QA BeamChecker Plus在医用加速器日检质控中的使用及性能评价

(汕头大学医学院附属肿瘤医院 放疗科，广东汕头515031)

陈 泓，吴丽丽(通讯作者)，林 浩

精确放射治疗技术静态调强和旋转容积调强在给予肿瘤区域足够的、精确的治疗剂量的同时，减少周围正常组织和器官受照剂量，提高肿瘤控制率、减少正常组织的放射并发症。为了保证精确放射治疗的安全和有效， 必须对整个治疗计划进行精心的设计和准确的执行，完成治疗的全过程需要实施质量保证(QA)。其中，加速器剂量输出特性的质量保证是一个重要的方面。许多剂量误差可以

通过对加速器性能进行定期的质量控制(QC)加以解决，包括定期对加速器的输出剂量、平坦度、对称性、光野与射野重合性、半影等主要技术指标进行检测。传统的检测手段要用到多种测量仪器，如：静电计与电离室、二维矩阵探测器，模体、胶片等，检测过程比较繁琐，耗时耗力同时缺乏系统性，很难实现加速器性能的日检质量控制和质量保证。本部门自2012 年引进了美国Standard Imaging 公司的晨检仪QA BeamChecker Plus(QABC+)，为开展日常的加速器剂量输出特性质量保证工作提供了很大的方便，取得了比较满意的效果。

1 仪器组成与工作原理

晨检仪QA BeamChecker Plus是由平行板电离室探测器组成，电离辐射信号经电子线路处理，通过内置软件比较测量所得的加速器输出量、平坦度、对称性等主要技术指标与基准值(baseline)的差异，判断其是否符合相关标准， 从而达到质量保证目的。QABC+总共由8个平行板电离室探测器组成，其中位于中心轴的1 个电离室测量输出剂量的稳定性； 位于X 轴和Y 轴上离中心7.5cm 的4 个电离室探测器测量照射野平坦度和对称性；另外3 个电离室检测射线质。测量时，内置的传感器自动完成温度和气压的补偿修正。该仪器可检测直线加速器60Co-25MV-X 射线及6-25MeV电子线的中心轴剂量稳定性、平坦度及对称性稳定性:光子线测量面具有3. 5cm 厚的水等效材料，电子线测量面具有1. 5cm 厚的水等效材料。

2 QA BeamChecker Plus基准值的建立

使用前，首先要对QABC+进行标定，建立加速器能量模式各项参数的基准值，并设立质量保证计划。以TrueBeam加速器 的6MV-X线为例，具体操作步骤包括：(1)调校加速器符合各项性能指标；(2)定义质量保证计划；(3)标定光子线和电子线能量；(4)建立用来比较每次检测结果的质量保证误差标准，(5)设立摆位条件：将QABC+的X线测量面向上放置于治疗床，上方电离室朝向机架，调整仪器放置水平，设置机架、多页准直器和治疗床角度为0°，开野大小20×20cm2，源皮距SSD=100cm，射野中心十字线对准QABC+的十字线，激光线分别与晨检仪侧面的十字线对齐。(6)连接电脑软件测量，以400MU/min的剂量率出束200MU，读取数据，建立中心轴剂量、平坦度，轴向对称性和横向对称性的基准值，同时产生针对该台加速器的6MV-X线产生唯一的识别码，在后续测量中QABC+无须连接电脑软件，直接通过该识别码确认TrueBeam的6MV-X线，实现无线独立测量，方便快捷。

3 QA BeamChecker Plus日检流程

完成以上准备工作后就可以快捷地进行日常的加速器日检工作，以基准值为参考，将后续测量的结果与其进行对比，检测加速器各项参数的变化。首先，开机预热仪器使之与治疗室达到热平衡。按预设要求为仪器摆位，按预设要求设置加速器照射参数，检查无误后进行照射。照射结束后，实时测量结果和基准值自动比较，如果某一项指标超出阈值，会以红灯警示，同时显示错误代码，如ASM ( 轴向对称性)报警，CST ( 中心轴剂量稳定性)报警。这时，物理质控人员可以根据具体情况做出调整加速器参数重新测量或测量通过的决定。相关测量结果会自动存入QABC+，电脑软件可通过数据线读取并存储测量结果，以便日后进行加速器性能指标稳定性回顾分析及物理质量保证分析。

4 QA BeamChecker Plus检测参数的定义

QABC+检测内容包括以下四个参数，中心轴剂量稳定性，平坦度偏差，轴向对称性偏差和横向对称性偏差。

4.1中心轴剂量稳定性定义：[M(t)-M(t0)]/M(t0)(1)

4.2平坦度偏差定义平坦度计算公式F=(Mmax-Mmin)/(Mmax+Mmin)，(2)

平坦度偏差计算公式：[F(t)-F(t0)]/F(t0)(3)

4.3轴向对称性偏差定义轴向对称性计算公式：SA=(Mtop-Mbottom)/(Mbottom)(4)

