医用电子直线加速器质量保证和质量控制要点

韩宇 高邮市人民医院放疗科 （江苏 高邮 225600）

内容提要： 科学技术的快速发展，为医用设备发展奠定了基础，特别是医用电子直线加速器的出现，给肿瘤治疗提供了精准的治疗剂量，降低了周围组织及器官的照射范围，提高了肿瘤局部放射治疗的质量。文章将对医用电子直线加速器的种类进行分析，针对质量控制的要点进行分析，并提供相应的质量控制方案，为医用设备高质量发展奠定基础。

电子直线加速器属于高精密、大容量的医学仪器，为了保证它的良好运行，提升它的利用率，必须对它进行科学的管理，做好质量控制，正确的使用，才能确保放射治疗的准确实施。在日常工作中发现，很多医院存在着一些问题，这些问题严重影响到放疗设备的正常运转。为此，对医用电子直线加速器进行质量检测，从而延长它的使用年限，有效减少更换成本。

1.医用电子直线加速器的分类

医用电子直线加速器是利用微波电磁场加速电子并使其具有直线运动轨迹的加速装置，医用电子直线加速器是电子直线加速器中一种为放射治疗提供符合临床治疗要求的X射线或电子线，并配备专为治疗患者用的患者支撑系统（治疗床）等附件和附加功能的大型放射治疗装备的医用治疗装置。

医用电子直线加速器对提高肿瘤放射质量具有关键性意义，在高功率微波电场中相互作用，它加速的电子速度能达到亚光速，得到适合放射治疗的较高的能量。加速后的电子直接或经转换为X射线后供放射治疗用。医用电子直线加速器按其能量范围分为低、中、高三类。根据不同能量的加速器射线能量，可以将电子直线加速器分为4、6、8MV，有的达到10MV以上。根据加速管的不同，可将医用电子直线加速器分为行波型与驻波型两种。对于行波加速器而言它属于一种特殊的电磁装置，而驻波加速器则是一种常见的电磁装置，两者都具有不同的特性。其中行波加速器的加速管，以盘荷波导的方式进行微波传输，微波电场一直沿轴向传播，到达加速管末端不反射，而驻波则是利用加速器的加速管，进行一系列耦合串联的方式，完成谐波腔链，实现微波在加速管末端的后射，入射波和反射波叠加形成驻波，从而建立轴向的电场[1]。

2.医用电子直线加速器的性能指标

2.1 输出剂量

医用电子直线加速器的输出剂量是否稳定，与不同影响因素相关联，从而导致输出剂量出现偏差，可以按规范要求，每周对医用电子直线加速器的输出剂量进行一次检测。在医用电子直线加速器领域，常用的检测工具为电离室、剂量仪、水箱。所以，要对输出剂量进行校准，实现放射治疗质量控制。由于这些设备都是以一定频率作业的，需要通过定期辐射来观察加速器是否到达预期的目的和要求。每周对直线加速器输出剂量进行测量，校正计量仪的读数，确保精准度在±2%内。当偏差超出这个范围时，须对医用电子直线加速器的输出剂量进行调整[2]。

2.2 能量

射野中心轴上的百分深度剂量值可以直接反映出射线的能量高低，从而更为直接地了解加速器能量的高低。它的作用是对该类型的射线装置上的辐射场和剂量数据进行分析。可以通过射野中心轴上不同深度的剂量比值对射线能量进行测量，所得的指数可以判断设备能量是否稳定。射线能量需要每月进行一次检测，而设备维修后也应对其进行射线能量的检测。

2.3 等中心

等中心是直线加速器机架旋转中心轴、治疗床旋转中心轴、准直器旋转中心轴的三个中心轴的相交位置，显示医用电子直线加速器机械运动的准确性，它的精度值对于机械使用与检测起到了重要的作用，对于医疗单位来说，对加速器进行校准与维修都需要运用到等中心，所以对等中心进行研究具有重要的意义[3]。但是在实际应用过程中，仍然要受到有关制造工艺的影响、长期高频率工作原因影响，造成装置等中心产生误差，在这样的形势下，就要用机械前指针瞄准装置进行修正，其误差范围应控制在±1mm以内。激光定位系统被用于引导和识别患者体内的位置，最大限度地保证墙体两边激光束相互重合。为了确保患者得到最佳治疗效果，就要对等中心作出精确的定位，这就需要将误差控制在1mm以内，从而使得患者能够获得最理想的治疗结果。

2.4 平坦度与对称性

平坦度与对称性是射野剂量分布特征中的一个极为重要的关键性指标，在一定意义上是衡量评价和检验这种装置性能的好坏。在实际检测中，如果射野剂量分布的平坦度和对称性偏差过大，不能满足应用需求，将导致设备不能正常使用，需要对其进行维修调整。

