醫(yī)用直線加速器的質(zhì)量保證和質(zhì)量控制

王曉云 西藏自治區(qū)人民醫(yī)院醫(yī)學(xué)裝備處 （西藏 拉薩 850000）

內(nèi)容提要： 隨著放射治療技術(shù)的發(fā)展，醫(yī)用直線加速器在腫瘤放射治療活動中的作用越來越重要。醫(yī)用電子直線加速器在加速器中體積小、維護(hù)簡單，已成為當(dāng)前放射治療技術(shù)活動中使用最多的大型設(shè)備。放射治療的過程涉及臨床診斷、靶區(qū)確定、治療計劃、治療實施和驗證觀察等多階段，在實施放射治療過程中保證加速器的精確度和安全性十分必要。所以，通過做好加速器的質(zhì)量保證和質(zhì)量控制是對放射治療有效實施的有利保證。

當(dāng)前，惡性腫瘤已經(jīng)占據(jù)著我國居民死亡原因的第一位，治療腫瘤的方法主要有手術(shù)、放療和化療三大手段，大部分的惡性腫瘤患者需要通過放射治療才能得到較好的治療效果[1]。醫(yī)用電子直線加速器作為腫瘤放射治療的主要設(shè)備，為現(xiàn)代精準(zhǔn)放療提供了重要的技術(shù)保障。為了提高患者的治療精準(zhǔn)度，減少患者的并發(fā)癥和提高患者的生活質(zhì)量，做好醫(yī)用電子加速器的質(zhì)量保證（Quality Assurance，QA）和質(zhì)量控制（Quality Control，QC）是保證醫(yī)用電子加速器正常運(yùn)行必須采取的有效措施。

1.重要機(jī)械幾何精度檢測

1.1 等中心線精度檢測與校準(zhǔn)

在放射治療過程中，醫(yī)用電子直線加速器的運(yùn)動基準(zhǔn)軸線圍繞一個中心點運(yùn)動，輻射軸從以此為中心的最小球體內(nèi)通過，這個中心點就是等中心，所以等中心的精度至關(guān)重要[2]。醫(yī)用電子直線加速器有兩個中心，分別為機(jī)械等中心和輻射等中心，機(jī)械等中心是機(jī)架、準(zhǔn)直器和床三個部分旋轉(zhuǎn)中心的交點，輻射等中心是機(jī)架和機(jī)頭輻射野中心軸的交點。加速器長期使用過程中會發(fā)生偏差，需要依據(jù)技術(shù)手冊和有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對機(jī)架旋轉(zhuǎn)等中心和機(jī)械輻射等中心進(jìn)行精度檢測和校準(zhǔn)。

所述兩等中心的精度檢測和校準(zhǔn)周期建議每年進(jìn)行1～2次，確保加速器的軸線相對于等中心的偏差范圍≤2mm，等中心的偏離＜1mm。機(jī)械等中心的各項指標(biāo)精度誤差＜1mm和0.5°范圍之內(nèi)，機(jī)架和準(zhǔn)直器旋轉(zhuǎn)引起的輻射軸相對于等中心的偏移應(yīng)≤2mm。如上述范圍存在偏差或誤差不在上述范圍，則應(yīng)對相應(yīng)部位進(jìn)行校準(zhǔn)，使之符合國家標(biāo)準(zhǔn)。

1.2 激光定位燈精度與光野輻射野檢測

醫(yī)用直線加速器的激光定位燈是為了方便醫(yī)務(wù)人員給患者進(jìn)行定位腫瘤和位置擺放，對確定治療靶區(qū)具有重要的優(yōu)勢和意義，此時的激光定位燈所指示的位置就是放療中定位等中心位置的基準(zhǔn)，因此決定了放療的安全性和治療精準(zhǔn)性。醫(yī)用直線加速器的激光定位系統(tǒng)有3個部分，每部分含1個激光定位燈，共3個激光定位燈，所述3個定位燈等中心點應(yīng)在半徑R為1mm的球面范圍，且與等中心交匯，從而準(zhǔn)確確定激光燈的位置，所以定位燈的精度檢測十分重要，應(yīng)定期進(jìn)行[3]。

在放射治療中，除了要借助激光定位燈來精準(zhǔn)定位，還要用到光野來指示射野的范圍大小，射野大小的誤差范圍為2mm。加速器經(jīng)過長期使用后，燈光野和輻射野可能存在偏差，不利于患者的治療，校準(zhǔn)需要進(jìn)行定期檢測和校準(zhǔn)。校準(zhǔn)常用的方法是使用膠片，但膠片的價格較貴，可以使用三維水箱掃描檢測照射野的特性。谷曉華等[4]采用“QA驗證版+IP板”的方法分析校準(zhǔn)，該方法簡單實用、經(jīng)濟(jì)劃算、方便調(diào)校。

1.3 治療床精度和機(jī)架、準(zhǔn)直器旋轉(zhuǎn)角精度檢測

治療床是直線加速器支撐患者的主要結(jié)構(gòu)，為常規(guī)放療和精準(zhǔn)放療的患者擺位，具有靈活的運(yùn)動性和剛性。治療床主要由床面組件、橫向運(yùn)動組件、縱向運(yùn)動組件、升降組件、公轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和制動單元組成，其運(yùn)動方式有橫向運(yùn)動、縱向運(yùn)動、升降運(yùn)動、旋轉(zhuǎn)運(yùn)動等。因此，需要定期對治療床的運(yùn)動精度進(jìn)行檢測，主要方法有橫向檢測方法、縱向檢測方法、垂直運(yùn)動檢測方法、旋轉(zhuǎn)檢測方法、剛度檢測方法等。

