TrueBeam直線加速器6 MV無均整濾過器射束輸出穩(wěn)定性故障的排查

黃寶添，張基永，陸佳揚(yáng)

汕頭大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬腫瘤醫(yī)院 放療科，廣東 汕頭 515031

TrueBeam直線加速器6 MV無均整濾過器射束輸出穩(wěn)定性故障的排查

黃寶添，張基永，陸佳揚(yáng)

汕頭大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬腫瘤醫(yī)院 放療科，廣東 汕頭 515031

本文介紹TrueBeam直線加速器6 MV無均整濾過器射束輸出穩(wěn)定性的故障現(xiàn)象及其排查方法。

直線加速器；無均整濾過器；輸出穩(wěn)定性；醫(yī)療設(shè)備維修

0 引言

TrueBeam是目前世界上較為先進(jìn)的直線加速器[1-2]。該機(jī)器較傳統(tǒng)的均整濾過器模式FF（Filter Flattened）增加了無均整濾過器模式FFF（Flattening Filter Free）[3]，其中包含6 MV-FFF與10 MV-FFF兩能量檔。2011年遠(yuǎn)東地區(qū)首臺(tái)TrueBeam型號(hào)加速器在我院安裝，經(jīng)過兩年多的使用，2014年1月開始出現(xiàn)了6 MV-FFF能量檔輸出穩(wěn)定性故障。該故障在國內(nèi)較罕見，因此本文介紹該例疑難故障的排查過程與解決方法，以給加速器維修和質(zhì)控人員提供借鑒和參考。

1 故障現(xiàn)象

針對(duì)TrueBeam醫(yī)用直線加速器每周絕對(duì)劑量測(cè)量發(fā)現(xiàn)，在持續(xù)3個(gè)月時(shí)間內(nèi)，使用DOSE 1劑量?jī)x和FC-65G指形電離室測(cè)量所測(cè)得6 MV-FFF的輸出劑量每周下降約2%，該劑量偏差經(jīng)校準(zhǔn)后能返回正常水平，但在一周后又再次出現(xiàn)下跌。另外，從晨檢工具BeamChecker Plus檢測(cè)的數(shù)據(jù)也可看到[4]，劑量穩(wěn)定性每周均出現(xiàn)一定幅度的下跌，見圖1，而6 MV、10 MV和10 MV-FFF能量檔沒出現(xiàn)該問題。

圖1 BeamChecker Plus監(jiān)測(cè)TrueBeam加速器3個(gè)月內(nèi)6 MV-FFF與6 MV能量檔劑量輸出數(shù)據(jù)比較

2 故障分析

加速器輸出劑量穩(wěn)定性與測(cè)量擺位誤差、測(cè)量方法、測(cè)量?jī)x器和加速器自身故障等多種因素相關(guān)，見圖2。

圖2 直線加速器劑量輸出穩(wěn)定性影響因素分析框圖

表1 TrueBeam直線加速器在不同跳數(shù)時(shí)6 MV、6 MV-FFF和10 MV-FFF能量輸出穩(wěn)定性測(cè)量結(jié)果

表2 TrueBeam直線加速器在不同劑量率時(shí)6 MV、6 MV-FFF和10 MV-FFF能量輸出穩(wěn)定性測(cè)量結(jié)果

表3 TrueBeam直線加速器6 MV、6 MV-FFF和10 MV-FFF能量輸出劑量線性偏差測(cè)量結(jié)果

表4 不同劑量?jī)x對(duì)TrueBeam直線加速器6 MV、6 MV-FFF和10 MV-FFF能量輸出穩(wěn)定性測(cè)量結(jié)果

3 故障排除

經(jīng)多人反復(fù)檢查，核實(shí)擺位準(zhǔn)確，可以排除擺位誤差而導(dǎo)致的劑量不穩(wěn)定。分別對(duì)TrueBeam直線加速器6 MV、6 MV-FFF和10 MV-FFF的重復(fù)性和線性進(jìn)行短期穩(wěn)定性輸出測(cè)試，測(cè)量條件和測(cè)量?jī)?nèi)容由Varian工程師給出。測(cè)量時(shí)機(jī)架置于0°，射野大小為10×10 cm2，電離室安裝上劑量建成帽后置于等中心處進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量結(jié)果見表1～3。

測(cè)量方法考慮到FFF能量模式近似高斯分布的劑量特性易受測(cè)量位置的影響，測(cè)量深度由5 cm改為10 cm進(jìn)行測(cè)量，故障依舊。根據(jù)國外工程師的維修經(jīng)驗(yàn)，測(cè)量?jī)x若靈敏度出現(xiàn)問題也會(huì)出現(xiàn)該現(xiàn)象，故測(cè)量?jī)x器采用IBA公司的DOSE 1劑量?jī)x配合FC65-G電離室更換成Standard Imaging公司的Supermax劑量?jī)x配合A12電離室重新進(jìn)行測(cè)量，見表4，故障依舊。排除了擺位誤差、測(cè)量方法和測(cè)量?jī)x器的問題，推測(cè)問題很可能來自于加速器本身的故障。經(jīng)Varian工程師優(yōu)化6 MV-FFF能量檔劑量率和更換相關(guān)的電路板，仍不能解決該故障?？紤]到出現(xiàn)該故障前，曾更換過加速器監(jiān)測(cè)電離室，因此更換加速器監(jiān)測(cè)電離室后，重新對(duì)加速器該能量檔的劑量穩(wěn)定性進(jìn)行測(cè)量，故障依舊存在。

