螺旋斷層放射治療系統(tǒng)的影響因素分析及對(duì)策*

張晉建 黎 靜* 文 婷 葉柳清 余詠蘭 尹智宇 靳懷志 王雅冰 金 松

螺旋斷層放射治療系統(tǒng)的影響因素分析及對(duì)策*

張晉建①黎 靜①*文 婷①葉柳清①余詠蘭①尹智宇①靳懷志①王雅冰①金 松①

目的：針對(duì)螺旋斷層放射治療(TomoTherapy)系統(tǒng)故障率較傳統(tǒng)加速器高的問題，分析影響TomoTherapy開機(jī)率的相關(guān)因素，并提出相應(yīng)對(duì)策，以提高設(shè)備的使用效率。方法：回顧性分析日常故障記錄，總結(jié)影響TomoTherapy開機(jī)率的主要因素。結(jié)果：影響TomoTherapy開機(jī)率的主要因素分別為：溫度冷卻系統(tǒng)、空氣壓縮系統(tǒng)、易損性部件和數(shù)據(jù)安全系統(tǒng)。結(jié)論：對(duì)影響螺旋斷層放射治療系統(tǒng)開機(jī)率的4個(gè)因素提出了相應(yīng)的保養(yǎng)和維護(hù)對(duì)策，以降低設(shè)備故障率，保證系統(tǒng)安全、高效的運(yùn)行。

螺旋斷層放射治療系統(tǒng)；開機(jī)率；溫度冷卻系統(tǒng)；空氣壓縮系統(tǒng)；易損性部件；數(shù)據(jù)系統(tǒng)

[First-author’s address] Tomotherapy Treatment Center, General Hospital of Guangzhou Military, Guangzhou 510010, China.

螺旋斷層放射治療(TomoTherapy)系統(tǒng)是目前最先進(jìn)的調(diào)強(qiáng)放射治療設(shè)備之一，具有腫瘤靶區(qū)劑量均勻性好、適形度高以及正常組織保護(hù)好的優(yōu)點(diǎn)[1-4]。我國于2007年引入首臺(tái)TomoTherapy設(shè)備以來，至今共有11臺(tái)在臨床中開展治療工作，10余臺(tái)準(zhǔn)備安裝投用，其優(yōu)越的腫瘤治療能力使其在臨床上有著廣泛的應(yīng)用[5-7]。由于TomoTherapy的原理和構(gòu)造與傳統(tǒng)放射治療加速器有諸多不同，其保養(yǎng)和維護(hù)有鮮明的特殊性，在我國應(yīng)用時(shí)間相對(duì)較短，對(duì)機(jī)器的保養(yǎng)和維護(hù)經(jīng)驗(yàn)相對(duì)欠缺[8]。為了提高TomoTherapy的開機(jī)率，本研究分析總結(jié)了日常保養(yǎng)和維護(hù)中被忽略的因素，提出相應(yīng)對(duì)策，以提高設(shè)備的使用效率。

1 TomoTherapy系統(tǒng)構(gòu)成

TomoTherapy系統(tǒng)是由螺旋斷層放療機(jī)(Hi·Art)、計(jì)劃工作站、治療工作站及計(jì)算機(jī)工作陣列(包括存儲(chǔ)服務(wù)器和運(yùn)算工作站陣列)等構(gòu)成的有機(jī)整體，溫度冷卻系統(tǒng)和空氣壓縮系統(tǒng)是TomoTherapy系統(tǒng)正常工作不可或缺的部分(如圖1所示)。

2 TomoTherapy開機(jī)率的影響因素

2.1 溫度冷卻系統(tǒng)的配置和保養(yǎng)