機(jī)架和準(zhǔn)直器的角精度公差都是1°，應(yīng)定期進(jìn)行檢測。數(shù)字顯示器和機(jī)械指針都顯示有機(jī)架的角度，其度數(shù)都可以進(jìn)行調(diào)整，以顯示正確的數(shù)值。機(jī)架和準(zhǔn)直器的旋轉(zhuǎn)角度的檢測可以使用電子水平儀或氣泡水平尺來進(jìn)行檢測，檢測過程中應(yīng)確保其公差范圍符合上述標(biāo)準(zhǔn)。

2.劑量學(xué)精度檢測

2.1 射線劑量輸出校準(zhǔn)

射束校準(zhǔn)是物理師的主要工作，如果校準(zhǔn)不當(dāng)，將會造成患者的不利治療。但射束校準(zhǔn)工作非常麻煩，既費(fèi)時又費(fèi)力，校準(zhǔn)周期建議每年至少1次，每次需花費(fèi)12h左右才能完成直線加速器的光子束與電子束的校準(zhǔn)。射束校準(zhǔn)只是整個放療過程中的一個組成部分，放療過程還包括其他步驟。根據(jù)國際輻射單位與測量委員會（ICRU）的建議，其照射劑量精度應(yīng)控制在±5%以內(nèi)，且射束校準(zhǔn)的精度應(yīng)控制在2%以內(nèi)。所以射束校準(zhǔn)為加速器提供了劑量控制信號，同時建立了劑量學(xué)基準(zhǔn)與患者吸收劑量之間的量值溯源關(guān)系。

2.2 電離室校準(zhǔn)

電離室可以直接對劑量進(jìn)行測量，可根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行校準(zhǔn)。原理上，電離室中的電荷被電極收集，當(dāng)電離室受到射線照射時，射線與氣體中的分子相互作用，電離室收集體積處于CPE狀態(tài)，通過確定精準(zhǔn)確定輻射氣體的質(zhì)量來確定照射量[5]。電離室的校準(zhǔn)因子取決于所要校準(zhǔn)的射束能量，臨床上使用的電離室需要和設(shè)備相同的射線值進(jìn)行校準(zhǔn)。當(dāng)前，光子束的校準(zhǔn)測量主要采用Farmer電離室，是一種特殊的指型電離室，他在劑量、能量和重復(fù)性等方面具有良好的一致性和穩(wěn)定性，使用廣泛。為了確保測量的準(zhǔn)確性，電離室的校準(zhǔn)周期建議2年1次。

2.3 加速器各類因子穩(wěn)定性檢測

加速器的各種因子穩(wěn)定性檢測主要包括射線輸出因子穩(wěn)定性、射線輸出隨機(jī)架角變化的穩(wěn)定性、楔形因子穩(wěn)定性、離軸因子穩(wěn)定性、擋塊托盤穿射因子穩(wěn)定性、射線中心軸劑量穩(wěn)定性幾個方面的內(nèi)容。射線輸出因子穩(wěn)定性檢測方式是在dmax深度測量3cm×3cm到40cm×40cm方野的輸出量，并將其歸一至10cm×10cm，將得到的比值（輸出因子）與原始值進(jìn)行比對。射線輸出隨機(jī)架角變化的穩(wěn)定性檢測是將上述所述的電離室的附加平衡帽放在加速器的等中心位置，將機(jī)架打到不同的角度用等量的射線照射后觀察其穩(wěn)定性。其他項目的穩(wěn)定性檢測應(yīng)根據(jù)有關(guān)技術(shù)手冊和標(biāo)準(zhǔn)在有資質(zhì)的物理師操作指導(dǎo)下進(jìn)行檢測。

3.小結(jié)

醫(yī)用電子加速器的質(zhì)量保證QA是為了保證加速器的質(zhì)量所采取的有效措施，而質(zhì)量控制QC是為了保證醫(yī)用電子加速器在整個治療過程中的服務(wù)質(zhì)量和治療效果達(dá)到相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行的措施。質(zhì)量保證和質(zhì)量控制相輔相成，不斷循環(huán)，不斷改進(jìn)，猶如PDCA循環(huán)管理模式，是整個放射治療過程的關(guān)鍵一環(huán)，要引起足夠重視[6]。

文章強(qiáng)調(diào)了醫(yī)用直線加速器的幾項機(jī)械幾何精度檢測、劑量學(xué)的精度檢測等有關(guān)內(nèi)容。需要提醒的是，加速器的質(zhì)量保證和質(zhì)量控制還包括加速器的論證購置、安裝調(diào)式、驗收管理、安全性能檢測、維修維護(hù)、計量管理等諸多方面的內(nèi)容。臨床工程師在執(zhí)行加速器的質(zhì)量保證QA和質(zhì)量控制QC時要做好加速器的檢查干擾、計劃干預(yù)、立即干預(yù)或糾正干預(yù)，從而確保整體質(zhì)量的精確性。