2.5 灯光野与实际射野的吻合程度

一般情况下，实际射野50%等剂量线是属于灯光野尺寸相应的范围，按照有关规定，这两项的符合度须＜±2mm。在实际测量时，会受到各种因素的影响，导致两者的符合率偏低，造成射野中的缺陷，无法发挥射野的作用。这时需要对灯光野进行测试，一周探测一次，通过胶片法对数据进行符合度的检测，符合相关大小的范畴[4]。

3.直线加速器在质量控制方面的主要问题

3.1 关于直线加速器的环境管理

对直线加速器进行有效的温度和湿度的管理，以确保其能够正常运行。目前国内对直线加速器的温湿度监控主要采用人工方式进行监测，并且这种方法具有操作简单、效率高和可靠性高的特点。但在当前出现了工作量增加，和设备使用人员的责任心不足等状况，致使对直线加速器的环境问题在规制上也出现了较多的漏洞，致使设备运行过程中，所处工作环境不符合要求出现了一定程度的危险，会发生日常工作故障和因环境问题造成设备不正常等问题。由于直线加速器原理和运行环境的特殊性，要求直线加速器应含有单独存放房间和单独通风系统。由于一些工作人员没有掌握相应的预防措施，使得直线加速器运行环境安全受到威胁。所以，一定要严格按有关文件中的要求，加强对直线加速器周围环境的治理工作[5]。

3.2 直线加速器的放射防护问题

直线加速器在工作过程中会出现大量的电离辐射，这时需要对直线加速器及周边装置的射线进行有效的防护管理，所以需要设置相关的辅助装置，如，机房、操作间及其他设备的防护装置，满足日常放射防护控制需求，但从当前工作来看，现有的防射防护工作控制不到位，会出现防护力不足，整改工作不彻底等问题，无法保证相关操控人员的健康安全。

3.3 直线加速器的保养问题

随着当前医疗技术的不断发展和人民群众健康观念的改变，当前，医用电子直线加速器在我国的应用频率呈现逐年上升态势。直线加速器应用于医院中，对患者的诊断和治疗起到了不可忽视的作用。作为一种先进的医疗器械，它对部分恶性肿瘤具有较好的治疗效果、较低的毒副作用，因此得到广泛的应用。医用电子直线加速器的功能越来越多，结构也变得越来越复杂，同时肿瘤放疗患者的日益增多也使得医用电子直线加速器的工作负荷增大，出现故障的可能性提高。但当前由于直线加速器的工作量越来越大，各类直线加速器维护不能高效，准时地进行，致使大部分装置在运行中都出现了不同的隐患，随时都可能发生设备瘫痪或设备故障；对于一些大型的直线加速器，其日常维修与更换时间较长，造成了大量资金浪费。直线加速器运行时，对装备维护的监管措施和有关装备的维护计划的制定方面也有缺陷，致使设备在投入使用时，对其维护情况全然不顾[6]。

4.医用电子直线加速器的质量检测方法

4.1 加速器机械检测

由于医用电子直线加速器是等中心旋转型的，其机架旋转轴、准直器旋转轴和治疗床旋转轴应相交于同一点，这一交点就称为等中心。等中心的位置和精度非常重要，其代表了医用电子直线加速器的机械运动精度。检测机械精度可按以下步骤进行，首先验证准直器旋转轴与治疗床旋转轴的符合度，两者的符合度偏差应该＜1mm；然后寻找等中心的位置和验证等中心的精度，接着标定光距尺，并利用升降治疗床检查光距尺的指示线性；最后验证激光定位系统的激光束交点与等中心重合度，此两点应严格重合。另外，对设备内部的各个部件和系统都要做到有效的检测，包括电源电路、信号传输线路等，只有做好这些基本检测工作，才能确保医用电子直线加速器安全、稳定地运行。

4.2 照射野的检测

照射野的检测是医用电子直线加速器质量检测的重要内容，其包含灯光野与射野一致性、射野的平坦度与对称性、射线的能量（射线质）、射野的输出剂量等几个项目。灯光野与射野的一致性常用胶片法进行检测，在射线出束前在胶片上标记出灯光野的周边和十字线，并覆盖上一层固体模体材料，射线出束100cGy，检查射野50%等剂量线与灯光野的重合度，两者的重合度应在1mm以内。X射线的平坦度与对称性测定：将机架和准直器置于0°，在正常治疗距离的条件下，射野大小设置为10cm×10cm和临床常用照射野，沿射野两条主轴方向连续或逐点扫描10cm水深下的吸收剂量，在获得每组数据后计算出平坦度和对称性。电子线的平坦度与对称性测定：将机架和准直器置于0°，在正常治疗距离的条件下，射野大小设置为10cm×10cm和临床常用照射野，在基准检测深度处沿射野的主轴和对角线上连续或逐点测量吸收剂量并计算出平坦度和对称性。确定X射线能量的一种方法是利用10cm×10cm射野的中心轴不同深度（如10cm及20cm）的百分深度剂量比值表示，这个比值也称为能量指数。电子束的能量指数可以通过测量10cm×10cm射野在标称源皮距下水模体中50%剂量深度处的剂量与最大剂量深度处的剂量之比来获得。对于射野的输出剂量，设置机架与准直器角度为0°，源皮距为100cm，射野大小为10cm×10cm，电离室中心置于校准深度，连续测量3次取平均值，测量时需注意大气压和温度的修正。