轴向对称性偏差计算公式：[SA(t)- SA(t0)]/SA(t0)(5)

4.4横向对称性偏差定义横向对称性计算公式：ST=(Mright-Mleft)/(Mleft)(6)

横向平坦度偏差计算公式：[ST(t)- ST(t0)]/ST(t0)(7)

其中M(t)是经温度气压校准的中心电离室日检读数，M(t0)是中心电离室基准值读数；Mmax是上、下、中心、左、右五个电离室读数的最大值，Mmin是上、下、中心、左、右五个电离室读数的最小值；F(t)是平坦度日检读数，F(t0)是平坦度基准值；Mtop是上方电离室读数，Mbottom是下方电离室读数；SA(t)是轴向对称性日检读数，SA(t0)是轴向对称性基准值。Mright是右方电离室读数，Mleft是左方电离室读数；ST(t)是横向对称性日检读数，ST(t0)是横向对称性基准值。

QABC+采用不同于ICRU定义的对称性计算方法，在计算对称性时没考虑中心轴剂量，可能是考虑到3.5 cm 深度处射野离轴曲线呈“horn 形分布”。但如此设计减小了该设备的质量，使用更方便。

5 QA BeamChecker Plus 临床经验

以TrueBeam 的6MV-X线为例，在2012年9月-2014年2月共采用QABC+进行307次日检测量，其中18次报CST错误，提示中心轴剂量超过预设误差范围，需物理质控人员进行检查。经检查发现，4次是由于QABC+温度气压传感器故障引起，QABC+需送厂家维修。13次是由于加速器故障，出现剂量连锁，导致输出剂量低于预设剂量引起CST报警，清除连锁，重新进行测量,结果通过测试，同时报设备维修科对加速器进行维修调试，解决加速器剂量连锁问题。2次由于摆位错误引起报警。剔除4次测量仪器故障和2次摆位错误的结果，307次日检测量结果显示加速器TrueBeam的6MV-X线剂量稳定性的通过率为96%，该能量模式光子束运行非常稳定，符合临床治疗要求。

6 用QABC+进行加速器剂量输出特性质量保证的优点

6.1集成化设计，把加速器的输出量、平坦度、对称性等主要技术指标检测功能整合为一体，多种检测指标通过单次测量即可得到，操作简单，提高工作效率。

6.2实时显示检测结果，摆位简单，方便快捷。传统的热释光剂量仪或胶片法每次检测后，需要刻度退火测量或经过洗片、黑度计读数等工序， 耗时耗力才能得出结果，而电离室和二维矩阵探测器摆位操作繁琐，不适合频繁的日检质控工作。而QABC+可以现场得到测量结果，方便日常质量控制和质量保证。

6.3测量结果自动存入设备芯片，可以随时通过电脑软件调用并提供图文报告。通过观察机器运行状态的变化情况，可进行加速器性能指标稳定性回顾分析及物理质量保证分析，为医用加速器的日常维护提供参考依据。

7 用QABC+进行放射治疗质量保证的缺点

7.1不能进行绝对剂量的测量及剂量分布的验证QABC+位于中心轴的电离室探测器用于测量加速器输出剂量的稳定性，可以给出剂量的相对偏离比,但不能测量绝对剂量。对加速器进行绝对剂量校准，需要使用经过国家标准实验室标定过的电离室、辐射剂量仪；对临床IMRT和VMAT计划进行剂量验证，需要使用电离室、辐射剂量仪平，模体，胶片及平板探测器阵列如Mapcheck、MatriXX，或三维探测器如Delat4，ArcCHECK(TM) 等。

7.2不能用于测量射野标称的平坦度和对称性射野平坦度通常定义为在等中心处(位于10 cm水模体深度下)或标称源皮距下10cm水模体深度处，最大射野80%宽度内最大、最小剂量偏离中心轴剂量的相对百分数m。在80%射野宽范围内取偏离中心轴对称的两点的剂量率的差值与中心轴上剂量率的比值的百分数称为射野的对称性。QABC+加的光子面只有3.5cm，而且仅有5个电离室测量用于测量，无法测量出射野面内的最大值和最小值。所以QABC+只能用于相对的射野平坦度和对称性测量，其测量的平坦度和对称性的偏差才是对评估加速器剂量输出特性有意义的参数，该参数能够反映加速器的射野剂量分布的稳定性。

[参考文献]

[1]吴丽丽, 陆佳扬, 陈志坚. 鼻咽癌静态调强放疗计划中采用非分裂射野的研究[J]. 中国肿瘤, 2010:507-10.

[2]Klein EE, Hanley J, Bayouth J,et al. Task Group 142 report: quality assurance of medical accelerators[J]. Med Phys, 2009;36:4197-212.

[3]Chung K, Yoon M, Son J,et al. Radiochromic film based transit dosimetry for verification of dose delivery with intensity modulated radiotherapy[J]. Med Phys, 2013;40:021725.

[4]QA BeamChecker Plus User Manual[J]. Standard Imaging, 2011.