醫(yī)用直線加速器的維護(hù)保養(yǎng)及應(yīng)對策略

張沿　張文珂

【摘要】 放射治療是腫瘤治療的主要手段之一，作為治療設(shè)備其不同于其他放射診斷設(shè)備，設(shè)備的質(zhì)量控制與質(zhì)量保證就顯得尤為重要。由于醫(yī)用直線加速器系統(tǒng)的復(fù)雜性，如何做好設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng)成為設(shè)備質(zhì)量控制與質(zhì)量保證的前提條件。本文結(jié)合醫(yī)院醫(yī)用直線加速器維護(hù)保養(yǎng)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對如何確保設(shè)備的質(zhì)量控制和質(zhì)量保證進(jìn)行了研究，為規(guī)范放射治療工作，保證臨床治療的穩(wěn)定性、連續(xù)性，提高治療實(shí)施的準(zhǔn)確性和精確度做出了有價值的探討。

【關(guān)鍵詞】 醫(yī)用直線加速器； 維護(hù)保養(yǎng)； 質(zhì)量控制； 質(zhì)量保證

醫(yī)用直線加速器（Linear Accelerator）是高能物理成功應(yīng)用于醫(yī)療技術(shù)的高科技產(chǎn)品，是繼同位素放射療法后又一種新型的腫瘤治療方法。其工作原理是通過加速由電子槍產(chǎn)生的電子形成高能電子束或由高能電子束打靶發(fā)生韌致輻射產(chǎn)生的高能X射線與腫瘤組織作用產(chǎn)生的物理效應(yīng)、化學(xué)效應(yīng)和生物效應(yīng)達(dá)到殺滅腫瘤細(xì)胞目的。

醫(yī)用直線加速器按照其功能劃分主要包括電子加速系統(tǒng)、微波功率系統(tǒng)、劑量監(jiān)測系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、治療床系統(tǒng)等5個主要的子系統(tǒng)，隨著精確放射治療技術(shù)的普及，各個廠家在此基礎(chǔ)上又開發(fā)了若干個新的子系統(tǒng)，如獨(dú)立的MLC子系統(tǒng)、EPID驗(yàn)證系統(tǒng)、呼吸門控系統(tǒng)等等，這些子系統(tǒng)進(jìn)一步完善了醫(yī)用直線加速器的功能，在應(yīng)對復(fù)雜的外照射技術(shù)顯得游刃有余，達(dá)到了拓展放射治療手段，提高腫瘤控制率，提高患者生存質(zhì)量的目的。

醫(yī)用直線加速器的維護(hù)保養(yǎng)工作分為以下幾個方面：制定嚴(yán)格的加速器操作規(guī)程及管理制度，全程監(jiān)測加速器工作環(huán)境與工作狀態(tài)，制定與加速器故障相關(guān)的預(yù)防措施。

1 制定嚴(yán)格的操作規(guī)程及設(shè)備管理制度

1.1 加速器的操作規(guī)程 患者治療期間，遵循安全第一原則。治療必須通過局域網(wǎng)的治療信息系統(tǒng)來完成，絕不能脫網(wǎng)治療，并且建立完整的數(shù)據(jù)庫，以便保證治療可靠性。治療過程中，醫(yī)生一定不能嫌麻煩而走捷徑，比如旋轉(zhuǎn)機(jī)架時，一定要在室內(nèi)完成，注意觀察移動床中的患者避免與機(jī)架相撞?；颊咴谏舷麓策^程中，先把床降低到最適高度，以免由于床過高而摔倒。盡可能地減少電子線與X線模式轉(zhuǎn)換，并且安排患者進(jìn)行分時段治療，以便減少均整塊、靶組件在轉(zhuǎn)換過程中造成的磨損。治療時，手控器應(yīng)該避開機(jī)架90度或270度照射，防止手控器中電路因受照射而損壞。在每天治療完成后，機(jī)架應(yīng)停留在90度的位置，防止靶冷卻水的泄露而使損壞電離室。

