MyQA Daily 晨检仪在医科达直线加速器质量控制中的应用

郑超，蔡丹婷，窦文，钟青松

南方医科大学珠江医院 （广东广州 510280）

放射治疗作为癌症治疗的重要手段，能够以非侵入性的方式有效杀死癌细胞或控制其生长，在精准治疗肿瘤区域的同时最大限度减少对其他正常组织的损伤。放射治疗的实现依赖于能够产生高能量X 线或电子束的直线加速器。直线加速器作为复杂的大型精密设备，承载大量的治疗任务，每日工作持续时间较长，设备机械性能的磨损将导致射线束输出的剂量和位置出现细微偏差，降低治疗有效性[1-2]。因此，对直线加速器进行日常质量控制（quality control，QC），确保设备的稳定和剂量精准投射是改善放射治疗疗效的重要前提[3]。

2019 年，国家癌症中心发布的《医用电子直线加速器质量控制指南》[4]显示，直线加速器的日常检查包括光矩尺、激光灯、平坦度、射野对称性和剂量输出一致性等主要机械性能和剂量学性能。传统的测量方式常采用前指针评价光矩尺的指示准确度；采用坐标纸检测激光灯定位准确度；采用三维水箱对平坦度与射野对称性进行测量；采用电离室实现剂量矫正[5-7]。但这些操作烦琐、冗长，每日治疗前开展占用直线加速器治疗时间，加重操作人员工作负担。近年来，许多医院引进基于剂量学参数的日检设备晨检仪，该设备能在短时间内完成直线加速器QC，具有自动化、高效率和高精度的检测能力[8-10]。王哲等[11]通过对比晨检仪与剂量仪、三维水箱对直线加速器剂量学参数的检测结果，证明晨检仪可作为有效可行的日常QC 工具。基于此，本研究旨在探讨MyQA Daily 晨检仪对Elekta Synergy 与Elekta Infinity 2 种型号直线加速器日常状态检测的效果，现报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料

我院于2020 年引入1 台MyQA Daily 晨检仪（iBA）。本研究对2021年12月至2022年5月共24周内2 台直线加速器（射野为10 cm ×10 cm）6 MV射线下的晨检结果进行分析。

1.2 设备

MyQA Daily 晨检仪：该晨检仪是由电离室区域与电子器件区域组成的全集成多电离室探测设备（如图1 所示），包含125 个电离室（每个点代表1 个电离室），可以支持10 cm×10 cm至25 cm×25 cm射野、6～24 MV能量下的测量任务。测量参数包括温湿度、光野大小、对称性、稳定性和剂量输出。工作人员操作时，仅使用电缆将晨检仪与任一台内网电脑连接，即可在平台上进行测量与数据分析。对每次测量结果，该设备可给出产生误差的项目与误差值，并判断是否在误差允许范围内。

表1 MyQA Daily 晨检仪监测项目的误差容忍范围

图1 MyQA Daily 晨检仪平面设计图

直线加速器：数据来源于Elekta Synergy 和Elekta Infinity 2 台医用电子直线加速器。我院于2008 年引入Synergy 设备，其具有6、10 MV 光子线能量及6、8、12、15 MeV 的电子线能量。我院于2018 年引入Infinity 设备。其除具有与Synergy设备相同的功能外，还能实现容积旋转调强、立体定向放疗等治疗技术。

1.3 方法

1.3.1 基准值建立

晨检仪基准值的建立以直线加速器机械和剂量性能为前提。主要步骤如下：首先，检测并调整直线加速器的机械状态，包括激光灯定位准确度、机架与准直器准确度和治疗床到位准确度等。确定好机械状态后，使用三维水箱、电离室和剂量仪测量并调整机架与准直器0°、射野大小10 cm×10 cm、源皮距（source skin distance，SSD）为100 cm、光子能量6 MV 和剂量率600 MU/min 下直线加速器的剂量准确性。其次，将MyQA Daily 晨检仪水平放置于治疗床上，对准激光灯与表面“+”字中心，设置与上述QC 相同的条件，连接晨检仪与电脑主机接口，开启晨检仪进行测量。连续3 次输出剂量为100 MU 的光子线，选择其中状态最好的数据作为基准值。最后，对2 台直线加速器均进行上述测量，并在晨检仪控制系统中根据机器型号、能量和剂量大小建立测量条目，输入测量的数据作为基准值，每次晨检结果均以给定基准值作为参考目标。

1.3.2 MyQA Daily 晨检仪监测项目的误差容忍范围

选取24 周内2 台加速器的晨检结果，晨检时间均在每日治疗开始前。MyQA Daily 晨检仪的检测主要包含环境条件、离轴比一致性和剂量输出一致性3 项。测量所允许的误差范围根据机器状态自主设定，符合《医用电子直线加速器质量控制指南》[4]要求，给定2 台直线加速器相同误差容忍范围。具体检测项目与误差容忍范围见表1。

