針對TrueBeam醫(yī)用直線加速器的質(zhì)量控制方法

陸佳揚

(汕頭大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬腫瘤醫(yī)院，廣東汕頭515041)

針對TrueBeam醫(yī)用直線加速器的質(zhì)量控制方法

陸佳揚

(汕頭大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬腫瘤醫(yī)院，廣東汕頭515041)

美國瓦里安公司全新設(shè)計的醫(yī)用直線加速器TrueBeam的質(zhì)量控制方法與傳統(tǒng)直線加速器的質(zhì)量控制方法存在一些不同。本文將介紹專門針對TrueBeam直線加速器的常用的質(zhì)量控制方法。

TrueBeam;直線加速器;質(zhì)量控制

美國瓦里安醫(yī)療系統(tǒng)(Varian Medical System)公司推出的TrueBeam醫(yī)用電子直線加速器從傳統(tǒng)機械電子模式向數(shù)字自動化模式轉(zhuǎn)變［1］，因此在絕對劑量輸出、鉛門(準(zhǔn)直光欄)到位精度、燈光野垂直性、輻射野對稱性、板載影像(On－Board Imager，OBI)系統(tǒng)等中心的校準(zhǔn)方法存在一定的差異。本文針對TrueBeam直線加速器這五個方面的質(zhì)量控制方法進(jìn)行介紹。

1 絕對劑量輸出校準(zhǔn)

傳統(tǒng)直線加速器的絕對劑量輸出是通過電路板控制元件進(jìn)行校準(zhǔn)，調(diào)整過程需要依靠不斷嘗試，而TrueBeam在軟件中數(shù)字化調(diào)整，可一步到位，將絕對劑量輸出誤差校準(zhǔn)至接近0%。操作方法如下:進(jìn)入service模式，按照常規(guī)校準(zhǔn)步驟，選擇需要校準(zhǔn)的能量檔，設(shè)定100MU，鉛門位置設(shè)為10×10cm2，多葉準(zhǔn)直器(Multi－Leaf Collimator，MLC)確保在 retracted位置，保證 SSD(源皮距)為100cm，電離室探頭置于水箱或固體水中測量處，出束測量，劑量儀讀數(shù)經(jīng)過修正得到所測劑量，根據(jù)百分深度劑量(Percentage Depth Dose，PDD)及相關(guān)因子推算出射野中心軸上最大劑量點深度處的劑量(cGy)。假設(shè)最大劑量點深度處劑量為98.5 cGy，即誤差為－1.5%，則在Beam-Tuning選項卡，進(jìn)Dose Cal，輸入98.5cGy，點擊Calibrate按鈕進(jìn)行校準(zhǔn)，校準(zhǔn)完提示界面如圖1所示。點擊Save Configuration進(jìn)行保存設(shè)置。結(jié)果，再一次測量進(jìn)行驗證時，理論上出束100MU，射野中心軸最大劑量點深度處測量到的劑量應(yīng)為100cGy。

圖1 校準(zhǔn)絕對劑量輸出后的界面

2 鉛門到位精度校準(zhǔn)

機架置于0°，保證SSD(源皮距)為100cm，使用標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)紙進(jìn)行標(biāo)定。進(jìn)入service模式，選擇Axis選項卡，確定需要進(jìn)行校準(zhǔn)的鉛門(Jaw)，比如X1，X2，Y1，或Y2，點擊Readout Calibration(Using Field Light)下面的鎖頭符號，使得按鈕System Calibrate由灰色變?yōu)榛顒訝顟B(tài)，如圖2所示。

圖2 鉛門校準(zhǔn)前解鎖按鈕

點擊System Calibrate按鈕，打開光野燈，鉛門投影在坐標(biāo)紙上分別走至1.0cm、19cm時點擊capture按鈕獲取數(shù)值進(jìn)行標(biāo)定。例如，如圖3所示，進(jìn)行Y2的校準(zhǔn)，step1 capture first point標(biāo)定1cm位置，step2 capture second point標(biāo)定19cm位置。如圖4所示，step3 Verify and acquire查看校準(zhǔn)所得新值與舊值的差異程度，若差異過大則需要謹(jǐn)慎處理，決定接受還是拒絕。