1.2 加速器的管理制度 工作中，機(jī)房工作人員應(yīng)該分工明確，各負(fù)其責(zé)。加速器有其管理制度，每個操作人員都要明確并擔(dān)負(fù)其自己的職責(zé)，應(yīng)該按正確的操作規(guī)程使用加速器，并且要做好加速器使用的登記，不僅要登記治療的患者例數(shù)，還要登記加速器在使用過程中存在的任何不正?，F(xiàn)象。治療過程中，一旦加速器出現(xiàn)任何異?，F(xiàn)象，應(yīng)該立即停止治療，通知專業(yè)技術(shù)人員對其進(jìn)行維修與處理，避免故障進(jìn)一步擴(kuò)大化。專業(yè)技術(shù)人員也要明確并擔(dān)負(fù)其自己的職責(zé)，在加速器開機(jī)預(yù)熱時，記錄包含質(zhì)量保證及質(zhì)量控制在內(nèi)的有關(guān)加速器所處環(huán)境溫度與濕度、安全控制、冷卻水裝置工作狀態(tài)等清單。專業(yè)技術(shù)人員與操作人員需經(jīng)過國家相關(guān)管理部門所組織的培訓(xùn)，經(jīng)考核合格后才能操作或維護(hù)處理加速器，杜絕無證上崗的現(xiàn)象發(fā)生。由于加速器的操作界面都為英文，而操作人員的英語水平存在差異，因此，加速器盡可能根據(jù)操作人員英文水平互補(bǔ)原則進(jìn)行合理的分組配備，以便操作更加規(guī)范與正確。操作人員進(jìn)行操作前，認(rèn)真閱讀操作規(guī)程，密切觀察加速器使用過程中各項(xiàng)指標(biāo)的變化情況，記錄是否有異常的氣味及聲音，溫度與氣壓讀數(shù)是否存在異常，各按鈕與螺絲是否存在松動現(xiàn)象。

2 全程監(jiān)測加速器工作環(huán)境與工作狀態(tài)

全程監(jiān)測加速器工作環(huán)境與工作狀態(tài)主要包括機(jī)房溫濕度控制、設(shè)備電氣安全控制、加速器劑量系統(tǒng)調(diào)整、加速器機(jī)械精度調(diào)整、恒溫水系統(tǒng)調(diào)整、輔助定位系統(tǒng)調(diào)整等。

2.1 機(jī)房溫濕度控制 機(jī)房溫濕度異常是造成設(shè)備真空部件打火，恒溫水系統(tǒng)結(jié)露及線路板故障的重大誘發(fā)因素之一。為避免這些潛在的危險因素，根據(jù)大型醫(yī)用設(shè)備機(jī)房溫濕度控制的要求，機(jī)房的溫度一般控制在（22±2）℃，濕度一般控制在40%～70%[1-3]。根據(jù)這一要求，依據(jù)機(jī)房的面積及通風(fēng)次數(shù)設(shè)計滿足條件的醫(yī)用精密空調(diào)或普通空調(diào)加除濕機(jī)的方案，由于加速器機(jī)房對通風(fēng)要求比較高，使用醫(yī)用精密空調(diào)的成本比較高，本院采用了普通空調(diào)加除濕機(jī)的設(shè)計方案，空調(diào)與除濕機(jī)均采用一用一備的方案，根據(jù)環(huán)境的實(shí)際溫濕度情況決定空調(diào)及除濕機(jī)的開啟數(shù)量，有效地保證了機(jī)房的溫濕度，因溫濕度異常造成的設(shè)備故障率明顯降低。

2.2 設(shè)備電氣安全控制 設(shè)備電氣安全主要包括供電電壓的穩(wěn)定性，公共地的設(shè)置，意外失電的處理等方面。供電電壓的穩(wěn)定首先根據(jù)醫(yī)療設(shè)備的實(shí)際情況采用三相五線制的配電方式，即零線與地線分開[4-5]，并通過在設(shè)備前端根據(jù)加速器的額定功率加裝可靠的三相穩(wěn)壓器即可實(shí)現(xiàn)電壓穩(wěn)定供給；公共地的設(shè)置也尤其重要，盡量不要與醫(yī)院的其他公共地并聯(lián)在一起，因?yàn)槠渌O(shè)備的公共地與加速器的地線并聯(lián)會造成設(shè)備工作狀態(tài)的異常，本院西門子加速器的地線原來與其他設(shè)備的地線并聯(lián)時就經(jīng)常出現(xiàn)30#聯(lián)鎖，通過電源監(jiān)測儀發(fā)現(xiàn)為共地線造成，在經(jīng)改造后單獨(dú)接地線后設(shè)備故障消除；意外失電在醫(yī)院比較少發(fā)生且醫(yī)院大部分采用的是雙線路供電，意外失電的時間也不會太長，如果醫(yī)院條件允許，可以加裝大功率UPS電源作為應(yīng)急電源且UPS電源的各項(xiàng)電氣指標(biāo)不應(yīng)對加速器的正常運(yùn)行產(chǎn)生影響，這樣就能夠保障患者不會因意外失電而中止治療。

