西门子ONCOR加速器均坦度优化

孔垂林，闫晓梅，展晓宇

西门子ONCOR加速器均坦度优化

孔垂林，闫晓梅，展晓宇

0　引言

西门子ONCOR加速器是我院于2010年购进的单光子6 MV直线加速器，安装使用过程中加速器均坦度一直处于国标（≤3%）之内。由于机房于2013年搬迁，安装调试过程中发现机器均坦度不同，机架角不同，照射野与平时使用时变化较大，接近国标甚至超出国标范围（照射野的平坦度和对称性要求稳定且变化较小）。根据国际电子委员会标准，射野平坦度就是在等中心处（位于10 cm模体深度下）或标称源皮距10 cm模体深度处，最大射野的80%宽度内最大、最小剂量偏离中心轴剂量的百分比。射野平坦度和对称性均应好于3%，且应每月检查2次[1-2]。现就其调试优化过程简要介绍如下。

1　故障现象

机器在搬迁调试时，我们使用悬挂在机头的PTW SLA48测量水箱发现，不同照射野、不同机架角度时平坦度对称性变化较大，如图1所示。尤其是20 cm×20 cm照射野，机架角0、90、180、270°时相对初次装机时变化较大，甚至超出国标要求。同时测量结果不稳定，短时间内测量前后结果有可能相差0.2%，20 cm×20 cm照射野、机架角为0°时，平坦度为2.8%、对称性为0.4%，而机架角180°时，平坦度为3.1%、对称性为0.6%。调整均整块，无明显改善。

图1　5 cm×5 cm照射野靶方向与枪方向的平坦度

2　故障分析与优化

故障分析：

（1）检查Dynamic steering是否处于关闭状态。

（2）观察Beam I波形在0和180°时是否有变化、改变PFN编程值能否改善此现象、反射波在机架角0和180°时是否有变化。

（3）检查在旋转过程中是否有部件松动，比如偏转磁铁、偏转磁铁线圈或者加速管本身[3]。

（4）检查准直器内部是否有部件松动，比如电离室、均整块。

（5）检查近期是否更换过主要部件，比如四端环流器、旋转波导。

（6）检查附近是否有磁场干扰。

通常情况下，40 cm×40 cm照射野，机架角0和180°时对称性差别不应超过1%，多数情况下不超过0.6%。造成这种现象的原因有2个：（1）运输过程中机械运动导致部件松动或偏移，比如运输导致加速管底板或偏转磁铁位移。（2）射线束流本身变化。可以通过一个测试来确定射线束流是否正常。机架角180°时，40 cm×40 cm调整均整块使对称性在crossplane和inplane方向尽可能接近0.0，然后测量20 cm× 20 cm对称性，理论上来说应该是0.0。由于束流经过270°偏转，40 cm×40 cm和20 cm×20 cm的对称性可能稍有区别（变化），但不会很大，如果没有明显变化，则束流本身没问题；如果有明显变化，则需要重新调整束流，包括出束的点和方向。

3　测试方法

（1）用千分表来测试旋转机架过程中偏转磁铁有无松动。我们取了6个点，上下方向4个，前后2个，机架旋转1周所测结果为0.26、0.19、0.30、0.25、0.10、0.00 mm。用深度尺测机架旋转过程中均整块有无松动，结果为0.1 mm；用塞尺测量加速管出束窗口与靶之间的间隙，0和180°时分别为0.95和1.15 mm，均无明显变化。

（2）通过加装stiffener bar（加固装置）来排除加速管底板形变因素。因为机架旋转过程中支撑加速管的底板有可能受加速管重力影响或者是加速器搬迁过程中由于移动、震动较大引起支撑底板变形。我们在底板两侧分别加装了一个stiffener bar来减小机架在不同角度时由于加速管的重力带来的影响。重新检测机架角在0、180°时20 cm×20 cm照射野均坦度，测试前后无明显变化。

（3）重新调整偏转磁铁。

（4）排除周围磁场干扰。使用磁场强度仪测量加速器机架角0、90、180、270°时的磁场强度，均处于自然界磁场本底强度范围内。

4　结果

通过分析检测，排除旋转磁铁位移变化和加速管底板形变；通过磁场检测仪检测，排除周围磁场影响；利用高压棒测量电子枪电压，调节电子枪参数及均整块，改善了平坦度、对称性，并最终达到理想结果，确定此种故障为电子枪高压过低和均整块位移变化所致。

5　讨论

加速器日常检测时均坦度一般变化较小，但是日常检测时机架角仅限于0°，当机架角为90、180、270°时均坦度是否与0°有区别我们不得而知，所以应该定期进行多角度检测，只有全方位检测才能保证加速器治疗的精确性。由于均坦度可能受多种因素影响，当检测超出范围时，如果近期机器经历搬迁或有明显的碰撞，首先应考虑加速器偏转磁铁是否有物理变形、加速管底板随机架转动是否有重力变形；其次调整均整块，并确定电离室随机架变化无相对位移变化，检测优化影响均坦度的参数，比如电子枪高压；最后从加速器环境寻找影响均坦度的原因，比如机房周围是否存在影响磁场变化的大型仪器设备。日常机房无搬迁和无大的装修改造时，均坦度如果超标，我们应该首先调整均整块，看其是否能够达到理想的结果；其次考虑平时机器参数的优化过程中是否导致电子枪的高压发生了变化，使用高压棒测定高压大小，并进行调整。当通过改变某因素结果有所好转时，应反复调整优化直到满意为止。加速器照射野平坦度、对称性是射野剂量分布特性的重要指标，但是我们日常的检测把剂量测量的重点放在了射野中心轴的剂量分布，忽视了射野平面上的剂量分布，而且单纯从一个机架角度的平坦度和对称性来概括所有角度的平坦度和对称性显然是不全面的，势必会影响放疗的最终疗效。

[1]胡逸民.肿瘤放射物理学[M].北京:原子能出版社，1999:172.

[2]王建礼，邱小平.射野平坦度和对称性简便验证方法的研究[J].医疗装备，2010，23（4）:9-10.

[3]窦文，王雪峰.Varian加速器对称性平坦度的影响因素及调试[J].医疗卫生装备，2009，30（7）:127.

[4]顾本广.医用加速器[M].北京:科学出版社，2003:205-237.

（收稿：2014-05-15修回：2014-09-15）

[中国图书资料分类号]R318.6；TH774B

1003-8868（2015）05-0154-02

10.7687/J.ISSN1003-8868.2015.05.154

100048北京，海军总医院肿瘤诊疗中心（孔垂林，闫晓梅，展晓宇）

（5）用高压棒测电子枪高压，理论值应为12.5kV[4]，通过测量值在服务模式调整INJE值，由原来的8 000逐渐调至8200，同时反复调整均整块。重新测均坦度，照射野20 cm×20 cm、机架角0°时，平坦度为2.7%、对称性为0.4%；机架角180°时，平坦度为2.8%、对称性为0.6%。均坦度有所改善，说明电子枪高压过低对均坦度有影响，同时优化加速器参数反复测量，平坦度和对称性均能保持无变化，如图2所示。

图2调整后枪方向、靶方向的平坦度