mǎi)設(shè)備性能指標(biāo)是否合格；其二是為了在機(jī)器安裝完成驗(yàn)收時(shí)建立起一套的基準(zhǔn)值，建立長(zhǎng)期檢測(cè)的機(jī)制，在每次檢測(cè)完成之后，將檢測(cè)值于基準(zhǔn)值進(jìn)行比較，得出結(jié)論機(jī)器工作是否穩(wěn)定。只有建立長(zhǎng)期穩(wěn)定的質(zhì)量保證體系，才能充分發(fā)揮設(shè)備的功能，滿(mǎn)足臨床的需求，保證放射治療的精確、安全，提高患者的治愈率。

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