2.3 加速器射野及劑量系統(tǒng)調(diào)整 根據(jù)國際原子能機(jī)構(gòu)第277號技術(shù)報告的要求，通常情況下，劑量系統(tǒng)的優(yōu)化調(diào)整及劑量偏差調(diào)整頻率一般每周1次。劑量系統(tǒng)的優(yōu)化可以維修模式下，通過調(diào)整電子的注入?yún)?shù)及脈沖形成網(wǎng)絡(luò)（PFN）參數(shù)盡可能在開環(huán)條件下就能達(dá)到正常的輸出劑量率，使劑量系統(tǒng)達(dá)到最佳的工作狀態(tài)；使用通過標(biāo)定的劑量儀在標(biāo)稱治療距離SSD=100 cm，體模表面光野為10 cm×10 cm，電離室的軸與射線軸垂直。中心軸上水中校準(zhǔn)深度處，6 MV X線電離室有效測量點(diǎn)位于水下5 cm處，15 MV X線電離室有效測量點(diǎn)位于水下10 cm處，電子線電離室有效測量點(diǎn)在水下最大劑量點(diǎn)處或1.5 cm處[6-7]，如果劑量誤差實(shí)測值超過X線>±2%，電子線>3%時，可在維修模式下調(diào)整電離室的計數(shù)參數(shù)使設(shè)備劑量計數(shù)與實(shí)測劑量值達(dá)到一致。

射野的平坦度和對稱性調(diào)整一般為1個月做1次檢測，檢測條件為設(shè)置機(jī)架角為0°，準(zhǔn)直器0°，SSD為100 cm，射野為10 cm×10 cm，可用三維水箱直接測量各點(diǎn)的劑量得到劑量分布圖，也可利用二維電離矩陣獲得相對劑量分布圖，分別計算最大、最小劑量偏離中心軸劑量的相對百分?jǐn)?shù)，以及偏離中心軸對稱兩點(diǎn)劑量率的差值與中心軸上劑量率的相對百分?jǐn)?shù)，保證平坦度和對稱性位于±3%內(nèi)[8-10]。出現(xiàn)電子槍故障、微波功率系統(tǒng)故障、電離室故障、均整塊故障等故障，工程師在排除設(shè)備故障后配合物理師重新測量射野的平坦度和對稱性，同時參照劑量系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整及劑量偏差調(diào)整后方能讓加速器重新投入使用，保障患者的治療安全。

2.4 加速器機(jī)械精度調(diào)整 加速器的機(jī)械精度主要包括機(jī)架、治療頭、治療床、MLC等幾個方面。

加速器的機(jī)械精度調(diào)整原則就是做到“三心”一致，即機(jī)架、治療頭、治療床的中心位置一致，檢測周期為每月檢測1次，誤差小于±1 mm，若誤差偏大，可根據(jù)機(jī)械水平尺在基準(zhǔn)面的水平情況調(diào)整機(jī)架或治療頭的角度，找到基準(zhǔn)角度，同時在加速器維修模式下記錄新的基準(zhǔn)角度，這樣就能保證機(jī)械精度的可靠性。

隨著精確放射治療的普及，MLC調(diào)整就顯得尤其突出，MLC的調(diào)整包括位置和速度線性調(diào)整兩個方面：位置機(jī)械調(diào)整是用于確定在位置檢測系統(tǒng)中葉片和托架的機(jī)械末端停止位置，它是速度線性調(diào)整的前提條件。速度線性調(diào)整用于校準(zhǔn)定位系統(tǒng)的射野尺寸和同心性能。放射校準(zhǔn)的方法是在等中心平面測量一組射野尺寸的組合，測量深度必須為10 cm，在系統(tǒng)中輸入對多個射野尺寸的2個葉片組測量的50%等劑量線，測量結(jié)果必須在射野中心標(biāo)準(zhǔn)化到100%。注意：在開始放射校準(zhǔn)之前，必須進(jìn)行機(jī)械校準(zhǔn)[11-13]。

