【摘要】目的 比較4種常見直線加速器晨檢儀的性能差異。方法用三維水箱,劑量?jī)x和電離室測(cè)量并調(diào)整直線加速器劑量學(xué)參數(shù),確保加速器的束流系統(tǒng)基本穩(wěn)定,包括中心軸輸出量(CAX)、射野平坦度(FLAT)和射野對(duì)稱性(SYM)。對(duì)4種晨檢儀LINA-C、QUICK-CBEAM-C和QA3,設(shè)置基準(zhǔn)線,并對(duì)加速器進(jìn)行檢測(cè)和記錄,比較各晨檢儀的監(jiān)測(cè)結(jié)果。依據(jù)TG 142報(bào)告要求設(shè)置加速器劑量學(xué)參數(shù)(CAX和 SYM)偏差,使用晨檢儀檢測(cè),測(cè)試其靈敏度。結(jié)果4種晨檢儀的監(jiān)測(cè)結(jié)果與三維水箱和劑量?jī)x測(cè)得的基準(zhǔn)值相比差異不大,CAX[敏感詞]偏差為L(zhǎng)INA-C的0.5%FLAT[敏感詞]偏差為QUICK-C的-0.45%，SYM[敏感詞]偏差為BEAM-C的0.5%。4臺(tái)晨檢儀均能檢測(cè)出設(shè)定的劑量學(xué)參數(shù)偏差。結(jié)論各臺(tái)晨檢儀的穩(wěn)定性均能滿足日常檢測(cè)需求。LINA-C只能提供CAX監(jiān)測(cè).QUICK-CBEAM-C和QA3 晨檢儀除了能夠滿足AAPM的TG142報(bào)告中的日常設(shè)備質(zhì)量控制的要求,還提供了各自獨(dú)特的附加功能?；鶞?zhǔn)線的設(shè)置是晨檢儀是否能準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)直線加速器劑量學(xué)參數(shù)的關(guān)鍵因素。測(cè)量結(jié)果報(bào)警時(shí),建議首先檢查晨檢儀的工作狀況,不宜以晨檢儀的監(jiān)測(cè)結(jié)果直接調(diào)整直線加速器。

【關(guān)鍵詞】晨檢;中心軸輸出量;平坦度;對(duì)稱性

直線加速器的晨檢是一項(xiàng)監(jiān)測(cè)設(shè)備穩(wěn)定性的重要工作， 其檢測(cè)結(jié)果直接影響患者治療的實(shí)施【1-2】。按照美國(guó)醫(yī)學(xué)物理師協(xié)會(huì)(AmericanAssociation of Physicists in Medicine,AAPM)TG-142號(hào)報(bào)告的建議,加速器的日常質(zhì)量控制包括劑量學(xué)參數(shù)、機(jī)械參數(shù)和相關(guān)安全連鎖等【3】。這項(xiàng)工作一般在晨檢時(shí)完成,要求檢測(cè)人員和設(shè)備能夠準(zhǔn)確快速地提供測(cè)量結(jié)果。劑量學(xué)參數(shù)的檢測(cè)大多采用膠片、劑量?jī)x和小水箱(或固體水)的方式來(lái)完成,操作較為復(fù)雜,且費(fèi)時(shí)【4-6】,而作為能夠檢測(cè)加速器基本劑量學(xué)參數(shù)的一體化的集成設(shè)備,晨檢儀的出現(xiàn)解決了這一問(wèn)題【7-8】。本研究對(duì)幾種常用晨檢儀的性能進(jìn)行了比較分析。

材料與方法

1.材料設(shè)備:美國(guó)瓦里安Clinacix6MVX射線加速器:PTW三維水箱(MP3)及掃描分析軟件MEPHYSTO mcc 3.0,劑量?jī)x(Unidose webline)0.6cc(PTW30010)和0.125 cc電離室(PTW31010)。4臺(tái)晨檢儀分別為德國(guó)PTW公司制造的LINACHECK(LINA-C)和QUICKCHECKWEBNE(QUICK-C)，美國(guó)Standard Image 公司制造的QABEAMCHECKER"(BEAM-C)及美國(guó)SUNNUCLEAR 公司制造的DailyQA3?(QA3)。4臺(tái)晨檢儀均能滿足常用高能光子和高能電子的能量范圍列于表1。

