放射治療質量保證和質量控制工具- 三維藍水箱(3D-Blue phantom)劑量測量系統(tǒng)

陳曉劉旭紅＊李文輝,2

1 云南省腫瘤醫(yī)院放療中心 （云南 昆明 650118）

2 昆明醫(yī)科大學第三附屬醫(yī)院 （云南 昆明 650118）

放射治療質量保證和質量控制工具- 三維藍水箱(3D-Blue phantom)劑量測量系統(tǒng)

陳曉1劉旭紅1＊李文輝1,2

1 云南省腫瘤醫(yī)院放療中心 （云南 昆明 650118）

2 昆明醫(yī)科大學第三附屬醫(yī)院 （云南 昆明 650118）

使用三維藍水箱（3D-Blue phantom）對直線加速器等放療設備進行劑量技術指標檢測，并對測量結果進行數據分析，測量結果有偏差的項目需對設備進行實時調整；直線加速器安裝驗收結束后，需要三維水箱進行各種治療數據的采集，將測量得到的所有治療數據和機器參數輸入擬合到治療計劃系統(tǒng)（TPS）中。三維藍水箱是質量保證和治療控制的重要工具。

質量控制 三維藍水箱 劑量測量 治療計劃

放射治療作為治療腫瘤的三大手段之一，其目的是最大限度的殺滅腫瘤細胞并有效保護周圍正常組織和重要器官[1]。大型醫(yī)用放射治療設備，如直線加速器、治療計劃系統(tǒng)等必須具有嚴格的質量控制，才能保證對病人實施正確的放射治療[2]。三維水箱作為加速器各項參數的調試和驗收以及治療計劃系統(tǒng)數據采集的重要工具，在質量保證和質量控制工作中起著重要的作用。另外，對直線加速器、60CO遠距離治療機等放療設備的檢測不可能在人體上進行，必須使用人體組織等效材料，水對放射線的吸收、散射幾乎與人體軟組織近似，水的成分穩(wěn)定又容易獲得，因此將三維水箱（3D-water phantom）作為與人體等效模型進行質保和質控測量工作。

1.三維藍水箱（3D-Blue phantom）的組成

三維藍水箱由德國IBA公司生產，分為硬件和軟件兩部分。

硬件：水模體（water phantom）、中央控制器（CCU）、計算機（computer）、升降臺（lift table）、儲水池（water reservoir）、探測器（detector）、遙控器（remote control）、精密步進電機。該水箱采用磁致伸縮傳感器控制三維伺服機構的精密走位，走位精度可達0.1mm；采用結實耐用的全框架結構，并帶有靈活精密的調水平機構。

軟件：Omnipro Accept7.1。該軟件有眾多功能：如支持水中、空氣中和膠片的劑量測量設備、支持調強質量保證設備、方案指導用戶通過全部的試運行過程、向下兼容RFAplus和WP700數據（一維離軸比+等劑量曲線）、加速器坐標系統(tǒng)數據、實時數據分析、能生成測量順序并執(zhí)行、支持所有劑量測量規(guī)范，即使在測量的過程中，也支持多任務、過濾器易于處理大量數據、等劑量線計算、TMR測量和PDD/TMR計算、電離室校準、絕對劑量測量、自動生成輸出因子表、對R0TS所需所有數據的測量和轉換、數據列表、完備的文本和可尋求幫助功能、與Windows兼容，可使用剪切、拷貝、粘貼板功能將數據與EXCELL或其他windows應用程序間交換，具有高效率的連續(xù)掃描模式。