2.5 恒溫水系統(tǒng) 恒溫水系統(tǒng)調(diào)整加速器的恒溫水系統(tǒng)包括一級水冷和二級水冷，一級水冷主要是加速器自帶的內(nèi)循環(huán)水系統(tǒng)，由于加速器多個部件在工作的過程中會產(chǎn)生大量的熱量，多個器件對溫度要求在相對比較穩(wěn)定的狀態(tài)才能保證加速器的正常工作，而冷卻用的循環(huán)水管道比較細(xì)，為保證管道不結(jié)水垢堵塞管道，內(nèi)循環(huán)水對水質(zhì)的要求比較高，一般都是加注蒸餾水或去離子水，要求電阻值大于1 MΩ，且一般內(nèi)循環(huán)水系統(tǒng)都帶有除離子裝置，在除離子效果下降時應(yīng)及時地更換去離子裝置以保證水質(zhì)正常；二級水冷主要是對一級水冷進(jìn)行循環(huán)降溫，每個季度需要對熱交換器和二級水冷的外機(jī)定期檢修，以保證一級水冷的正常工作溫度控制在（18±2）℃[14-15]。

2.6 輔助定位系統(tǒng)調(diào)整 輔助定位系統(tǒng)包括兩個方面：加速器燈光系統(tǒng)、激光定位系統(tǒng)。

加速器的燈光系統(tǒng)調(diào)整主要是對加速器的測距燈、光野燈每個月進(jìn)行1次校正。測距燈主要是依據(jù)機(jī)械測距尺的實(shí)際測量距離與光距燈的顯示讀數(shù)要保持一致。光野燈及與實(shí)際照射野的符合度調(diào)整可以有兩種方式：機(jī)架角度為0°，準(zhǔn)直器0°，SSD為100 cm，光野10 cm×10 cm時，用慢感光膠片小劑量出束，看感光面積與光野標(biāo)記是否重合；用二維電離矩陣接受的實(shí)際出束面積與光野面積是否一致。光野與照射野的誤差小于±1 mm。

激光輔助定位系統(tǒng)的調(diào)整每個月進(jìn)行1次，在設(shè)備驗(yàn)收時可以在機(jī)房的墻壁多點(diǎn)標(biāo)記激光線的位置，這樣日常激光線的調(diào)整工作相對比較簡單，如果出現(xiàn)激光線異常也可以通過激光水平儀、長的機(jī)械水平儀或鉛垂線作為參照重新調(diào)整使激光線的誤差小于±1 mm。