LINA-C和QUICK-C電子和光子能量在同一測(cè)量平面,具有離線測(cè)量、測(cè)量結(jié)果實(shí)時(shí)顯示和自動(dòng)存儲(chǔ)的功能。BEAM-C電子和光子能量不在同一測(cè)量平面,需根據(jù)射線類型選擇相應(yīng)的測(cè)量模式,可采用離線或在線測(cè)量,但機(jī)載顯示屏僅顯示測(cè)量結(jié)果通過(guò)或錯(cuò)誤報(bào)警代碼。0A3電子和光子能量在同一測(cè)量平面,沒有機(jī)載顯示屏,采用在線測(cè)量的方式。

2.創(chuàng)建基準(zhǔn)線:根據(jù)國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)IAEA 398【9】號(hào)報(bào)告，使用0.6cc(1cc=1cm3)指型電離室和劑量?jī)x測(cè)量并校準(zhǔn)加速器[敏感詞]劑量;使用三維水箱、0.125cc指型電離室測(cè)量并調(diào)整直線加速器劑量學(xué)參數(shù)(FLATSYM)使其符合AAPMTG-142號(hào)報(bào)告的要求。分析并記錄上述劑量學(xué)數(shù)據(jù),作為三維水箱監(jiān)測(cè)的基準(zhǔn)線。設(shè)定晨檢儀各項(xiàng)劑量監(jiān)測(cè)的誤差范圍如下:中心軸輸出劑量(CAX)±3%、平坦度(FLAT)±3%、對(duì)稱性(SYM)±3%。需要注意的是,常規(guī)概念中的中心軸[敏感詞]劑量、射野平坦度和對(duì)稱性等參數(shù)【10】,與各晨檢儀內(nèi)部定義的參數(shù)略有差別。

按照每臺(tái)晨檢儀的要求,測(cè)量經(jīng)劑量?jī)x和三維水箱調(diào)整后的加速器劑量學(xué)數(shù)據(jù),并存儲(chǔ)其結(jié)果作為日常比對(duì)的基準(zhǔn)線。射野范圍按晨檢儀手冊(cè)設(shè)置，其中UNA-C設(shè)置為10cmx10cm:QUICK-C、BEAM-C及QA3統(tǒng)一設(shè)置為20cmx20cm。各晨檢儀對(duì)基準(zhǔn)線的設(shè)定和存儲(chǔ)略有不同:①LNA-C僅對(duì)中心軸輸出量進(jìn)行監(jiān)測(cè),需手動(dòng)記錄并計(jì)算±3%的數(shù)值區(qū)間:②QUICK-C僅在設(shè)定誤差范圍時(shí)需要與計(jì)算機(jī)連接,基準(zhǔn)線數(shù)據(jù)采集完后,自動(dòng)歸一并同時(shí)將換算的歸一系數(shù)(k.)和基準(zhǔn)線存儲(chǔ)在系統(tǒng)中;③BEAM-C在基準(zhǔn)線數(shù)據(jù)采集和設(shè)置時(shí)需要連接計(jì)算機(jī),采集完后自動(dòng)識(shí)別能量,并基于系統(tǒng)自帶的算法給出劑量參數(shù)的監(jiān)測(cè)結(jié)果;④QA3在采集基準(zhǔn)線數(shù)據(jù)前,需要按照操作流程對(duì)探測(cè)器進(jìn)行校準(zhǔn),其他過(guò)程與BEAM-C類似。

3.穩(wěn)定性對(duì)比:設(shè)定加速器機(jī)架0°,準(zhǔn)直器0°,能量6MV,劑量率400 MU/min,使用劑量?jī)x、三維水箱、0.6cc和0.125cc電離室監(jiān)測(cè)直線加速器的穩(wěn)定性,連續(xù)測(cè)量4周,參數(shù)包括中心軸輸出量(加速器出束100MU條件下)平坦度以及對(duì)稱性:同步依次進(jìn)行晨檢儀測(cè)量并記錄結(jié)果。其中LINA-C僅提供了中心軸輸出劑量的監(jiān)測(cè),無(wú)法監(jiān)測(cè)平坦度和對(duì)稱性。

4.靈敏度檢測(cè):根據(jù)晨檢儀CAX允許誤差范圍±3%的設(shè)定,將加速器輸出量分別設(shè)置成97和103 MU,逐一檢測(cè)晨檢儀監(jiān)測(cè)的中心軸輸出量并記錄。根據(jù)晨檢儀對(duì)稱性允許誤差范圍±3%的設(shè)定結(jié)合三維水箱測(cè)量結(jié)果調(diào)整加速器機(jī)架角度為7°以產(chǎn)生3%的對(duì)稱性偏差,檢測(cè)晨檢儀射野的對(duì)稱性監(jiān)測(cè)狀況并記錄結(jié)果。