圖3 Y2鉛門校準(zhǔn)的第一步和第二步

圖4 標(biāo)定完鉛門位置所得新值與舊值的比較

3 燈光野垂直性校準(zhǔn)

傳統(tǒng)直線加速器燈光源隨著準(zhǔn)直器的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)，而TrueBeam燈光源是不隨準(zhǔn)直器的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)的，這就導(dǎo)致了TrueBeam燈光野垂直性的調(diào)整方法與傳統(tǒng)直線加速器存在不同。而且，傳統(tǒng)直線加速器是機械調(diào)整，而 TrueBeam是通過軟件進(jìn)行調(diào)整。為檢測燈光野的垂直性，機架置于0°，準(zhǔn)直器轉(zhuǎn)為270°(或90°)，將電子束限光筒掛于小機頭處，限光筒處放一塊硬板并固定不動，放上一張畫有十字的白紙，將白紙的十字與準(zhǔn)直器的十字線投影進(jìn)行匹配，并將白紙貼緊固定。準(zhǔn)直器旋轉(zhuǎn)180°的幅度，即由270°旋轉(zhuǎn)為90°(或由90°旋轉(zhuǎn)為270°)。觀察十字線投影是否仍然與白紙上的十字重合，如果重合，說明燈光野的垂直性很好，不需要校準(zhǔn)，如果準(zhǔn)直器旋轉(zhuǎn)了180°后，白紙上的十字與準(zhǔn)直器的十字線投影出現(xiàn)偏離，超過允許范圍，則需要進(jìn)行校準(zhǔn)。

校準(zhǔn)方法:進(jìn)入 service模式，選擇Carousel選項卡，進(jìn)入Field Light模塊，將Activate Record Retrieval根據(jù)需要選擇為Radial(徑向)或Transverse(橫向)，如圖5、6所示。床0度時進(jìn)退床方向為Radial，左右方向為Transverse。在準(zhǔn)直器旋轉(zhuǎn)了180°后測量十字線投影與白紙上十字的徑向或橫向偏移距離，將所測得的徑向或橫向距離的一半數(shù)值填入Radial Axis或Transverse Axis的Program項目中。當(dāng)調(diào)整十字線投影與白紙十字的重合度達(dá)到滿意水平時，點擊Acquire All Exp Sec Pos按鈕。最終點擊Save Configuration按鈕保存設(shè)置。

圖5 選擇需要調(diào)整的方向:Radial或Transverse

圖6 在Radial Axis的Program中輸入偏離距離一半數(shù)值

4 輻射野對稱性校準(zhǔn)

傳統(tǒng)直線加速器校準(zhǔn)輻射野對稱性時需要手動調(diào)整控制柜(console)中電路板的可變電阻進(jìn)行調(diào)整，比較繁瑣。而TrueBeam只需在Service模式中進(jìn)行數(shù)字化調(diào)整。進(jìn)行輻射野對稱性校準(zhǔn)時，使用質(zhì)量保證設(shè)備儀器(比如三維水箱或者二維電離室矩陣MatrixX)監(jiān)測輻射野的對稱性:保證SSD為100cm，測量光子束對稱性時衰減厚度為水等效10cm，測量電子束對稱性時衰減厚度等于最大劑量深度，作為背向散射的材料厚度保證大于或等于水等效10cm。

在操作界面中，進(jìn)入service模式中，選擇Symmetry Cal選項卡，根據(jù)需要調(diào)整Angle R或者Angle T。Angle R為徑向(Radial)，Angle T為橫向(Transverse)。由于在電子打靶前的路徑中先受Angle T影響，后受Angle R影響，所以一般先調(diào)Angle T，再調(diào)Angle R。調(diào)整步驟具體操作如圖7所示，調(diào)整Angle R時，先將Angle R的伺服(Servo)設(shè)為off狀態(tài)，在Angle Radial模塊的Angle R文本框中輸入調(diào)整數(shù)值，不斷地調(diào)整直至實測輻射野對稱性符合要求為止。這時，點擊Calibrate按鈕，然后將Angle R的伺服(Servo)還原為On狀態(tài)。校準(zhǔn)完畢。最終點擊Save Configuration按鈕保存設(shè)置。