3 制定與加速器故障相關(guān)的預(yù)防措施

加速器的常規(guī)保養(yǎng)與維護(hù)是為了減少設(shè)備故障與延長設(shè)備使用壽命，其中最有效的方式應(yīng)該是主動進(jìn)行預(yù)防式保養(yǎng)與維護(hù)，主要包括處理設(shè)備的潤滑、變形、磨損、生銹及松動問題，對于發(fā)熱量大的大功率器件，比如磁控管、電源系統(tǒng)、閘流管做好防塵、防潮及散熱工作。專業(yè)技術(shù)人員每周檢查準(zhǔn)直器與機(jī)架旋轉(zhuǎn)的限制，激光燈、治療燈、標(biāo)尺燈切換，光野、射野吻合狀況，檢查控制臺數(shù)據(jù)的恢復(fù)功能、溫度控制功能及水冷機(jī)水位是否符合要求。每季度進(jìn)行系統(tǒng)維護(hù)與保養(yǎng)，這主要包括以下幾部分：運(yùn)動部件，閘流管，電離室高壓電源，光射野重合性，聯(lián)鎖功能，應(yīng)急開關(guān)，拍星光片，多葉準(zhǔn)直器及十字板的檢測。當(dāng)治療患者較多時，根據(jù)需要適當(dāng)?shù)卦黾佣嗳~準(zhǔn)直器的檢測頻度，開機(jī)對出射線檢測并進(jìn)行束流優(yōu)化，檢查劑量系統(tǒng)的工作，對偏轉(zhuǎn)電流進(jìn)行聯(lián)鎖調(diào)零。每年再對系統(tǒng)進(jìn)行1次大范圍的預(yù)防式保養(yǎng)與維護(hù)，除了完成季度保養(yǎng)所有項(xiàng)目以后，還包括靶冷卻水管的維護(hù)，清除電路板灰塵、風(fēng)扇灰塵，更換空氣過濾網(wǎng)、循環(huán)水以及去離子過濾器，檢測射頻源的輸出功率、電路板電源電壓，調(diào)整、優(yōu)化并記錄輸出電子線的相關(guān)參數(shù)。加速器中有磁控管與閘流管，它們都屬于大功率易損壞器件，同時，也具有靶冷卻水管、冷卻油濾器、循環(huán)水以及去離子過濾器、它們都屬于易損耗器件，為了避免或減少元件由于損壞或消耗而引起的設(shè)備停機(jī)，應(yīng)該提前準(zhǔn)備好易損壞或易消耗元件，而器件的更換時間可以根據(jù)維修記錄、每日高壓來確定。鈦泵維持著加速器的真空度，所以設(shè)備使用時一定要密切觀察鈦泵的電流，如果因?yàn)閿嚯妼?dǎo)致停機(jī)，則及時復(fù)位，保證鈦泵處于正常工作狀態(tài)，嚴(yán)禁在低真空下開機(jī)，延長速調(diào)管與加速管的使用壽命。治療過程中，治療床會左右、上下、前后反復(fù)切換，機(jī)架也會不斷旋轉(zhuǎn)，長時間下去會導(dǎo)致軸承、軌道離合太寬，所以要對治療床與機(jī)架定期進(jìn)行維護(hù)與保養(yǎng)。由于加速器的溫度主要靠循環(huán)水來控制，因此，不僅要定期檢查循環(huán)水通路是否暢通，還要定期檢查循環(huán)水中水流量、水質(zhì)、水溫及水壓是否達(dá)標(biāo)，如果不達(dá)標(biāo)，及時通知專業(yè)技術(shù)人員處理，由于機(jī)頭附近的水管為橡膠管，它受到的輻射最大，最可能出現(xiàn)因?yàn)槔匣┧F(xiàn)象，如果漏水，應(yīng)該將老化水管剪去接上新管。加速器中所使用的壓縮機(jī)為無油壓縮機(jī)，密切觀察無油壓縮機(jī)的氣壓值、使用時間以及是否存在漏氣現(xiàn)象，加速器的氣路接口都有氣體干燥裝置，使用過程中密切觀察干燥劑顏色的變化，如果藍(lán)色干燥劑變紅，說時干燥劑變質(zhì)，應(yīng)立即更換干燥劑。加速器內(nèi)部有很多在大功率器件，運(yùn)行過程中會產(chǎn)生大量熱量，如果散熱不及時，會加速這些器件的老化，因此，有必要在機(jī)房中安裝空調(diào)，加速器內(nèi)部安裝散熱風(fēng)扇，并急時對散熱風(fēng)扇進(jìn)行除塵，保證其良好的散熱效果。為了防止電子器件的短路現(xiàn)象，機(jī)房還應(yīng)該定期除濕。最后，定期進(jìn)行學(xué)術(shù)交流，專業(yè)技術(shù)人員或操作人員通過學(xué)術(shù)交流可以取長補(bǔ)短，不斷提高自身的技術(shù)水平。

由此可見，醫(yī)用直線加速器系統(tǒng)的復(fù)雜性決定了設(shè)備出現(xiàn)故障的概率遠(yuǎn)大于其他醫(yī)用設(shè)備，為了能夠降低故障率，延長設(shè)備的正常使用壽命，強(qiáng)化醫(yī)用直線加速器的維護(hù)保養(yǎng)工作顯得尤其重要，設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng)工作是放射治療質(zhì)量控制與質(zhì)量保證的基石。

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（收稿日期：2014-03-16） （本文編輯：王宇）