西門子ONCOR加速器均坦度優(yōu)化

孔垂林，閆曉梅，展曉宇

西門子ONCOR加速器均坦度優(yōu)化

孔垂林，閆曉梅，展曉宇

0　引言

西門子ONCOR加速器是我院于2010年購進的單光子6 MV直線加速器，安裝使用過程中加速器均坦度一直處于國標（≤3%）之內(nèi)。由于機房于2013年搬遷，安裝調(diào)試過程中發(fā)現(xiàn)機器均坦度不同，機架角不同，照射野與平時使用時變化較大，接近國標甚至超出國標范圍（照射野的平坦度和對稱性要求穩(wěn)定且變化較?。?。根據(jù)國際電子委員會標準，射野平坦度就是在等中心處（位于10 cm模體深度下）或標稱源皮距10 cm模體深度處，最大射野的80%寬度內(nèi)最大、最小劑量偏離中心軸劑量的百分比。射野平坦度和對稱性均應好于3%，且應每月檢查2次[1-2]?，F(xiàn)就其調(diào)試優(yōu)化過程簡要介紹如下。

1　故障現(xiàn)象

機器在搬遷調(diào)試時，我們使用懸掛在機頭的PTW SLA48測量水箱發(fā)現(xiàn)，不同照射野、不同機架角度時平坦度對稱性變化較大，如圖1所示。尤其是20 cm×20 cm照射野，機架角0、90、180、270°時相對初次裝機時變化較大，甚至超出國標要求。同時測量結(jié)果不穩(wěn)定，短時間內(nèi)測量前后結(jié)果有可能相差0.2%，20 cm×20 cm照射野、機架角為0°時，平坦度為2.8%、對稱性為0.4%，而機架角180°時，平坦度為3.1%、對稱性為0.6%。調(diào)整均整塊，無明顯改善。

圖1　5 cm×5 cm照射野靶方向與槍方向的平坦度

2　故障分析與優(yōu)化

故障分析：

（1）檢查Dynamic steering是否處于關閉狀態(tài)。

（2）觀察Beam I波形在0和180°時是否有變化、改變PFN編程值能否改善此現(xiàn)象、反射波在機架角0和180°時是否有變化。

（3）檢查在旋轉(zhuǎn)過程中是否有部件松動，比如偏轉(zhuǎn)磁鐵、偏轉(zhuǎn)磁鐵線圈或者加速管本身[3]。

（4）檢查準直器內(nèi)部是否有部件松動，比如電離室、均整塊。

（5）檢查近期是否更換過主要部件，比如四端環(huán)流器、旋轉(zhuǎn)波導。

（6）檢查附近是否有磁場干擾。

通常情況下，40 cm×40 cm照射野，機架角0和180°時對稱性差別不應超過1%，多數(shù)情況下不超過0.6%。造成這種現(xiàn)象的原因有2個：（1）運輸過程中機械運動導致部件松動或偏移，比如運輸導致加速管底板或偏轉(zhuǎn)磁鐵位移。（2）射線束流本身變化?？梢酝ㄟ^一個測試來確定射線束流是否正常。機架角180°時，40 cm×40 cm調(diào)整均整塊使對稱性在crossplane和inplane方向盡可能接近0.0，然后測量20 cm× 20 cm對稱性，理論上來說應該是0.0。由于束流經(jīng)過270°偏轉(zhuǎn)，40 cm×40 cm和20 cm×20 cm的對稱性可能稍有區(qū)別（變化），但不會很大，如果沒有明顯變化，則束流本身沒問題；如果有明顯變化，則需要重新調(diào)整束流，包括出束的點和方向。

3　測試方法

（1）用千分表來測試旋轉(zhuǎn)機架過程中偏轉(zhuǎn)磁鐵有無松動。我們?nèi)×?個點，上下方向4個，前后2個，機架旋轉(zhuǎn)1周所測結(jié)果為0.26、0.19、0.30、0.25、0.10、0.00 mm。用深度尺測機架旋轉(zhuǎn)過程中均整塊有無松動，結(jié)果為0.1 mm；用塞尺測量加速管出束窗口與靶之間的間隙，0和180°時分別為0.95和1.15 mm，均無明顯變化。