從表1可以看到6 MV-FFF能量檔的穩(wěn)定性偏差最大，位于0.04%～0.46%之間。10 MV-FFF能量穩(wěn)定性最好，其次是6 MV能量檔。從表2～3的數(shù)據(jù)也可以發(fā)現(xiàn)，6 MVFFF能量檔在不同劑量率下穩(wěn)定性偏差以及線性偏差均明顯高于其他2個(gè)能量檔。由測(cè)量數(shù)據(jù)推測(cè)6 MV-FFF能量檔在射線產(chǎn)生過程中可能存在某種故障。由于10 MV-FFF劑量輸出穩(wěn)定性和線性良好，大致可排除由于移除均整濾過器而導(dǎo)致的6 MV-FFF劑量輸出不穩(wěn)定的可能性。6 MV能量的穩(wěn)定性和線性良好，可基本排除加速管、速調(diào)管、電子槍和微波源部分的故障。由于無均整濾過器射束具有近似高斯分布的劑量學(xué)特點(diǎn)，中間高、兩邊低，因此對(duì)電子打靶的位置較為敏感。但經(jīng)反復(fù)檢查未發(fā)現(xiàn)擺位誤差方面的問題，因此推測(cè)6 MV-FFF射束可能存在有微小的位置偏移，且有可能是由于高能電子打靶時(shí)出現(xiàn)位置偏差引起的。為了進(jìn)一步核實(shí)故障，在Varian工程師指導(dǎo)下進(jìn)入到Service模式，通過軟件控制使靶以0.1 mm的步徑向一個(gè)固定方向進(jìn)行移動(dòng)，每一次移動(dòng)靶位置后重新測(cè)量6 MV-FFF射線的穩(wěn)定性和線性，發(fā)現(xiàn)移動(dòng)0.1～0.3 mm時(shí)6 MV-FFF的穩(wěn)定性和線性故障沒有明顯改善，而移動(dòng)0.3～0.7 mm時(shí)其穩(wěn)定性和線性偏差明顯改善，因此可初步判斷劑量不穩(wěn)定故障來源于靶。經(jīng)初步核實(shí)故障來源之后，更換新靶，使用三維水箱測(cè)量其平坦度、對(duì)稱性、射線質(zhì)等參數(shù)，并重新調(diào)整光射野一致性。確定以上射野參數(shù)符合驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)后，再對(duì)6 MV-FFF能量檔射線重新進(jìn)行測(cè)量，發(fā)現(xiàn)該能量檔的劑量穩(wěn)定性和線性均明顯好于換靶前，而6 MV和10 MV-FFF能量數(shù)據(jù)均未受換靶影響，更換靶后，經(jīng)數(shù)月觀察輸出劑量測(cè)量數(shù)據(jù)，不再出現(xiàn)輸出劑量逐周下降的故障現(xiàn)象，故障排除。

4 總結(jié)

TrueBeam直線加速器是目前國內(nèi)較先進(jìn)的直線加速器，國內(nèi)鮮有關(guān)于該型號(hào)加速器故障的報(bào)道[5]，而TrueBeam 6 MV-FFF模式劑量輸出不穩(wěn)定更是該型號(hào)加速器中較為罕見的疑難故障。因此，報(bào)道該故障的排查過程和處理方法可為國內(nèi)設(shè)備維修人員和質(zhì)控人員提供參考依據(jù)。直線加速器輸出劑量的穩(wěn)定性是醫(yī)用電子直線加速器質(zhì)控的重要內(nèi)容[6-7]，是保證精確放療的前提條件。本案例顯示，若該型號(hào)加速器出現(xiàn)絕對(duì)劑量逐周下降的現(xiàn)象，應(yīng)高度懷疑靶出現(xiàn)故障。

[1] 陸佳揚(yáng),林珠,陳志堅(jiān).基于Delta4對(duì)Truebeam容積調(diào)強(qiáng)放療(VMAT)計(jì)劃的驗(yàn)證評(píng)估[J].中國醫(yī)學(xué)物理學(xué)雜志,2014,30 (3):4118-4120.

[2] 黃寶添.TruebeamTM直線加速器的性能檢測(cè)和質(zhì)量保證[J].中國醫(yī)學(xué)裝備,2015,12(1):50-53.

[3] 宋婷,周凌宏.基于蒙特卡羅方法的6 MV Truebeam劑量計(jì)算[J].強(qiáng)激光與粒子束,2012,24(12):2975-2978.

[4] 李承軍,胡健,王陸州.QA BeamChecker Plus的質(zhì)量保證[J].醫(yī)療衛(wèi)生裝備,2010,31(8):120-122.

[5] 丁紀(jì),黃永祥.瓦里安Truebeam直線加速器不出束故障維修一例[J].醫(yī)療裝備,2015,28(7):116.

[6] 劉小龍,王蕾,孫小揚(yáng).醫(yī)科達(dá)Precise直線加速器閘流管觸發(fā)板故障及維修[J].中國醫(yī)療設(shè)備,2015,30(9):171,178.

[7] 姜瑞瑤,熊霏,黃國鋒.醫(yī)用直線加速器輸出劑量穩(wěn)定性分析[J].中國醫(yī)學(xué)物理學(xué)雜志,2011,28(5):2854-2857.

Troubleshooting of Output Instability for 6 MV Flattening Filter Free Beam in TrueBeam Accelerator

HUANG Bao-tian, ZHANG Ji-yong, LU Jia-yang
Department of Radiation Oncology, Cancer Hospital of Shantou University Medical College, Shantou Guangdong 515031, China

R197.39；TL53

B

10.3969/j.issn.1674-1633.2016.07.054

1674-1633(2016)07-0162-03

2015-08-27

2015-11-09

廣東省醫(yī)學(xué)科研基金項(xiàng)目（A2015534）。

陸佳揚(yáng)，工程師。

通訊作者郵箱：lujame@yeah.net