【摘要】目的 比较4种常见直线加速器晨检仪的性能差异。方法用三维水箱,剂量仪和电离室测量并调整直线加速器剂量学参数,确保加速器的束流系统基本稳定,包括中心轴输出量(CAX)、射野平坦度(FLAT)和射野对称性(SYM)。对4种晨检仪LINA-C、QUICK-CBEAM-C和QA3,设置基准线,并对加速器进行检测和记录,比较各晨检仪的监测结果。依据TG 142报告要求设置加速器剂量学参数(CAX和 SYM)偏差,使用晨检仪检测,测试其灵敏度。结果4种晨检仪的监测结果与三维水箱和剂量仪测得的基准值相比差异不大,CAX[敏感词]偏差为LINA-C的0.5%FLAT[敏感词]偏差为QUICK-C的-0.45%，SYM[敏感词]偏差为BEAM-C的0.5%。4台晨检仪均能检测出设定的剂量学参数偏差。结论各台晨检仪的稳定性均能满足日常检测需求。LINA-C只能提供CAX监测.QUICK-CBEAM-C和QA3 晨检仪除了能够满足AAPM的TG142报告中的日常设备质量控制的要求,还提供了各自独特的附加功能。基准线的设置是晨检仪是否能准确监测直线加速器剂量学参数的关键因素。测量结果报警时,建议首先检查晨检仪的工作状况,不宜以晨检仪的监测结果直接调整直线加速器。

【关键词】晨检;中心轴输出量;平坦度;对称性

直线加速器的晨检是一项监测设备稳定性的重要工作， 其检测结果直接影响患者治疗的实施【1-2】。按照美国医学物理师协会(AmericanAssociation of Physicists in Medicine,AAPM)TG-142号报告的建议,加速器的日常质量控制包括剂量学参数、机械参数和相关安全连锁等【3】。这项工作一般在晨检时完成,要求检测人员和设备能够准确快速地提供测量结果。剂量学参数的检测大多采用胶片、剂量仪和小水箱(或固体水)的方式来完成,操作较为复杂,且费时【4-6】,而作为能够检测加速器基本剂量学参数的一体化的集成设备,晨检仪的出现解决了这一问题【7-8】。本研究对几种常用晨检仪的性能进行了比较分析。

材料与方法

1.材料设备:美国瓦里安Clinacix6MVX射线加速器:PTW三维水箱(MP3)及扫描分析软件MEPHYSTO mcc 3.0,剂量仪(Unidose webline)0.6cc(PTW30010)和0.125 cc电离室(PTW31010)。4台晨检仪分别为德国PTW公司制造的LINACHECK(LINA-C)和QUICKCHECKWEBNE(QUICK-C)，美国Standard Image 公司制造的QABEAMCHECKER"(BEAM-C)及美国SUNNUCLEAR 公司制造的DailyQA3™(QA3)。4台晨检仪均能满足常用高能光子和高能电子的能量范围列于表1。

LINA-C和QUICK-C电子和光子能量在同一测量平面,具有离线测量、测量结果实时显示和自动存储的功能。BEAM-C电子和光子能量不在同一测量平面,需根据射线类型选择相应的测量模式,可采用离线或在线测量,但机载显示屏仅显示测量结果通过或错误报警代码。0A3电子和光子能量在同一测量平面,没有机载显示屏,采用在线测量的方式。

2.创建基准线:根据国际原子能机构IAEA 398【9】号报告，使用0.6cc(1cc=1cm³)指型电离室和剂量仪测量并校准加速器[敏感词]剂量;使用三维水箱、0.125cc指型电离室测量并调整直线加速器剂量学参数(FLATSYM)使其符合AAPMTG-142号报告的要求。分析并记录上述剂量学数据,作为三维水箱监测的基准线。设定晨检仪各项剂量监测的误差范围如下:中心轴输出剂量(CAX)±3%、平坦度(FLAT)±3%、对称性(SYM)±3%。需要注意的是,常规概念中的中心轴[敏感词]剂量、射野平坦度和对称性等参数【10】,与各晨检仪内部定义的参数略有差别。

按照每台晨检仪的要求,测量经剂量仪和三维水箱调整后的加速器剂量学数据,并存储其结果作为日常比对的基准线。射野范围按晨检仪手册设置，其中UNA-C设置为10cmx10cm:QUICK-C、BEAM-C及QA3统一设置为20cmx20cm。各晨检仪对基准线的设定和存储略有不同:①LNA-C仅对中心轴输出量进行监测,需手动记录并计算±3%的数值区间:②QUICK-C仅在设定误差范围时需要与计算机连接,基准线数据采集完后,自动归一并同时将换算的归一系数(k.)和基准线存储在系统中;③BEAM-C在基准线数据采集和设置时需要连接计算机,采集完后自动识别能量,并基于系统自带的算法给出剂量参数的监测结果;④QA3在采集基准线数据前,需要按照操作流程对探测器进行校准,其他过程与BEAM-C类似。

3.稳定性对比:设定加速器机架0°,准直器0°,能量6MV,剂量率400 MU/min,使用剂量仪、三维水箱、0.6cc和0.125cc电离室监测直线加速器的稳定性,连续测量4周,参数包括中心轴输出量(加速器出束100MU条件下)平坦度以及对称性:同步依次进行晨检仪测量并记录结果。其中LINA-C仅提供了中心轴输出剂量的监测,无法监测平坦度和对称性。

4.灵敏度检测:根据晨检仪CAX允许误差范围±3%的设定,将加速器输出量分别设置成97和103 MU,逐一检测晨检仪监测的中心轴输出量并记录。根据晨检仪对称性允许误差范围±3%的设定结合三维水箱测量结果调整加速器机架角度为7°以产生3%的对称性偏差,检测晨检仪射野的对称性监测状况并记录结果。