5.在放射治疗期间执行质量控制

做好放射治疗装置的质量控制工作，并将其质量控制放置最重要的位置。有关放射治疗的质量控制工作，不仅关乎到工作人员、装备、相关技术，也涵盖了从制定计划至执行临床治疗的整个过程。所以，要做好每一个环节的把控，如果不做好质量保证和控制措施，将直接影响到整个放疗工作的顺利开展。所以一定要全方位地着手，严格把关每一个环节，使医用电子直线加速器达到治疗的最佳效果。

5.1 确定治疗方案

治疗方案拟定时，主治医生要考虑到治疗的位置、规模与邻近器官之间的相互关系等，确定照射方式，并且在此基础上，进一步判断该方案的适宜性，最后，再视模拟方案的实用性，经鉴定，签名交治疗室处理。

5.2 确定摆位

摆位在放射治疗中是非常重要的，所以，摆位需根据患者情况及所需受照部位决定。为了提高放疗的精确性和可重复性，必须对肿瘤靶区位置、大小等参数进行精确测定，并将结果输入计算机。尽可能保持摆位的固定，避免治疗时患者下意识移动引起摆位变化。

5.3 放射治疗实施

放射治疗中的操作失误有两方面的特征，不易察觉，射线无形，出现错误是不容易察觉的；不可控制，即由于技术原因或管理问题，会导致误动作和错误结果出现，使治疗无法顺利进行。为了保证放疗质量，必须做好疾病诊断、计划设计及治疗实施等方面的工作，并严格按照操作规程实施。在放疗过程中严格按照操作规程执行，保证每一个环节都符合规范要求，从而避免失误的发生。

6.提升医用电子直线加速器质量的有效路径

对直线加速器运行中存在的维护问题，需提出有针对性的建议和有关管理规定。按照设备维护要求，建立合理维护规章，切实保证直线加速器正常运行。对使用工作人员则需强化责任意识，在最根本上切实实现装备维护责任化，对该装置的正常运行起到更好的辅助作用[7]。

对于直线加速器运行环境管理方面有待进一步加强与改进，直线加速器放置机房的选择问题和设计布局问题在直线加速器机房施工之前，需有专业设计师和相关测试、监管部门共同合作，选择适宜建房位置。对于直线加速器机房的内部布置也需要更加科学合理的方式来提高其空间利用率，并且通过对不同类型的建筑结构形式进行比较选择出最适合于直线加速器机房的结构设计。同时，直线加速器机房环境能够高效通风和空气交换，避免因机房温度升高而造成机器功能障碍等问题。其次对于直线加速器机房内部的空调系统要合理设置，确保机房内的空气流通通畅，从而保障机器正常工作。有必要根据室内的施工情况，放置具有可行性效果的温度控制设备，确保机房温度得到很好的控制，给机器的运行提供了一个更好的外部环境。同时，为有效避免因房间湿度超标而造成机器故障，有必要根据直线加速器的要求，选取性能较佳的干湿度控制系统，确保室内干湿度符合要求，才能确保装置良好地运转[8]。

严格遵守放射防护安全需求进行施工布局。为保证相关的操控人员可以按照流程使用机器，为患者进行有效的放射治疗，可根据实际工作需求建立一个完整的放射治疗计划方案。同时，应进一步提升机房放射防护监控能力，对设备状况进行实时的监控，确保给予患者提供更加安全、精确的放射治疗。

7.医用电子直线加速器的维修和养护

由于该设备本身所具有的特殊性，医用电子直线加速器内部机构比较复杂，使得其在使用过程中难免会出现一些故障问题，这些问题若不及时处理的话将直接影响到患者的治疗效果甚至生命健康安全。所以，对设备的日常维护和保养将是一项非常重要而又非常周密的任务，若能确保日常有效维修，则可提高设施有效利用率，并且大大地延长了本装置使用寿命，借此，进一步降低了替换装置的次数，从而减少了更换装置的费用[9]。

通常情况下，设备的日常保养可以进行如下操作：清洗过滤器；同时将控制柜进行检修和保养。医用电子直线加速器水箱水温，水位、水压和水质进行的常规性检查，若发现问题，需将水箱中蒸馏水完全换掉；认真检查靶驱动气路工作情况；对一切能直接关系到本装置安全平稳工作的电路数据进行排查，扫清电路，以确保电路整洁；检查治疗室内温度和空气湿度，且确保良好换气条件。

放疗设备快速发展的同时，需要随时了解行业的风向变化和设备进展，来加强对技术革新的了解与应用，通过对医用电子直线加速器这一放射治疗设备进行质量检测，确保使用质量，并定期对医用电子直线加速器进行保养，才能保障设备的安全运行，确保放射治疗的精准度，提升医用电子直线加速器的使用寿命，为人民的健康保驾护航。