圖1 TomoTherapy系統(tǒng)構(gòu)成圖

TomoTherapy是整合在CT滑環(huán)機(jī)架上的放射治療設(shè)備，其與傳統(tǒng)的直線加速器在結(jié)構(gòu)上有著本質(zhì)的區(qū)別，由于其治療出束時(shí)間及劑量率均比常規(guī)直線加速器要高，為了保證設(shè)備穩(wěn)定安全的運(yùn)行，必須具備一套完善的溫度冷卻系統(tǒng)。基于TomoTherapy的特殊結(jié)構(gòu)，其溫度冷卻系統(tǒng)包括恒溫水循環(huán)系統(tǒng)及室溫控制系統(tǒng)。

(1)恒溫水循環(huán)系統(tǒng)。TomoTherapy通過40℃恒溫水循環(huán)系統(tǒng)達(dá)到所需的工作溫度，機(jī)器水溫＞42 ℃將終止出束，故溫度對(duì)機(jī)器部件的工作狀態(tài)有著重要影響[9]。溫度的升高會(huì)引起磁控管和加速管膨脹，造成管尺度的變化，導(dǎo)致管工作頻率發(fā)生變動(dòng)，進(jìn)而影響其正常工作，使機(jī)器劑量率產(chǎn)生變動(dòng)，無法保證精確治療的實(shí)施[10-12]。

(2)室溫控制系統(tǒng)。由于TomoTherapy的恒溫水循環(huán)系統(tǒng)是基于風(fēng)冷卻原理實(shí)現(xiàn)的，為了保證恒溫水循環(huán)系統(tǒng)的正常運(yùn)作，要求有一套完善的室溫控制系統(tǒng)。TomoTherapy系統(tǒng)的室溫控制系統(tǒng)由TomoTherapy底座下一個(gè)出風(fēng)口及機(jī)房室內(nèi)天花板上多個(gè)出風(fēng)口組成。其中，底座的出風(fēng)溫度必須保證＜12.8 ℃，而室內(nèi)溫度要維持在20 ℃以下。分析發(fā)現(xiàn)：當(dāng)機(jī)房室溫＞23 ℃時(shí)，機(jī)器水溫將在10 min左右從40 ℃上升到42 ℃，出束被迫中斷，導(dǎo)致每日總治療時(shí)間延長(zhǎng)約2 h。除了治療室外，計(jì)算機(jī)機(jī)房?jī)?nèi)由于裝置了存儲(chǔ)服務(wù)器和運(yùn)算工作站陣列，產(chǎn)熱量大，溫度＞20 ℃可能導(dǎo)致服務(wù)器發(fā)生故障和數(shù)據(jù)丟失。因此在選擇冷卻空調(diào)配置時(shí)，需要選擇制冷能力較強(qiáng)的工業(yè)用空調(diào)設(shè)備。其解決方案見表1。

2.2 空氣壓縮系統(tǒng)的配置和保養(yǎng)

空氣壓縮系統(tǒng)包括空壓機(jī)、儲(chǔ)氣罐、干冷機(jī)及過濾器?？諌簷C(jī)產(chǎn)生一定壓力的氣體經(jīng)過干燥設(shè)備后通過管道輸送至TomoTherapy的多葉光柵(MLC)控制端口，沖擊MLC葉片使其快速的開閉，實(shí)現(xiàn)對(duì)射束的快速調(diào)制，而空氣壓縮系統(tǒng)的正常工作是TomoTherapy正常使用必不可少的條件。空氣壓縮系統(tǒng)的安全管理和保養(yǎng)維護(hù)應(yīng)做到：①投入使用前，需到壓力容器管理部門進(jìn)行備案，定期為空氣壓縮系統(tǒng)排汽；②每年需校驗(yàn)空氣減壓閥一次，定期更換過濾網(wǎng)和機(jī)油。

