Varian Halcyon 1.0医用直线加速器的验收与调试

黄明超

广州中医药大学金沙洲医院肿瘤医疗中心 (广东广州 510168)

Varian Halcyon 1.0医用直线加速器采用了800 MU/min剂量率的6FFF能量的光子线，与常规加速器不同，其采用了封闭的机架结构。此设计降低了发生机械碰撞的风险，从而突破了机架旋转速度的限制，使旋转速度达到了24°/s，是Truebeam医用直线加速器的4倍。正因如此，增加了对机架等中心和角度示数准确性的检查难度。Varian Halcyon 1.0医用直线加速器的准直器设计摈弃了传统的单层多叶准直器+铅门的结构，而是采用了错位的双层多叶准直器的结构。单层多叶准直器由于叶间漏射的问题难以解决，所以必须配合铅门使用。而错位双层多叶准直器设计完美地解决了叶间漏射的问题，相比于单层多叶准直器+铅门的结构减少了叶间漏射，并摈弃了笨重的铅门，减轻了机头的重量，使得结构更加简单与紧凑[1-2]。本文对该型加速进行简单介绍，并详细描述特殊的验收与调试测试项目。由于篇幅所限，对于与常规加速器检测方法类似的项目不再赘述。

1 验收

1.1 机械精度验收

Varian Halcyon 1.0医用直线加速器的机械结构被外壳包裹，无常规加速器所配备的前指针和灯光野设备，对于机架与辐射头旋转轴的零刻度位置只能通过胶片来验证。例如，用固体水模体夹住一张竖直放置的胶片，对水平方向进行标记(即机架90°与270°)，以窄缝射束在机架0°、345°、45°和90°对胶片进行投照，然后通过胶片分析来验证机架旋转轴的角度示数的准确性。验证辐射头旋转轴的方法与上述类似，不同之处是水平放置胶片并标记机械零度，使用窄缝射束对胶片进行投照。

1.2 束流属性验收

由于Varian Halcyon 1.0医用直线加速器采用非均整射束，所以均整度的概念并不适用，故采用厂家提供的ODI数据。标准为：28×28的方野，深度10 cm处纵向与横向距射野中心轴±10 cm处的射线强度与射野中心轴处射线强度的百分比为(75.5±2.0)%。鉴于Varian Halcyon 1.0医用直线加速器机械结构的特殊设计，难以测量SSD100的束流数据，同时厂家建模所用的数据也是在SSD90的设置下采得，因此，对于射线质的检查亦须使用SSD90的PDD数据。

2 调试

2.1 图像引导测试

Varian Halcyon 1.0医用直线加速器可强制执行图像引导放射治疗，在临床使用过程中，确保图像引导的准确性尤为重要。在调试时，可使用ISOcube模体(简称模体)对图像引导的准确性进行测试；利用模体的CT图像制定计划，将计划中心设置在模体的质心处，然后在摆位时将模体的质心在纵向、横向和垂直方向分别偏离-2.5、1.5、2.0 cm，获取锥形束CT图像后加速器系统将自动计算各方向需要修正的距离；通过检查机器计算出的修正值与预期值是否一致判断图像引导信息是否准确；验证完成后，执行自动移床操作，此时加速器认为模体已被移动到准确位置；在机架0°和90°分别投照一定剂量，获得曝光胶片或PD影像，如果出现同心圆的图案，则证明模体的质心与加速器的等中心重合，且射野中心严格垂直于模体表面，说明图像引导的准确性和治疗床的运动精度均十分可靠。