圖7 輻射野對稱性的校準(zhǔn)

5 板載影像(OBI)等中心的校準(zhǔn)

板載影像(OBI)等中心校準(zhǔn)是使用校準(zhǔn)過的MV持續(xù)模式(低能量6MV X線和300MU/min劑量率)、動態(tài)增益KV模式來改進(jìn)PU(Position Unit)臂的幾何校準(zhǔn)。OBI等中心校準(zhǔn)前應(yīng)先校準(zhǔn)MV和kV成像模式。

校準(zhǔn)工具擺位操作:將IsoCal支架鎖在床板H4位置上，IsoCal模體掛在床頭支架上，使用激光燈和十字線將IsoCal模體對齊在等中心處，如圖8所示。將IsoCal配套的部分衰減板插進(jìn)機頭內(nèi)托架里。

圖8 IsoCal模體

在軟件界面中，進(jìn)入imager calibration模式，點擊Axis Position顯示當(dāng)前的軸位置。打開 summary表顯示所有imagercalibration模式。在校準(zhǔn)工作區(qū)點右鍵，選Isocenter Calibration，打開等中心校準(zhǔn)界面，并按提示進(jìn)一步操作:檢查Imager Positions的各項參數(shù):MV imager Pos:Enable; kV source Pos:Enable;kV Imager Pos:Enable;Gantry Rtn: 180;Coll Rtn:90。當(dāng)各參數(shù)符合要求時則出束獲取4個不同準(zhǔn)直器角度的影像。然后按next按鈕。做完一條弧的照射后按next。將軸位置和影像臂移到所要求位置，進(jìn)行kV Beam On及MV Beam On。

最終，校準(zhǔn)結(jié)果如圖9所示，在兩個獨立曲線圖案中，MV和kV成像器偏移是機架角的函數(shù)，曲線圖案表示在所有機架角中，治療等中心在MV和kV成像器成像平面上的投影?；疑€表示目前正在使用的一個校準(zhǔn)，黑色線顯示新計算的校準(zhǔn)。矩形的中間點表示成像器中心。操作者根據(jù)現(xiàn)有校準(zhǔn)數(shù)據(jù)，參考先前的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)，決定Accept還是Decline。

圖9 OBI等中心校準(zhǔn)結(jié)果

6 結(jié)論

醫(yī)用直線加速器的各項參數(shù)的質(zhì)量控制對于保證放射治療的安全進(jìn)行相當(dāng)重要［2］，對新型直線加速器TrueBeam采用針對性的正確的質(zhì)量控制方法很有必要。本文對True-Beam常用的質(zhì)量控制方法進(jìn)行介紹與分享，可為相關(guān)質(zhì)控人員提供參考。

［1］Glide－Hurst C，Bellon M，F(xiàn)oster R，et al.Commissioning of the Varian TrueBeam linear accelerator:a multi－institutional study［J］.Med Phys，2013，40(3):031719.

［2］Chang Z，Wu Q，Adamson J，et al.Commissioning and dosimetric characteristics of TrueBeam system:composite data of three True-Beam machines［J］ .Med Phys，2012，39(11):6981－7018.

Quality Control for TrueBeam Medical Linear Accelerator

LU Jia－Yang
(Cancer Hospital of Shantou University Medical College，Shantou 515041，China)

There are some differences in the quality control techniques from Varian traditional linear accelerator to the newly designed linear accelerator TrueBeam.The special quality control techniques commonly used for TrueBeam are introduced in this paper.

TrueBeam;Linear accelerator;Quality control

RL53

A

1002－2376(2015)07－0015－03

2015－04－06