5.統(tǒng)計(jì)學(xué)處理:數(shù)據(jù)以[敏感詞]測(cè)量偏差表示。采用SPSS 19.0進(jìn)行分析不同晨檢儀的測(cè)量偏差,采用配對(duì)t檢驗(yàn)。P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

結(jié)果

1．晨檢儀穩(wěn)定性對(duì)比：４臺(tái)晨檢儀穩(wěn)定性zui大測(cè)量偏差見表２。

CAX:由三維水箱和劑量?jī)x測(cè)量的jue對(duì)劑量的偏差為0,顯示加速器束流系統(tǒng)穩(wěn)定。與之相比，LINA-C、QUICK-C、BEAM-C和QA3監(jiān)測(cè)的射束中心軸輸出量偏差,均展示了不同程度的隨機(jī)波動(dòng)，偏差zui大值為L(zhǎng)INA-C的0.5%,但差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

射野平坦度(FLAT):三維水箱測(cè)量得到的FLAT 偏差<0.01%,QUICK-C、BEAM-C和QA3 晨檢儀測(cè)量的偏差均<0.5%,射野平坦度每日偏差呈現(xiàn)隨機(jī)波動(dòng)狀。與三維水箱的測(cè)量結(jié)果相比，QUICK-C和BEAM-C的zui大偏差,差有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=3.076、3.157，P<0.05)。雖然 QUICK-C 和BEAM-C監(jiān)測(cè)的FAT偏差較大,但是監(jiān)測(cè)結(jié)果符合AAPMTG14中對(duì)醫(yī)用直線加速器質(zhì)量保證項(xiàng)目的規(guī)定。

SYM:三維水箱測(cè)量結(jié)果顯示,射野左右方向?qū)ΨQ性(LRSYM)的偏差為0.01%,槍靶方向?qū)ΨQ性(TG SYM)的偏差為0.02%。QUICK-C、BEAM-C和QA3測(cè)量的LRSYM和TGSYM每日偏差呈現(xiàn)隨機(jī)波動(dòng)狀。與三維水箱測(cè)量結(jié)果相比,對(duì)于LRSYMBEAM-C的zui大偏差差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=-10.130.P<0.05):對(duì)于TG SYM,BEAM-C的zui大偏差差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=-2.324，P<0.05)BEAM-C監(jiān)測(cè)的LRSYM及TGSYM差較大,但結(jié)果未超出 TG 142的規(guī)定。

2.晨檢儀靈敏度對(duì)比:中心軸輸出量偏差測(cè)試結(jié)果顯示,4臺(tái)晨檢儀均檢測(cè)出CAX超過(guò)限定值(顯示值均為3%),并提出警告。射野對(duì)稱性偏差測(cè)試結(jié)果顯示,INA-C沒有檢測(cè)射野偏差的功能僅對(duì)QUICKC、BEAM-C及OA3進(jìn)行測(cè)試,在機(jī)架設(shè)置為7°時(shí),3臺(tái)晨檢儀均發(fā)出警告,但數(shù)值略有差別,分別為3.40%、3.50%和-3.49%。

討論

三維水箱和劑量?jī)x的測(cè)量結(jié)果顯示，,直線加速器的中心軸輸出量、平坦度和對(duì)稱性的偏差均<0.03%,說(shuō)明加速器的速流系統(tǒng)基本穩(wěn)定,可以排除直線加速器對(duì)于4臺(tái)晨檢儀每日測(cè)量所產(chǎn)生的偏差的影響。由于晨檢儀顯示的中心軸劑量、平坦度和對(duì)稱性的數(shù)值僅來(lái)自于嵌人晨檢儀的一個(gè)中心電離室(CAX)或周邊等距離嵌入的電離室的測(cè)量值,因此,擺位誤差以及電離空本身的不確定度,都可直接導(dǎo)致晨檢儀的測(cè)量偏差,這種測(cè)量偏差是無(wú)法避免的。根據(jù)晨檢儀的穩(wěn)定性測(cè)試顯示,4臺(tái)晨檢儀的每日測(cè)量偏差均<0.5%,符合TG-142報(bào)告對(duì)醫(yī)用直線加速器的質(zhì)量保證項(xiàng)目的規(guī)定。

