醫(yī)用直線加速器影像系統(tǒng)的質(zhì)量保證和應(yīng)用研究

陳榮耀

（廣東省農(nóng)墾中心醫(yī)院，廣東 湛江 524002）

1 EPID的質(zhì)量保證和質(zhì)量控制

EPID射野影像系統(tǒng)是裝在加速器上，與準(zhǔn)直器相對(duì)位置，采用非晶硅探測(cè)器面板，加速器焦點(diǎn)到探測(cè)器距離為160cm，最大照射野為40×40cm，具有較高空間分辨率和對(duì)比分辨率。根據(jù)廠商的技術(shù)支持人員建議，需對(duì)其進(jìn)行質(zhì)量控制和質(zhì)量保證，主要包括防碰撞連鎖、探測(cè)器運(yùn)動(dòng)和影像質(zhì)量檢測(cè)和校準(zhǔn)，QA@QC可參考醫(yī)用電子儀器標(biāo)準(zhǔn)IEC 60601-1和醫(yī)用電子儀器安全標(biāo)準(zhǔn)IEC 60601-2-1。

1.1 防碰撞連鎖

防碰撞連鎖是為了避免患者和工作人員在進(jìn)行放射治療或者物理師進(jìn)行QA@QC的時(shí)候?qū)PID發(fā)生碰撞的裝置。（1）對(duì)其防碰撞連鎖檢測(cè)首先應(yīng)打開(kāi)EPID到等中心位置，人為可控地對(duì)EPID板進(jìn)行按壓，直至觸發(fā)連鎖裝置，檢測(cè)機(jī)架是否可繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，理論應(yīng)觸發(fā)連鎖導(dǎo)致機(jī)架無(wú)法轉(zhuǎn)動(dòng)；（2）打開(kāi)EPID板，轉(zhuǎn)動(dòng)大機(jī)架一周，保證此過(guò)程無(wú)連鎖警示；（3）驗(yàn)證設(shè)備按鈕STOP MOTORS是否失靈，先按下按鈕，機(jī)架和EPID板無(wú)法轉(zhuǎn)動(dòng)，再次按下按鈕后可正常使用，否則需校準(zhǔn)。

1.2 EPID運(yùn)動(dòng)范圍檢測(cè)

具體方法：將探測(cè)器置中心于加速器的激光等中心位置，使用長(zhǎng)度大于115mm剛性標(biāo)尺，使0mm處先置于AB方向上，分別記錄探測(cè)器在A、B方向上移動(dòng)的最大距離，其移動(dòng)值應(yīng)大于115mm，再把剛性標(biāo)尺置于GT方向，使探測(cè)器往T方向移動(dòng)，并距離其最大距離，其值應(yīng)大于115mm，否則，需校準(zhǔn)。

1.3 EPID的影像質(zhì)量檢測(cè)

對(duì)比分辨率（Contrast Resolution）是評(píng)價(jià)EPID圖像質(zhì)量重要指標(biāo)之一。

檢測(cè)工具：Las-Vegas模體，其由14cm×14cm大小、厚度2.18cm的鋁板組成，表面有排列規(guī)則的圓孔。如圖,圓孔的直徑C1～C6分別為1mm、2mm、4mm、7mm、15mm大小不等，排列深度R1～R5分別為0.25cm、0.5cm、1.0cm、2.0cm和3.0cm，不同的能量和深度代表不同的EPID圖像分辨率水平。

檢測(cè)方法：將大機(jī)架、準(zhǔn)直器，分別置于0°，射線能量為6M，小機(jī)頭開(kāi)野為15×15cm，并打開(kāi)EPID板，將Las Vegas體模置于治療床，盡量使其在等中心位置，機(jī)器出束10MU，接受并分析EPID所獲得的圖像。

分析方法：采取細(xì)節(jié)-對(duì)比分析法，首先，查看接受影像的圓孔的數(shù)和位置與廠家的標(biāo)準(zhǔn)圖像對(duì)比。其結(jié)果應(yīng)為掃描影像所示孔數(shù)應(yīng)比廠家標(biāo)準(zhǔn)圖像顯示更多的圓孔，則表示檢測(cè)通過(guò)，否則，需校準(zhǔn)。如圖1，“×”表示正常對(duì)比度可以顯示的圓孔。

圖1

其中，左圖“×”為正常對(duì)比度顯示的圓孔，右圖為接受的影像顯示。

2 EPID的臨床應(yīng)用

EPID作為一類二維劑量測(cè)量設(shè)備，因患者體位存在誤差難以得到實(shí)時(shí)驗(yàn)證而設(shè)計(jì)。后來(lái)，隨著科技發(fā)展，其作用應(yīng)用越來(lái)越廣泛，特別在它的劑量學(xué)特性上，例如，利用EPID獲得靶區(qū)、非均勻性組織及OAR的劑量大小和范圍變化等。