2.2 计划系统模型验证

Varian Halcyon 1.0医用直线加速器采用瓦里安的金标准数据来进行建模，在实际使用时省去了建模的步骤，然而，在将加速器投入到临床使用前必须检查金标准数据与客户数据是否匹配，最直接的方法就是采集束流数据与计划系统的计算结果进行比对。需要注意的是，该加速器无灯光野辅助摆位，所有的摆位均需要获取MV平片来进行验证，故需先验证图像引导系统的可靠性。将水面或模体表面设置在等中心处时，可将机架角度旋转至90°获取MV平片来进行验证；如果摆位准确，空气和模体间会呈现锐利的分界线，且该分界线与等中心十字线重合；而Varian Halcyon 1.0医用直线加速器的建模数据是在SSD=90 cm的情况下获得的，在90°的位置获取验证片时水平面边界将不明确；为了将水平面准确设置在SSD=90 cm的位置上，可先将探头放下水下10 cm处，然后在机架角度为84.3°时获取MV验证片；如果空气和模体间的分界线比较锐利且探头的几何中心位于等中心处，则水箱的摆位是正确的；最终通过三角函数的计算，获取验证片的正确角度。通过上述办法，理论上可将水平面设置在加速器可允许的任意高度上；选取有代表性的射束数据进行对比，如射野尺寸为28×28、18×18、14×14、8×8、4×4和深度dmax、d100；值得肯定的是，PDD对比结果显示TPS在表浅部位的计算并不准确(如深度小于5 mm时)；在临床实际应用时，如果治疗部位比较表浅，在设计计划时应在皮肤表面添加补偿模体以保证剂量计算的准确性；在深度接近0时，TPS会低估实际剂量，误差比较明显；因此，对于表浅病灶，为了保证剂量计算的准确性，需要添加补偿结构。

2.3 机架沉降

由于机架的质量比较大，机架的机械结构难免会存在沉降的现象，可使用免洗胶片来检查机架沉降的程度，使用至少25 cm厚度的固体水，并在其中夹入2张胶片，其中1张置于等中心处，另1张则置于等中心上方15 cm处，确保胶片水平；准直器设置Y=1 cm，X1=0，X2=14 cm，在机架为0°和180°时各投照600 MU；最后查看胶片结果，判断0°和180°曝光的区域是否对齐；在理想状态下2个曝光区域应严格对齐。

2.4 端对端测试

(1)测试一：3个圆柱体靶区，通过扫描Lv3模体得到CT图像，并在其上勾画3个圆柱形靶区，这3个圆柱体的直径和长度均为4 cm，并沿旋转轴堆放；其接受不同的剂量，中间的圆柱接受每个分次的最大剂量，而头方向的圆柱体和脚方向的圆柱体接受的剂量则分别为中间圆柱体所接受剂量的50%和25%；对模体进行投照，然后使用CC13电离室对模体的5个孔进行剂量测量。(2)测试二：C形靶区，在CT图像上围绕1 cm半径的圆柱体勾画C形靶区，该靶区的内径为1.5 cm，外径为3.7 cm，圆柱体的长度为10 cm，C形靶区的长度为8 cm；圆柱体为虚拟的危及器官(即剂量限制区)，对靶区给予5 000 cGy的处方剂量，圆柱体危及器官的剂量为处方剂量的20%；分别在圆柱体和C形靶区中插入CC13电离室对其进行测量。但需注意的是，结果分析应使用测量值与预测值之比来评估，而非绝对值。为了减少加速器输出剂量的日常差异和模体与水中剂量的差异对读数或剂量转换系数的影响，转换系数应在10×10的射野中计算。电离室所在位置的计划剂量为200 cGy[3]。

2.5 绝对剂量测量

将水面设置在SSD100的位置，测量PDD20，10，通过经验公式换算得出TPR20，10=1.2661 PDD20，10-0.595[4]；将指型电离室设置在水下10 cm的射野中心轴处，无须对有效测量点进行修正[5]；使用10×10的方野，根据Ndw和Kq等修正因子计算绝对剂量。由于Varian Halcyon 1.0医用直线加速器使用的是非均整的单能射线，为了修正其平均效应，最终结果需乘以修正系数Kn获得。

3 小结

Varian Halcyon 1.0医用直线加速器的机械精度较高，图像引导功能准确可信，且剂量模型与实际测量的结果一致。