表1 溫度冷卻系統(tǒng)配置及維護(hù)解決方案

2.3 TomoTherapy系統(tǒng)易損性部件的監(jiān)測(cè)

靶是產(chǎn)生X射線的基礎(chǔ)部件，電子束打在靶面不同位置上造成靶的損耗不一致，厚薄變得不均勻，導(dǎo)致輸出劑量出現(xiàn)偏差，當(dāng)靶偏差超過允許范圍時(shí)，應(yīng)對(duì)其進(jìn)行更換[13-15]。而MLC驗(yàn)證板是驗(yàn)證MLC葉片到位精度的部件，是精確放射治療的重要保證。由于驗(yàn)證板內(nèi)有光耦器件，輻射后易損，其壽命基本由出束時(shí)間決定。因此，對(duì)易損性部件，如靶、MLC驗(yàn)證板等部件的使用狀況和狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，是TomoTherapy系統(tǒng)維護(hù)和保養(yǎng)的重要內(nèi)容。通過對(duì)2011年6月至2013年5月的故障維修記錄進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，靶和MLC驗(yàn)證板的使用壽命及維護(hù)保養(yǎng)方案見表2。

表2 靶和MLC驗(yàn)證板的使用壽命及維護(hù)保養(yǎng)方案

2.4 數(shù)據(jù)系統(tǒng)維護(hù)

存儲(chǔ)服務(wù)器中存儲(chǔ)著患者的CT圖像、治療計(jì)劃和執(zhí)行狀態(tài)等重要信息，當(dāng)服務(wù)器存儲(chǔ)量＞90%后，會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)庫不穩(wěn)定甚至可能崩潰。為保證機(jī)器的快速響應(yīng)和降低服務(wù)器的故障率，保養(yǎng)維護(hù)應(yīng)做到：①每日更換備份磁盤；②定期備份和刪除結(jié)束治療的計(jì)劃；③當(dāng)存儲(chǔ)量超過空間總量的75%時(shí)，進(jìn)行磁盤整理。

3 結(jié)語

TomoTherapy系統(tǒng)作為全新的圖像引導(dǎo)調(diào)強(qiáng)放射治療設(shè)備，其精度高，適形度好，應(yīng)用前景廣闊。但由于特殊的結(jié)構(gòu)及工作特性使其開機(jī)率較常規(guī)加速器要低，故對(duì)設(shè)備的日常維護(hù)和保養(yǎng)提出了更嚴(yán)格的要求。為了提高TomoTherapy系統(tǒng)的開機(jī)率，在探討保養(yǎng)和維護(hù)中容易忽略的因素后提出保養(yǎng)維護(hù)建議和相應(yīng)對(duì)策，引起新裝機(jī)單位的重視，提高設(shè)備的使用效率。

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Research on factors affecting operation rate of TomoTherapy system and their countermeasures

ZHANG Jin-jian, LI Jing, WEN Ting, et al// China Medical Equipment, 2015,12(1):27-29.

Objective: To analyze the factors affecting operation rate of TomoTherapy system, which had higher failure rate compared to the traditional accelerator. Relevant countermeasures had been proposed to increase the operation rate. Methods: To discuss the main factors affecting operation rate of TomoTherapy, the failure record had been analyzed. Results: Temperature cooling system, compressed air system, deteriorating parts and database system had been summarized to be the main factors caused the failure of the TomoTherapy. Conclusion: Some corresponding maintenance measures specific to the four factors had been proposed in order to reduce TomoTherapy failure rate and increase TomoTherapy service efficiency.

TomoTherapy system; Operation rate; Temperature cooling system; Compressed air system; Deteriorating parts; Database system

張晉建,男,(1988- ),本科學(xué)歷，物理師。廣州軍區(qū)廣州總醫(yī)院螺旋斷層放療中心，從事腫瘤精確放療及設(shè)備維護(hù)。

1672-8270(2015)01-0027-03

R815

A

2014-03-28

廣東省社會(huì)發(fā)展領(lǐng)域科技計(jì)劃(2013B021800051)“非小細(xì)胞肺癌螺旋斷層放療食管損傷相關(guān)因素分析與預(yù)測(cè)”

①廣州軍區(qū)廣州總醫(yī)院螺旋斷層放療中心 廣東 廣州 510010

*通訊作者：jameslijing@163.com

10.3969/J.ISSN.1672-8270.2015.01.008