晨檢儀靈敏度的測(cè)試結(jié)果顯示,機(jī)架角度相同時(shí),3臺(tái)晨檢儀LRSYM的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)并不相同考慮主要原因如下:3臺(tái)晨檢儀用于射野對(duì)稱性監(jiān)測(cè)的電離室的測(cè)量位置不同【7】;各個(gè)廠家的晨檢儀對(duì)于劑量學(xué)參數(shù)的監(jiān)測(cè)算法略有不同;擺位誤差及電離室本身的不確定度。由此影響基準(zhǔn)線數(shù)據(jù)的采集及3臺(tái)晨檢儀實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),導(dǎo)致最終監(jiān)測(cè)結(jié)果的差別。其中,以射野左右方向?qū)ΨQ性監(jiān)測(cè)為例,假設(shè)基線測(cè)量時(shí)射野對(duì)稱性為完全對(duì)稱,人為引人左側(cè)和右側(cè)的偏差分別為3%時(shí)，僅晨檢儀的算法即可導(dǎo)致0.1%左右的偏差。但當(dāng)基準(zhǔn)線的數(shù)據(jù)不夠理想時(shí),會(huì)對(duì)晨檢儀的監(jiān)測(cè)結(jié)果,造成削減或增益的影響。因此對(duì)于基準(zhǔn)線的采集,需要格外謹(jǐn)慎,建議先用三維水箱精密掃描,得到加速器各個(gè)劑量學(xué)參數(shù)的[敏感詞]值,再用晨檢儀采集基準(zhǔn)線數(shù)據(jù),盡量減少與三維水箱數(shù)據(jù)的差異。必要時(shí)可考慮設(shè)定更加嚴(yán)格的誤差范圍。

從實(shí)際應(yīng)用的角度來(lái)講,LINA-C僅提供了中心軸輸出劑量的監(jiān)測(cè),其應(yīng)用范圍有限,QUICK-C、BEAM-C和OA3相對(duì)更為實(shí)用,但在日常晨檢中,亦各有利弊。PTW公司的QUICK-C所采用的離線測(cè)量和測(cè)量數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)顯示,不同射線類型在同一測(cè)量平面完成的方式,可以快速獲取直線加速器的多項(xiàng)性能指標(biāo),尤其在監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)重復(fù)測(cè)量時(shí),為技術(shù)人員節(jié)省了大量的操作時(shí)間。但需要注意的是,多個(gè)能量監(jiān)測(cè)時(shí),能量選擇必須與QUICK-C存儲(chǔ)的基準(zhǔn)線數(shù)據(jù)一致,否則會(huì)導(dǎo)致錯(cuò)誤結(jié)果。相對(duì)于OUICK-C.BEAM-C具有能量自動(dòng)識(shí)別與對(duì)比功能,但BEAM-C的電子和光子的測(cè)量平面不同,需要根據(jù)射線類型,選擇正確的測(cè)量平面;同時(shí),由于其機(jī)載顯示屏無(wú)法顯示所有監(jiān)測(cè)信息,處理錯(cuò)誤信息時(shí)需要與計(jì)算機(jī)連接,對(duì)于數(shù)據(jù)分析帶來(lái)不便。而QA3沒有機(jī)載顯示屏,每次測(cè)量與數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)時(shí)均需與裝有通訊軟件的計(jì)算機(jī)連接。其便捷性不如QUICK-C和BEAM-C,但其具備20cmx20cm的照射野鉛門到位精度監(jiān)測(cè)功能。

綜上,晨檢儀對(duì)于直線加速器是能夠起到很好的日常檢測(cè)作用,其穩(wěn)定性和靈敏度均能滿足日常需求。但當(dāng)測(cè)量結(jié)果報(bào)警時(shí),建議首先檢查晨檢儀的工作狀況(如供電是否充足、位置擺放是否準(zhǔn)確是否按照設(shè)定的能量順序監(jiān)測(cè)),不宜以晨檢儀的監(jiān)測(cè)結(jié)果直接調(diào)整直線加速器。

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作者：胡俏俏，張藝寶，劉卓倫，張健，岳海振，吳昊
來(lái)源：中華放射醫(yī)學(xué)與防護(hù)雜志2015年７月第35卷第７期，本轉(zhuǎn)載僅提供個(gè)人學(xué)習(xí)交流，無(wú)商業(yè)性質(zhì)，轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明出處，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系我們刪除。