2.三維藍水箱的使用方法

（1）放置藍水箱于升降臺上。

（2）將儲水池中的水注入藍水箱。

（3）調節(jié)源皮距，SSD=100 cm，水表面與左、右激光燈橫線對齊。

（4）將藍水箱與中央控制器和電腦相連接。

（5）將探測器與藍水箱固定好。

（6）調節(jié)藍水箱水平。

（7）定義水平衡和中心點，測量探測器置于射野中心點位置，安裝參考探測器置于燈光野內靠射野邊緣，

（8）打開三維藍水箱電腦軟件，選擇測試項目，直線加速器或60CO遠距離治療機選擇射線種類、能量、照射野大小、劑量率、出束劑量或時間等準備測量。

3.三維藍水箱的臨床應用

（1）使用三維藍水箱對放療設備進行劑量技術指標檢測：在加速器放射治療中，要想獲得準確的處方劑量或作等中心照射，首先應對加速器的各項參數進行全面、準確的測量[3]。三維藍水箱能對射線在水模中相對劑量分布，如百分深度劑量PDD、射野離軸比OAR（可同時對不同平面，不同深度）、組織最大劑量比TMR等進行快速自動掃描，并將結果數值化并自動算出射線的半高寬、半影、對稱性、平坦度、最大劑量點深度等參數[4]。三維藍水箱更適合于放療物理室和放療檢測機構對光子線和電子線所有復雜或常規(guī)的測量工作，如：放療設備安裝后的驗收檢測；放療設備主要部件修理或更換后的測試；放療設備的功能特性是在不斷變化的，由于電路故障、元器件故障和機械故障都可能導致設備性能的突然改變，而元器件老化及品質下降可以引起設備性能的緩慢改變，因此，對于所有的放療設備必須定期進行預防性檢測。測試中對超出誤差范圍的的參數及時進行修正，以保證放療設備的正常工作。如X射線或電子射線在X Y方向平坦度超過106%，對稱性超過2%就要進行調整。

（2）對放療設備進行數據的采集和刻度：所有的放療設備安裝結束且驗收合格后，還不能直接投入臨床使用，必須使用三維水箱測量大量的劑量學數據：測量水中開野的profle、水中楔形野的profle、開野輸出因子、楔形野輸出因子、水中X射線百分深度劑量PPD、水中電子線百分深度劑量PPD、鉛擋穿透因子、托盤穿透因子、MLC穿透因子、準直器穿透因子、各種方形野在不同深度處的射野離軸比（OAR）、各種方形野的準直器散射因子Sc和模體散射因子Sp、各種射線能量的劑量參考深度Dm。測量出的數據推導出的劑量學數據，如空氣組織比TAR、組織最大劑量比TMR、散射空氣比SAR、散射最大劑量比SMR或散射模體比等。事后可顯示、分析、制表、打印測量結果并將測量結果自動轉換成為許多治療計劃系統(tǒng)（TPS）能接受的格式而直接輸入到治療計劃系統(tǒng)（TPS）中去。

（3）注意事項

①注意在檢測時三維水箱探頭的掃描，速度需要控制，步進速度不能過快，否則容易帶來較大誤差[5]。

②由于水箱和垂直掃描臂被水浸泡，在每次使用完后，還要擦干水箱和掃描臂膀水分并晾干水分后再裝箱。

③探測器、控制盒和各種聯接電纜要注意防塵、防潮，以免發(fā)生漏電和漂移，在每次使用完后要把它們放入干燥箱中妥善保存。

4.結束語

三維水箱的架設、使用較為復雜，但其測量參數多、精確度高，特別是直線加速器和60CO遠距離治療機等放療設備治療數據的采集和刻度，其他非三維水箱測試設備無法替代，所以三維水箱是放療設備的質量保證和質量控制不可缺少的一個重要工具。3D-Blue Phantom型三維水箱及其配套軟件OmniPro-Accept作為一個優(yōu)秀的醫(yī)用輻照設備的劑量掃描裝置，其強大的功能，方便的操作以及可提供的多種TPS接口使得其成為當今最優(yōu)秀的三維劑量掃描系統(tǒng)之一[6]。

[1] 胡逸民.腫瘤放射物理學[M].原子能出版社,1999-09.

[2] 吳湘陽,張坤,常曉斌,等.三維水箱不同測試條件對數據采集結果的影響和分析[J].現代腫瘤醫(yī)學,2015,23(22):3322-3326.

[3] 程曉軍,戴富友,胡傳朋,等.Blue Phantom放療三維水箱測量加速器TMR與PDD轉換TMR的比較[J].中國輻射衛(wèi)生,2008,17(3):322-324.

[4] 李國慶,徐保強,林意群.三維水箱測量系統(tǒng)[J].醫(yī)療裝備,2000,14(4):9-10.

[5] 周獻鋒,曹興江,張乙眉,等.三維水箱系統(tǒng)和劑量分布儀測量結果比較[J].中國輻射衛(wèi)生,2009,18(3):382-383.

[6] 杜翔,王進,余寧樂.Blue Phantom三維水箱在醫(yī)用電子加速器質控檢測中的應用[J].中國輻射衛(wèi)生,2012,21(3):330-331.

1006-6586(2017)14-0133-02

R197.39

A

2017-06-01

陳曉，主要從事醫(yī)用電子直線加速器等大型放療設備的維護和維修，曾三次赴美、英等國學習直線加速器技術，在國家正規(guī)刊物上發(fā)表第一作者和通訊作者文章26篇；劉旭紅，通訊作者。