（2）通過加裝stiffener bar（加固裝置）來排除加速管底板形變因素。因為機架旋轉(zhuǎn)過程中支撐加速管的底板有可能受加速管重力影響或者是加速器搬遷過程中由于移動、震動較大引起支撐底板變形。我們在底板兩側(cè)分別加裝了一個stiffener bar來減小機架在不同角度時由于加速管的重力帶來的影響。重新檢測機架角在0、180°時20 cm×20 cm照射野均坦度，測試前后無明顯變化。

（3）重新調(diào)整偏轉(zhuǎn)磁鐵。

（4）排除周圍磁場干擾。使用磁場強度儀測量加速器機架角0、90、180、270°時的磁場強度，均處于自然界磁場本底強度范圍內(nèi)。

4　結(jié)果

通過分析檢測，排除旋轉(zhuǎn)磁鐵位移變化和加速管底板形變；通過磁場檢測儀檢測，排除周圍磁場影響；利用高壓棒測量電子槍電壓，調(diào)節(jié)電子槍參數(shù)及均整塊，改善了平坦度、對稱性，并最終達到理想結(jié)果，確定此種故障為電子槍高壓過低和均整塊位移變化所致。

5　討論

加速器日常檢測時均坦度一般變化較小，但是日常檢測時機架角僅限于0°，當機架角為90、180、270°時均坦度是否與0°有區(qū)別我們不得而知，所以應該定期進行多角度檢測，只有全方位檢測才能保證加速器治療的精確性。由于均坦度可能受多種因素影響，當檢測超出范圍時，如果近期機器經(jīng)歷搬遷或有明顯的碰撞，首先應考慮加速器偏轉(zhuǎn)磁鐵是否有物理變形、加速管底板隨機架轉(zhuǎn)動是否有重力變形；其次調(diào)整均整塊，并確定電離室隨機架變化無相對位移變化，檢測優(yōu)化影響均坦度的參數(shù)，比如電子槍高壓；最后從加速器環(huán)境尋找影響均坦度的原因，比如機房周圍是否存在影響磁場變化的大型儀器設備。日常機房無搬遷和無大的裝修改造時，均坦度如果超標，我們應該首先調(diào)整均整塊，看其是否能夠達到理想的結(jié)果；其次考慮平時機器參數(shù)的優(yōu)化過程中是否導致電子槍的高壓發(fā)生了變化，使用高壓棒測定高壓大小，并進行調(diào)整。當通過改變某因素結(jié)果有所好轉(zhuǎn)時，應反復調(diào)整優(yōu)化直到滿意為止。加速器照射野平坦度、對稱性是射野劑量分布特性的重要指標，但是我們?nèi)粘５臋z測把劑量測量的重點放在了射野中心軸的劑量分布，忽視了射野平面上的劑量分布，而且單純從一個機架角度的平坦度和對稱性來概括所有角度的平坦度和對稱性顯然是不全面的，勢必會影響放療的最終療效。

[1]胡逸民.腫瘤放射物理學[M].北京:原子能出版社，1999:172.

[2]王建禮，邱小平.射野平坦度和對稱性簡便驗證方法的研究[J].醫(yī)療裝備，2010，23（4）:9-10.

[3]竇文，王雪峰.Varian加速器對稱性平坦度的影響因素及調(diào)試[J].醫(yī)療衛(wèi)生裝備，2009，30（7）:127.

[4]顧本廣.醫(yī)用加速器[M].北京:科學出版社，2003:205-237.

（收稿：2014-05-15修回：2014-09-15）

[中國圖書資料分類號]R318.6；TH774B

1003-8868（2015）05-0154-02

10.7687/J.ISSN1003-8868.2015.05.154

100048北京，海軍總醫(yī)院腫瘤診療中心（孔垂林，閆曉梅，展曉宇）

（5）用高壓棒測電子槍高壓，理論值應為12.5kV[4]，通過測量值在服務模式調(diào)整INJE值，由原來的8 000逐漸調(diào)至8200，同時反復調(diào)整均整塊。重新測均坦度，照射野20 cm×20 cm、機架角0°時，平坦度為2.7%、對稱性為0.4%；機架角180°時，平坦度為2.8%、對稱性為0.6%。均坦度有所改善，說明電子槍高壓過低對均坦度有影響，同時優(yōu)化加速器參數(shù)反復測量，平坦度和對稱性均能保持無變化，如圖2所示。

圖2調(diào)整后槍方向、靶方向的平坦度