直线加速器的验收检测及质量保证
作者：孙朝阳 肖 锋 陈福慈
单位：
孙朝阳 肖 锋(第四军医大学西京医院(710032))；陈福慈(广州军区武汉总医院(430070))
关键词：
自1953年直线加速器 自1953年直线加速器(Linear Accelerator, LA)用于肿瘤放射治疗以来，至今已得到广泛应用。我国自1968年开始应用于临床，目前已有300多台用于肿瘤的治疗[1]。LA是一种技术复杂、自动化程度高的放射性大型设备，如果质量不好或使用不当可能发生意外事故，因此LA从安装调试、验收检测及质量保证到日常保养显得非常重要。本文就这方面的内容作一探讨。
1. 直线加速器的验收
, 百拇医药 1.1 验收的目的及意义 验收检测的目的是为了用独立于LA装置系统之外的其它仪器，如照射量仪、三维水箱等测量系统的定量参数，建立LA系统性能的基准，核实出厂参数，建立质量保证检测标准。
1.2 验收的主要项目及标准 LA的电器、机械及卫生防护性能应符合ZBF 91002—88专业标准和GBW4—81卫生防护国家标准的要求[2]。依据JJG664—90《医用加速器X辐射源检定规程》和JJG592—89《医用加速器电子辐射源检定规程》[3]，逐条逐项进行验收。其验收的主要项目和标准为：
① 能量：对X射线束，一般要指明能谱中的最大能量(即打靶时入射的电子束能量)。但是，临床上用穿透特性，即水中的半峰值深度所对应的MV数来表示X射线的标称能量。对选定的标称能量，其穿透特性的值与给定值之差必须<±3。电子束能量在水箱表面实测电子束入射能量与标称能量之差ΔE应符合表1所给的值。
, 百拇医药
表1 ΔE值
标称能量E※(Mev)
能量差ΔE(Mev)
4≤E<10
<0.5
10≤E<25
<1.0
25≤E≤35
<1.5
※依第一次检定时的实测能量为准
② 吸收剂量：X射线和电子束在正常治疗距离处，监测剂量仪预选值与吸收剂量测量值的相对偏差都应<±2%。
, 百拇医药
③ 重复性：X射线和电子束剂量值的重复性偏差都应≤0.5%。
④ 稳定性：X射线短期、一天和一周稳定性均应优于±2%；电子束吸收剂量的短期、一天、一周稳定性应分别优于±2%、±3%、±4%。
⑤ 均整度：X射线在校准深度处，均整面积内(见图1)最大吸收剂量值与最小吸收剂量值之比值P不超过表2所给的值；电子束在正常治疗距离处，对于选定的标称能量，在10cm×10cm的照射野上必须满足：A. 在参考深度处和在两主轴上，90%等剂量曲线和几何野之边的距离必须小于1.0cm，在拐角的平分线上，90%等剂量曲线和几何野边之间的距离必须小于2.0cm；B. 在与电子束轴垂直的均匀平面内吸收剂量的最大值与最小值之比不超过110%。
⑥ 对称性：X射线在校准深度处，与射线中心轴对称位置上两点的吸收剂量之比应小于1.03。
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图1
表2 q值
X射线标称能量E(MV)
q(%)
E<5
<60
5≤E<15
<50
15≤E<35
<40
⑦ 污染：当用X射线照射时，电子污染增加表皮的吸收剂量。在10cm×10cm照射野条件下，射束中心轴上水箱表面吸收剂量与峰值吸收剂量之比值q不得超过表2所给的数据。当用电子束照射时，X射线污染的份额，在标称能量E大于或等于4MeV而小于15MeV时，应小于5%；当标称能量大于或等于小15MeV而于或等35MeV时，应小于10%。
, 百拇医药
⑧ 监测剂量仪剂量率线性：在不同的剂量率下，吸收剂量的测量值与监测剂量仪示值之比的最大相对偏差σmax，X线为≤±2%，电子束为≤±3%。