在每次的放療計(jì)劃被執(zhí)行時(shí)，或多或少會(huì)因?yàn)榧す鉄粝到y(tǒng)發(fā)生錯(cuò)誤、機(jī)架及準(zhǔn)直器系統(tǒng)錯(cuò)誤或者人為錯(cuò)誤等原因?qū)е律湟拔恢煤突颊邤[位發(fā)生誤差甚至錯(cuò)誤情況。有文獻(xiàn)顯示，頭頸部放療患者一般擺位誤差在±3～±5mm，對(duì)于胸腹部則會(huì)高達(dá)±7～±15mm，這會(huì)對(duì)患者造成極大的放療損傷，因此，在治療時(shí)，進(jìn)行位置校準(zhǔn)，是確保高質(zhì)量放療的重要保證。使用EPID系統(tǒng)應(yīng)用在患者的擺位及射野位置的驗(yàn)證，能夠有效地發(fā)現(xiàn)誤差，獲得誤差值，并進(jìn)行人為干預(yù)校正。

射野影像系統(tǒng)EPID可應(yīng)用在患者的擺位及射野位置的驗(yàn)證，包括治療前校正射野、治療前校正患者擺位、治療中校正患者擺位、治療間校正患者擺位、離線評(píng)價(jià)患者擺位、調(diào)強(qiáng)射野強(qiáng)度分布的驗(yàn)證，射野設(shè)計(jì)和驗(yàn)證，方便地用于補(bǔ)償器設(shè)計(jì)及其厚度分布的驗(yàn)證等。另外，還可以取代膠片、電離室等測(cè)量設(shè)備，可直接測(cè)量射野半影、均整度、對(duì)稱性，可用于驗(yàn)證射野的大小和形狀。

2.1 治療前校正患者擺位

在技術(shù)員進(jìn)行計(jì)劃執(zhí)行前，應(yīng)對(duì)患者的位置進(jìn)行準(zhǔn)確擺位，但肉眼畢竟難以精確擺位，包括看激光燈角度偏差等原因，會(huì)導(dǎo)致擺位發(fā)生誤差或者錯(cuò)誤，如果無(wú)法及時(shí)發(fā)現(xiàn)，會(huì)造成無(wú)法挽回的醫(yī)療事故，因此可以在技術(shù)員把患者主觀準(zhǔn)確擺位后，再使用射野影像系統(tǒng)進(jìn)行圖像采集，然后通過(guò)采集的圖像和計(jì)劃重建的DRR進(jìn)行比對(duì)，確保誤差在允許范圍內(nèi)進(jìn)行治療。

2.2 治療間校正患者擺位

物理師在進(jìn)行計(jì)劃設(shè)計(jì)時(shí)，一般腫瘤靶區(qū)外擴(kuò)為計(jì)劃靶區(qū)PTV，其范圍都采用國(guó)際通用標(biāo)準(zhǔn)，例如，頭頸部腫瘤采用3mm的距離外擴(kuò)，胸腹部一般是10mm左右的外擴(kuò)，來(lái)修正患者在擺位時(shí)出現(xiàn)的誤差值。而實(shí)際中，患者的擺位誤差值不盡相同，存在個(gè)體差異，為解決這個(gè)問(wèn)題，Yan Di提出自適應(yīng)放療的思想（asaptive radiation therapy）。例如，自首次放療開(kāi)始，每次都使用EPID采集患者的擺位影像，再傳輸?shù)椒治鱿到y(tǒng)，去獲得每次的誤差值。利用前幾次的數(shù)據(jù)來(lái)判斷整個(gè)療程的誤差值，并進(jìn)行二次計(jì)劃評(píng)估，進(jìn)而減少患者漏照或者多照的情況。

2.3 EPID在患者劑量驗(yàn)證的應(yīng)用

劑量驗(yàn)證是指患者實(shí)際接收的劑量和計(jì)劃給予的劑量是否相一致，對(duì)每個(gè)計(jì)劃在執(zhí)行放療前，進(jìn)行劑量驗(yàn)證，是確?；颊呤欠瘾@得準(zhǔn)確劑量的必要手段之一。

EPID系統(tǒng)作為一個(gè)輻射探測(cè)器，可對(duì)其進(jìn)行劑量刻度，當(dāng)成劑量?jī)x來(lái)應(yīng)用，可獲得射野的投射劑量分布（transmission dose distribution）或者可獲得射野劑量圖像(portal dose image，簡(jiǎn)稱 PDI)。具體方法為，將獲得的射野劑量圖像傳輸至分析軟件與傳輸至分析軟件的計(jì)劃平面劑量進(jìn)行平面劑量對(duì)比分析，其平面劑量驗(yàn)證方法采用Gamma分析(3mm/3%)法，且計(jì)劃的測(cè)量點(diǎn)通過(guò)率須達(dá)到95%以上。

3 結(jié)語(yǔ)

就當(dāng)前來(lái)說(shuō)，電子射野影像系統(tǒng)（EPID）基本都有在新型的加速器上配備，未來(lái)也會(huì)對(duì)EPID進(jìn)行更多的研究和應(yīng)用。作為一種常用的臨床設(shè)備，其自身的質(zhì)量保證和質(zhì)量控制是十分重要的。這需要物理師、工程師、技師、場(chǎng)外技術(shù)支持人員的相互密切配合，精誠(chéng)合作，才能把整個(gè)流程的質(zhì)控工作做好，并且每個(gè)放療中心必須參照國(guó)內(nèi)外的QA@QC標(biāo)準(zhǔn)來(lái)制定一套適合科室的完整質(zhì)控體制，除此，在系統(tǒng)更新升級(jí)后，應(yīng)該對(duì)EPID系統(tǒng)進(jìn)行一次完整的質(zhì)量保證才可供臨床使用。