5.统计学处理:数据以[敏感词]测量偏差表示。采用SPSS 19.0进行分析不同晨检仪的测量偏差,采用配对t检验。P<0.05为差异有统计学意义。

结果

1．晨检仪稳定性对比：４台晨检仪稳定性zui大测量偏差见表２。

CAX:由三维水箱和剂量仪测量的jue对剂量的偏差为0,显示加速器束流系统稳定。与之相比，LINA-C、QUICK-C、BEAM-C和QA3监测的射束中心轴输出量偏差,均展示了不同程度的随机波动，偏差zui大值为LINA-C的0.5%,但差异无统计学意义。

射野平坦度(FLAT):三维水箱测量得到的FLAT 偏差<0.01%,QUICK-C、BEAM-C和QA3 晨检仪测量的偏差均<0.5%,射野平坦度每日偏差呈现随机波动状。与三维水箱的测量结果相比，QUICK-C和BEAM-C的zui大偏差,差有统计学意义(t=3.076、3.157，P<0.05)。虽然 QUICK-C 和BEAM-C监测的FAT偏差较大,但是监测结果符合AAPMTG14中对医用直线加速器质量保证项目的规定。

SYM:三维水箱测量结果显示,射野左右方向对称性(LRSYM)的偏差为0.01%,枪靶方向对称性(TG SYM)的偏差为0.02%。QUICK-C、BEAM-C和QA3测量的LRSYM和TGSYM每日偏差呈现随机波动状。与三维水箱测量结果相比,对于LRSYMBEAM-C的zui大偏差差异有统计学意义(t=-10.130.P<0.05):对于TG SYM,BEAM-C的zui大偏差差异有统计学意义(t=-2.324，P<0.05)BEAM-C监测的LRSYM及TGSYM差较大,但结果未超出 TG 142的规定。

2.晨检仪灵敏度对比:中心轴输出量偏差测试结果显示,4台晨检仪均检测出CAX超过限定值(显示值均为3%),并提出警告。射野对称性偏差测试结果显示,INA-C没有检测射野偏差的功能仅对QUICKC、BEAM-C及OA3进行测试,在机架设置为7°时,3台晨检仪均发出警告,但数值略有差别,分别为3.40%、3.50%和-3.49%。

讨论

三维水箱和剂量仪的测量结果显示，,直线加速器的中心轴输出量、平坦度和对称性的偏差均<0.03%,说明加速器的速流系统基本稳定,可以排除直线加速器对于4台晨检仪每日测量所产生的偏差的影响。由于晨检仪显示的中心轴剂量、平坦度和对称性的数值仅来自于嵌人晨检仪的一个中心电离室(CAX)或周边等距离嵌入的电离室的测量值,因此,摆位误差以及电离空本身的不确定度,都可直接导致晨检仪的测量偏差,这种测量偏差是无法避免的。根据晨检仪的稳定性测试显示,4台晨检仪的每日测量偏差均<0.5%,符合TG-142报告对医用直线加速器的质量保证项目的规定。

晨检仪灵敏度的测试结果显示,机架角度相同时,3台晨检仪LRSYM的监测数据并不相同考虑主要原因如下:3台晨检仪用于射野对称性监测的电离室的测量位置不同【7】;各个厂家的晨检仪对于剂量学参数的监测算法略有不同;摆位误差及电离室本身的不确定度。由此影响基准线数据的采集及3台晨检仪实时监测数据,导致最终监测结果的差别。其中,以射野左右方向对称性监测为例,假设基线测量时射野对称性为完全对称,人为引人左侧和右侧的偏差分别为3%时，仅晨检仪的算法即可导致0.1%左右的偏差。但当基准线的数据不够理想时,会对晨检仪的监测结果,造成削减或增益的影响。因此对于基准线的采集,需要格外谨慎,建议先用三维水箱精密扫描,得到加速器各个剂量学参数的[敏感词]值,再用晨检仪采集基准线数据,尽量减少与三维水箱数据的差异。必要时可考虑设定更加严格的误差范围。

从实际应用的角度来讲,LINA-C仅提供了中心轴输出剂量的监测,其应用范围有限,QUICK-C、BEAM-C和OA3相对更为实用,但在日常晨检中,亦各有利弊。PTW公司的QUICK-C所采用的离线测量和测量数据实时显示,不同射线类型在同一测量平面完成的方式,可以快速获取直线加速器的多项性能指标,尤其在监测数据重复测量时,为技术人员节省了大量的操作时间。但需要注意的是,多个能量监测时,能量选择必须与QUICK-C存储的基准线数据一致,否则会导致错误结果。相对于OUICK-C.BEAM-C具有能量自动识别与对比功能,但BEAM-C的电子和光子的测量平面不同,需要根据射线类型,选择正确的测量平面;同时,由于其机载显示屏无法显示所有监测信息,处理错误信息时需要与计算机连接,对于数据分析带来不便。而QA3没有机载显示屏,每次测量与数据统计时均需与装有通讯软件的计算机连接。其便捷性不如QUICK-C和BEAM-C,但其具备20cmx20cm的照射野铅门到位精度监测功能。

综上,晨检仪对于直线加速器是能够起到很好的日常检测作用,其稳定性和灵敏度均能满足日常需求。但当测量结果报警时,建议首先检查晨检仪的工作状况(如供电是否充足、位置摆放是否准确是否按照设定的能量顺序监测),不宜以晨检仪的监测结果直接调整直线加速器。

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作者：胡俏俏，张艺宝，刘卓伦，张健，岳海振，吴昊
来源：中华放射医学与防护杂志2015年７月第35卷第７期，本转载仅提供个人学习交流，无商业性质，转载请注明出处，如有侵权请联系我们删除。