直线加速器XVI质量控制方法的研究

黄 杰

随着近年来我国放射治疗的发展，医院从国外引进影像引导放射治疗(image guide radiation therapy，IGRT)设备，用来引导精确放射治疗。作为其子系统的X线容积影像(X-ray volume imaging，XVI)系统是IGRT的成像系统，XVI能够三维成像，提供近乎实时的图像，精确的定位肿瘤组织和精确引导放疗设备给予肿瘤组织最大剂量的照射，与此同时最大限度的保护正常的组织。XVI性能的优劣直接影响放射治疗的治疗效果和治疗的精度，通过对其性能参数的质量控制检测，能够确保精确的放疗安全。

1 一般资料

采用2007至2010年的检测数据(见表1、表2)做统计分析。

表1 图像参数检测数据表

表2 X射线参数数据表

2 方法

2.1 X射线系统性能评价

2.1.1 检测工具

使用Barracuda多功能X射线分析仪

2.1.2 检测项目

2.1.2.1 千伏(kV)档曝光检测

要求：最大偏差不能超过±5%，重复性不能超过10%。将机器曝光条件设置为100毫安、100毫秒(ms)或10个毫安秒(mAs)的条件下，在60、80、120三个千伏档曝光检测，每个千伏档曝光3次，记录数据并计算出重复性；比对性能要求，结果不能超出允许范围，否则为不合格。

2.1.2.2 毫安(mA)档曝光检测

要求：最大偏差不能超过±10%，重复性不能超过4%。在80千伏，检测50、100、200三个毫安档，每个毫安档曝光检测3次，记录数据，计算重复性，比对性能要求，结果不能超出允许范围，否则为不合格。

2.1.2.3 剂量检测

要求：重复性不能超过±2%。在60千伏，32毫安秒；80千伏，24毫安秒；120千伏，10毫安秒三个不同的条件下，每个条件曝光3次，计算其重复性，结果不能超出允许范围，否则为不合格。

2.2 图像质量检测

2.2.1 检测工具

使用CTP503检测体模

2.2.2 测试条件

(1)球管预热。

(2)将床旋转到0o，升到等中心位置。

(3)将体模CTP503放置在床头，如图1所示，调节旋钮，使用水平仪测量，使G-T方向水平。调整床的高低使体模的测向的标记和水平的激光线重合。体模顶部的中心和垂直的激光线重合和十字线在三分之一处(以枪端为起点)。

图1 体模放置示意图

(4)将探测器平板调整到小FOV(视野)。

(5)使用F0(0号滤线器)和S20(20厘米的准直器)。

(6)机架旋转到180 °。

(7)创建一个患者，扫描体模。

2.3 三维图像的低对比度检测

要求：低对比度应＜2.0%。

(1)如图2所示：观测⑥点在右上角，开口标记在下的对比度图像中最清晰的一幅，测量③点和④点平均值、SD(标准偏差值)值。

图2 低对比度检测示意图(开口向下)

(2)如图3所示：观测⑧点在右上角，开口标记在下的对比度图像中最清晰的一幅，测量③点和④点平均值、SD(标准偏差值)值。

图3 低对比度检测示意图(开口向上)

(3)公式1：

(4)利用公式(1)计算出低对比度，计算结果与性能要求比对，结果应在允许范围内，否则为不合格。

2.3.1 三维图像垂直距离

要求：垂直距离应为117 mm±1.04 mm。

(1)观测如图4所示，测量2点之间的距离和4点与7点之间的距离。

图4 垂直距离示意图

(2)测量结果与性能要求比对，结果不能超出允许范围，否则为不合格。

2.3.2 三维图像的水平距离

要求：水平距离应为117 mm±1.04 mm

(1)观测如图5的图像测量2点之间的距离和4点和7点之间的距离。

图5 水平距离示意图

(2)测量结果与性能要求比对，结果不能超出允许范围，否则为不合格。

2.3.3 三维图像的空间分辨率

要求：空间分辨率应＞7l p/cm

(1)观测如图6所示的最清晰的图像，分辨能看到线对数,记录数据。

图6 空间分辨率

(2)测量结果与性能要求比对，结果不能超出允许范围，否则为不合格。

2.3.4 三维图像的均匀性

要求：均匀性应＜2%

(1)观测如图7所示的最清晰的图像

图7 均匀性示意图

(2)测量图像中央和边远任意两点的像素的平均值

(3)公式2:

(4)利用公式2计算出均匀性，计算结果与性能要求比对，结果应在允许范围内，否则为不合格。

2.3.5 三维图象的矢状位的几何精度

要求：几何精度应为(110±1.04) mm。(1)观测如图8所示的最清晰的图像

图8 矢状位几何精度示意图

(2)如图8所示，测量其两点之间的距离

(3)测量结果与性能要求比对，结果应在允许范围内，否则为不合格。

3 讨论

通过对4年的X射线和图像各个参数的检测数据分析，每年合格的各项参数百分比如图9所示。针对发现的问题给予及时的维修或校准机器，保障了直线加速器各个参数的检测合格率为100%。

图9 检测合格图

4 结语

XVI系统主要性能指标的质量控制方法，能够全面的评价XVI系统的性能，对于不能达标的设备，应该维修和校准，直至达到要求后方能在临床使用。这些方法并非是要建立绝对的性能标准，其一是为了检测购买设备性能指标是否合格；其二是为了在机器安装完成验收时建立起一套的基准值，建立长期检测的机制，在每次检测完成之后，将检测值于基准值进行比较，得出结论机器工作是否稳定。只有建立长期稳定的质量保证体系，才能充分发挥设备的功能，满足临床的需求，保证放射治疗的精确、安全，提高患者的治愈率。

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