1.4 相关测量方法

1.4.1KTP因子校正

此晨检仪在靠近2 个探测器阵列位置安装了温度与环境空气压力传感器，实现对KTP因子校正。公式如下：

KTP=（73.2+t）/（273.2+T）×1 013/p

其中T为电离室在出厂时的校准温度，一般为20 ℃；t为晨检仪现场测量温度；p为现场测量气压。

1.4.2 中心与射野宽度

X、Y 轴及2 条对角线中心交点区域设置88 个电离室，用于测量射野中心横向与中心纵向偏差。X、Y 轴上分别设置28 个电离室，这些电离室落在射野大小为10 cm ×10 cm 或20 cm×20 cm 区域，精准测量射野宽度横向与纵向准确性。

1.4.3 对称性与平坦度

该晨检仪在10 cm×10 cm 范围内采用25 个电离室，电离室呈轴心对称分布。将每条轴上呈对称的2 个电离室所测得的信号值比较，即可知当前射野是否在该方向上对称。而通过比较25 个电离室中接收到的最大、最小信号值，则可知当前射野能量是否平坦。

1.4.4 剂量输出

该晨检仪在10 cm×10 cm 范围内采用9 个电离室接收到的信号实现剂量测量，且电离室所测得的剂量值受电离室校准因子和空气强度校准因子的影响。

2 结果

2.1 环境条件

由于电离室的测量灵敏度随环境温度和气压而变化，为了准确测量直线加速器剂量输出状态，需要保证机房内温度稳定性并获取当前气压[12-13]。晨检仪对2台直线加速器的温度与气压检测如图2所示。结果显示，直线加速器机房恒温空调设置为23 ℃，但仍受实时气温的影响，在一定范围内浮动。同样气压也随大气气压产生一定浮动。2 个机房温度与气压浮动曲线大致相似且无明显突出变化，说明该段时间恒温系统工作正常。

2.2 离轴比一致性

2.2.1 中心与射野宽度

射野中心与射野宽度的稳定性间接反映了光野的状态，从而确保光野射野一致性[14-15]。Synergy设备的射野中心与射野宽度偏差情况如图3（a）、（c）所示。其中，中心横向偏差值（1.72±0.21）mm，中心纵向偏差值（1.47±0.25）mm。射野宽度横向偏差值（1.56±0.12）mm，射野宽度纵向偏差值（1.27±0.25）mm。Infinity 设备的射野中心与射野宽度偏差情况分别如图3（b）、（d）所示。其中心横向偏差绝对值（0.64±0.43）mm，中心纵向偏差绝对值（0.73±0.36）mm，射野宽度横向偏差值（0.61±0.27）mm，射野宽度纵向偏差值（0.95±0.32）mm，2 台设备的中心与射野宽度偏差均在误差允许范围内。

图3 射野中心与射野宽度偏差监测值

2.2.2 对称性

2 台直线加速器的射野对称性在X、Y 轴方向上与基准值的偏差如图4 所示。结果显示，2 台加速器射野对称性的偏差绝大部分在1%以内，最大偏差不超过2%，符合误差允许的范围。Synergy 设备在X 轴方向上偏差绝对值为（0.74±0.35）%，在Y 轴方向上偏差绝对值为（0.59±0.41）%。Infinity设备在X 轴方向上偏差绝对值为（0.51±0.50）%，在Y 轴方向上偏差绝对值为（0.34±0.32）%。

图4 射野对称性监测值

2.2.3 平坦度

Synergy 设备平坦度的最大偏差值为1.23%，平均偏差绝对值为（0.60±0.22）%。Infinity 设备的最大偏差值为0.91%，平均偏差绝对值为（0.47±0.30）%，见图5。

图5 射野平坦度偏差监测值

2.3 剂量输出一致性

2 台直线加速器剂量输出的基准值均为100 MU，其剂量输出结果见图6。Synergy 设备剂量输出值（100.58±0.49）MU，Infinity设备剂量输出值（101.59±0.50）MU，2 台设备的剂量输出结果均在偏差范围内。

图6 输出剂量监测值

3 讨论

本研究回顾性分析了MyQA Daily 晨检仪在6 MV能量、10 mm×10 mm 射野下对医科达Synergy 和Infinity 2 台直线加速器24 周内的晨检结果，结果显示，2 台设备所有项目的最终检测值均在误差允许范围内，标准差＜1，符合《医用电子直线加速器质量控制指南》[4]的要求，说明加速器处于较为稳定的状态，该晨检仪能够较好地实现对不同型号加速器性能状态变化的检测[16-17]。综上所述， MyQA Daily 晨检仪体积小、重量轻、易搬运，无需预热，即插即用，可减轻操作人员对直线加速器每日检查的工作负担。同时，通过测量结果能够监测医科达加速器的运行状态、及时调整误差，并根据测量结果为QC 提供指导。因此，MyQA Daily 晨检仪可以作为医科达直线加速器日常检测的有效工具。