⑨ 监测剂量仪吸收剂量线性：在不同的预选剂量值下，吸收剂量测量与监测剂量仪示值之比的最大相对偏差X线和电子束均为σmax≤±2%。
2. 直线加速器的质量保证 (QA)
直线加速器结构复杂，只有对其机械和几何参数进行定期检查和调整，才能保证其质量。根据国内外有关资料，直线加速器QA的检查项目及周期见表3所示。
表3 直线加速器QA检查周期表[4，5]
检查周期
检查项目
, 百拇医药
允许
精度
备注
(±)
每日
X线输出剂量稳定性
2%*
激光定位灯(两侧及顶激光)
2mm*
每日
或每周
至少2次
常规剂量测量(中心轴上参考点处，对所有能量检查cGy/mu关系)
, 百拇医药
2%
每周2次
电子束输出剂量稳定性
3%
光野与射野的重合性
2mm*
每周
X线平坦度和对称性
3%*
电子束平坦度和对称性
3%*
X线能量
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2%*
J20/J10比值
的变化量
电子束能量
2mm*
治疗深度
R85的变化
3mm
治疗深度
R80的变化
每月
光距尺指示
, 百拇医药
2mm
照射野指示
2mm
机架角度指示
1°
准直器角度指示
1°
束流中心轴与十字线符合性
1mm
等中心改变
2mm
准直器旋转
2mm直径
, 百拇医药
机架旋转
2mm直径
床旋转
2mm直径
每年
床垂直运动
2mm
床横(纵)向运动
2mm
垂直下垂
2mm
机架旋转指示
0.5°
, 百拇医药
加速器剂量监测仪线性
1%
* AAPM美国医学物理学会
3. 保证加速器稳定性的措施
LA是高精密大型医疗设备，对工作环境的电源电压、温度、湿度等均有相应要求。根据我们10多年的经验，主要应做好以下几方面的工作，以保证LA的稳定性。
3.1 稳定的电源 我国引进的LA装置，大多是按国外供电条件设计的，这些国家的电网供电较为稳定，国内外的标称电压和频率也略有差异。在我国现有条件下，为确保LA的正常工作，LA的电源应采用专线，专用变压器，避免与电源电压变化大的负载共用，以防止突然掉电给机器带来影响。LA对供电要求较严格，电压过高或过低都会直接影响输出剂量率，引起能量的改变。据观察，电压波动引起的变化，可使吸收剂量的变化超过其临床治疗所要求的允许误差。为保证LA的稳定运行及剂量的准确，必须加装一台自动调压的交流稳压电源及过压保护装置。
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3.2 适宜的温度和湿度 LA对机房和循环水温有较严格的规定，温度应保持在18℃～22℃，超过允许范围，机器会自动停机，或影响剂量率。湿度应控制在70%以下。机房湿度过高，会引起高压放电、打火。导致某些材料及结构的几何变形和性能变化，还可能引起漏电，危及安全。另外，湿度过高还可引起精密机械部件生锈而降低精度，缩短其使用寿命。在环境温度急剧变化时，为防止水份凝结在电器元件上，因此，应装置一台除湿机。
3.3 保持良好的清洁度 良好的清洁环境是
所有电器设备的共同要求。由于静电作用，空气中飘浮的灰尘颗粒易附着于集成电路等元件表面，如不及时清除，将影响其散热，时间长后会影响工作性能，甚至烧毁。因此，应及时清除电路板上的灰尘。对电机及易磨损机械部件应注意清洗、注油，调整机械精度，防止因过度磨损造成机械精度下降而影响治疗效果。
参 考 文 献
1.中华人民共和国卫生部防疫司.中华人民共和国放射卫生防护法规汇编.1986.p459.
2.邢桂平等主编.实用医学放射剂量学.黄河出版社.1995.139～150.
3.谷铣之等主编.肿瘤放射治疗学.北京医科大学.中国协和医科大学联合出版社.
4.Khan FM. The physics of radiotion therapy,Blatimore,USA:Williams and wilkins,2nd 1992,p538, 百拇医药
单位：
孙朝阳 肖 锋(第四军医大学西京医院(710032))；陈福慈(广州军区武汉总医院(430070))
关键词：
自1953年直线加速器 自1953年直线加速器(Linear Accelerator, LA)用于肿瘤放射治疗以来，至今已得到广泛应用。我国自1968年开始应用于临床，目前已有300多台用于肿瘤的治疗[1]。LA是一种技术复杂、自动化程度高的放射性大型设备，如果质量不好或使用不当可能发生意外事故，因此LA从安装调试、验收检测及质量保证到日常保养显得非常重要。本文就这方面的内容作一探讨。
1. 直线加速器的验收
, 百拇医药 1.1 验收的目的及意义 验收检测的目的是为了用独立于LA装置系统之外的其它仪器，如照射量仪、三维水箱等测量系统的定量参数，建立LA系统性能的基准，核实出厂参数，建立质量保证检测标准。
1.2 验收的主要项目及标准 LA的电器、机械及卫生防护性能应符合ZBF 91002—88专业标准和GBW4—81卫生防护国家标准的要求[2]。依据JJG664—90《医用加速器X辐射源检定规程》和JJG592—89《医用加速器电子辐射源检定规程》[3]，逐条逐项进行验收。其验收的主要项目和标准为：
① 能量：对X射线束，一般要指明能谱中的最大能量(即打靶时入射的电子束能量)。但是，临床上用穿透特性，即水中的半峰值深度所对应的MV数来表示X射线的标称能量。对选定的标称能量，其穿透特性的值与给定值之差必须<±3。电子束能量在水箱表面实测电子束入射能量与标称能量之差ΔE应符合表1所给的值。
, 百拇医药
表1 ΔE值
标称能量E※(Mev)
能量差ΔE(Mev)
4≤E<10
<0.5
10≤E<25
<1.0
25≤E≤35
<1.5
※依第一次检定时的实测能量为准
② 吸收剂量：X射线和电子束在正常治疗距离处，监测剂量仪预选值与吸收剂量测量值的相对偏差都应<±2%。
, 百拇医药
③ 重复性：X射线和电子束剂量值的重复性偏差都应≤0.5%。
④ 稳定性：X射线短期、一天和一周稳定性均应优于±2%；电子束吸收剂量的短期、一天、一周稳定性应分别优于±2%、±3%、±4%。
⑤ 均整度：X射线在校准深度处，均整面积内(见图1)最大吸收剂量值与最小吸收剂量值之比值P不超过表2所给的值；电子束在正常治疗距离处，对于选定的标称能量，在10cm×10cm的照射野上必须满足：A. 在参考深度处和在两主轴上，90%等剂量曲线和几何野之边的距离必须小于1.0cm，在拐角的平分线上，90%等剂量曲线和几何野边之间的距离必须小于2.0cm；B. 在与电子束轴垂直的均匀平面内吸收剂量的最大值与最小值之比不超过110%。
⑥ 对称性：X射线在校准深度处，与射线中心轴对称位置上两点的吸收剂量之比应小于1.03。
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图1
表2 q值
X射线标称能量E(MV)
q(%)
E<5
<60
5≤E<15
<50
15≤E<35
<40
⑦ 污染：当用X射线照射时，电子污染增加表皮的吸收剂量。在10cm×10cm照射野条件下，射束中心轴上水箱表面吸收剂量与峰值吸收剂量之比值q不得超过表2所给的数据。当用电子束照射时，X射线污染的份额，在标称能量E大于或等于4MeV而小于15MeV时，应小于5%；当标称能量大于或等于小15MeV而于或等35MeV时，应小于10%。
, 百拇医药
⑧ 监测剂量仪剂量率线性：在不同的剂量率下，吸收剂量的测量值与监测剂量仪示值之比的最大相对偏差σmax，X线为≤±2%，电子束为≤±3%。
⑨ 监测剂量仪吸收剂量线性：在不同的预选剂量值下，吸收剂量测量与监测剂量仪示值之比的最大相对偏差X线和电子束均为σmax≤±2%。
2. 直线加速器的质量保证 (QA)
直线加速器结构复杂，只有对其机械和几何参数进行定期检查和调整，才能保证其质量。根据国内外有关资料，直线加速器QA的检查项目及周期见表3所示。
表3 直线加速器QA检查周期表[4，5]
检查周期
检查项目
, 百拇医药
允许
精度
备注
(±)
每日
X线输出剂量稳定性
2%*
激光定位灯(两侧及顶激光)
2mm*
每日
或每周
至少2次
常规剂量测量(中心轴上参考点处，对所有能量检查cGy/mu关系)
, 百拇医药
2%
每周2次
电子束输出剂量稳定性
3%
光野与射野的重合性
2mm*
每周
X线平坦度和对称性
3%*
电子束平坦度和对称性
3%*
X线能量
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2%*
J20/J10比值
的变化量
电子束能量
2mm*
治疗深度
R85的变化
3mm
治疗深度
R80的变化
每月
光距尺指示
, 百拇医药
2mm
照射野指示
2mm
机架角度指示
1°
准直器角度指示
1°
束流中心轴与十字线符合性
1mm
等中心改变
2mm
准直器旋转
2mm直径
, 百拇医药
机架旋转
2mm直径
床旋转
2mm直径
每年
床垂直运动
2mm
床横(纵)向运动
2mm
垂直下垂
2mm
机架旋转指示
0.5°
, 百拇医药
加速器剂量监测仪线性
1%
* AAPM美国医学物理学会
3. 保证加速器稳定性的措施
LA是高精密大型医疗设备，对工作环境的电源电压、温度、湿度等均有相应要求。根据我们10多年的经验，主要应做好以下几方面的工作，以保证LA的稳定性。
3.1 稳定的电源 我国引进的LA装置，大多是按国外供电条件设计的，这些国家的电网供电较为稳定，国内外的标称电压和频率也略有差异。在我国现有条件下，为确保LA的正常工作，LA的电源应采用专线，专用变压器，避免与电源电压变化大的负载共用，以防止突然掉电给机器带来影响。LA对供电要求较严格，电压过高或过低都会直接影响输出剂量率，引起能量的改变。据观察，电压波动引起的变化，可使吸收剂量的变化超过其临床治疗所要求的允许误差。为保证LA的稳定运行及剂量的准确，必须加装一台自动调压的交流稳压电源及过压保护装置。
, http://www.100md.com
3.2 适宜的温度和湿度 LA对机房和循环水温有较严格的规定，温度应保持在18℃～22℃，超过允许范围，机器会自动停机，或影响剂量率。湿度应控制在70%以下。机房湿度过高，会引起高压放电、打火。导致某些材料及结构的几何变形和性能变化，还可能引起漏电，危及安全。另外，湿度过高还可引起精密机械部件生锈而降低精度，缩短其使用寿命。在环境温度急剧变化时，为防止水份凝结在电器元件上，因此，应装置一台除湿机。
3.3 保持良好的清洁度 良好的清洁环境是
所有电器设备的共同要求。由于静电作用，空气中飘浮的灰尘颗粒易附着于集成电路等元件表面，如不及时清除，将影响其散热，时间长后会影响工作性能，甚至烧毁。因此，应及时清除电路板上的灰尘。对电机及易磨损机械部件应注意清洗、注油，调整机械精度，防止因过度磨损造成机械精度下降而影响治疗效果。
参 考 文 献
1.中华人民共和国卫生部防疫司.中华人民共和国放射卫生防护法规汇编.1986.p459.
2.邢桂平等主编.实用医学放射剂量学.黄河出版社.1995.139～150.
3.谷铣之等主编.肿瘤放射治疗学.北京医科大学.中国协和医科大学联合出版社.
4.Khan FM. The physics of radiotion therapy,Blatimore,USA:Williams and wilkins,2nd 1992,p538, 百拇医药