核通數(shù)字化模擬定位機(jī)機(jī)械精度的質(zhì)量保證及維護(hù)

胡俊，李益坤，劉海，杭霞瑜，何建軍，孫向東(通信作者)

東部戰(zhàn)區(qū)總醫(yī)院秦淮醫(yī)療區(qū)放療科 (江蘇南京 210002)

核通數(shù)字化模擬定位機(jī)是專門用于放射治療模擬定位的裝置，是放射治療中必不可少的專用設(shè)備[1]，其將X線診斷部件和具有外照射治療機(jī)相關(guān)運(yùn)動(dòng)功能的機(jī)械部件組合在一起，用以確保模擬定位體位與治療體位的一致性。在模擬驗(yàn)證前，定位技師需對(duì)模擬定位機(jī)進(jìn)行功能檢查和校準(zhǔn)，主要通過(guò)激光線對(duì)定位中心、移動(dòng)參數(shù)確定靶區(qū)和重要器官的運(yùn)動(dòng)范圍，比較模擬定位影像和治療方案的相關(guān)性和差異性，進(jìn)一步驗(yàn)證射野中心和照射區(qū)域的方位[2]；并通過(guò)設(shè)置的擺位參考標(biāo)記，確定治療中心及照射野大小，從而為技師擺位提供依據(jù)[3]。全數(shù)字化模擬定位機(jī)在誤差測(cè)量和控制方面具有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，可為更改和調(diào)整治療計(jì)劃提供參考依據(jù)[4]。由于模擬驗(yàn)證的精確度直接影響患者的治療效果，故臨床應(yīng)定期對(duì)模擬定位機(jī)進(jìn)行質(zhì)量控制[5]。本研究旨在通過(guò)對(duì)核通數(shù)字化模擬定位機(jī)的日常檢測(cè)，分析誤差數(shù)值及頻率，及時(shí)對(duì)偏差進(jìn)行校準(zhǔn)，以確保臨床放射治療的質(zhì)量，現(xiàn)報(bào)道如下。

1 材料與方法

1.1 設(shè)備與檢測(cè)儀器

設(shè)備包括荷蘭核通數(shù)字化模擬定位機(jī)、LAP激光定位燈、直尺、坐標(biāo)紙、水平儀、自制十字坐標(biāo)測(cè)量板、等中心校驗(yàn)儀、溫度計(jì)、氣壓表、托盤架測(cè)量卷尺等。直尺最小分度值≤1 mm；水平儀標(biāo)稱分度值為0.02 mm/m；溫度計(jì)測(cè)量范圍0～40 ℃，最小分度值≤0.5 ℃；氣壓表測(cè)量范圍70～110 kPa，最小分度值≤0.1 kPa；環(huán)境相對(duì)濕度為35%～70%(無(wú)冷凝)。

1.2 檢測(cè)方法

1.2.1定位激光燈精度

(1)天花板激光燈檢測(cè)方法：將機(jī)器設(shè)定成0°位，將1張坐標(biāo)紙放于治療床上，調(diào)節(jié)源皮距(source skin distance,SSD)為100 cm，讀檔天花板激光燈豎線與十字線豎線偏離的距離，同時(shí)觀測(cè)兩者的平行情況；調(diào)節(jié)SSD為80 cm，采集激光燈偏離信息，同方向所測(cè)數(shù)值差值需確保在±2 mm內(nèi)。(2)水平激光燈檢測(cè)方法：將機(jī)器設(shè)置為0°位，將0.5 cm鉛絲放置在等中心位置，手持1張硬半透明坐標(biāo)紙，垂直準(zhǔn)直器軸線平移至等中心位置，讀取激光燈十字線在橫、豎方向偏離光野十字線的距離，并觀察橫、豎方向十字線的平行度，允許誤差±2 mm，此方法可確定激光燈是否發(fā)生漂移、旋轉(zhuǎn)。若發(fā)現(xiàn)激光燈超過(guò)允許誤差范圍，工程師需按以下步驟及時(shí)進(jìn)行調(diào)整：打開激光燈按兩下Select鍵，然后按下數(shù)字功能鍵1，按Move上下移動(dòng)左右方向，按數(shù)字功能鍵1退出。

1.2.2光學(xué)距離指示器示值

將機(jī)架、準(zhǔn)直器置于0°位，焦軸距分別設(shè)置為80、100、120 cm，依次打開燈光野、光學(xué)距離指示器，通過(guò)操控準(zhǔn)直器機(jī)臂達(dá)到焦軸距設(shè)置數(shù)值，垂直拉下托盤架測(cè)量卷尺與等中心十字相交讀取數(shù)值與讀取光學(xué)距離指示器(optical distance indicator，ODI)數(shù)值比較，得出偏差值，超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行校正(圖1)，允許誤差±2 mm。

圖1 光學(xué)距離指示器讀取ODI數(shù)值與托盤架測(cè)量卷尺讀取數(shù)值比較

1.2.3光野與射野的一致性

用水平儀確認(rèn)機(jī)架處于0°位，準(zhǔn)直器分別旋轉(zhuǎn)至0°、90°、315°，將坐標(biāo)紙水平放在模擬定位床上，使坐標(biāo)紙中心與燈光野十字線的中心重合，定位床升至等中心位置，在坐標(biāo)紙上用0.5 cm鉛絲圍成10 cm×10 cm的射野，手動(dòng)調(diào)節(jié)遮線器形成10 cm×10 cm、15 cm×15 cm、20 cm×20 cm的照射野，通過(guò)操控準(zhǔn)直器機(jī)臂達(dá)到焦軸距為80、100 cm。透視條件采用40 kV、2.0 mA，比較實(shí)際光野尺寸與射野“井”形界定線(鉛絲)射野指示值的差異(圖2)，允許誤差±2 mm。

圖2 0.5 cm鉛絲圍成10 cm×10 cm射野的一致性(CA 0°和CA 315°)

1.2.4機(jī)架與準(zhǔn)直器旋轉(zhuǎn)角度指示值

機(jī)架旋轉(zhuǎn)角度指示信息偏差通過(guò)水平儀對(duì)機(jī)架進(jìn)行相應(yīng)標(biāo)定，具體包括0°、90°、180°、270°，并依次讀取機(jī)架為0°、90°、180°、270°時(shí)顯示器上顯示的數(shù)值與水平儀測(cè)定機(jī)械數(shù)值進(jìn)行比較，允許誤差±1.0°。準(zhǔn)直器旋轉(zhuǎn)角度指示值誤差：將準(zhǔn)直器調(diào)整為0°，將機(jī)架角度旋轉(zhuǎn)至270°水平位，將定位床升至等中心高度焦軸距達(dá)100 cm，將水平儀沿定位床縱軸方向放置于床面上且調(diào)至水平；調(diào)整準(zhǔn)直器角度使射野上邊界或十字線與水平儀端面平行，此時(shí)準(zhǔn)直器角度應(yīng)為0°，讀取記錄數(shù)字示值，再將機(jī)架調(diào)至0°，定位床面放置坐標(biāo)紙并與十字線對(duì)準(zhǔn)，將準(zhǔn)直器順時(shí)針、逆時(shí)針?lè)较蚍謩e旋轉(zhuǎn)至十字線與坐標(biāo)紙?jiān)俅螌?duì)準(zhǔn)，記錄數(shù)值(圖3)，允許誤差±1.0°。

圖3 機(jī)架與準(zhǔn)直器旋轉(zhuǎn)角度指示(CA 0°和GA 90°)

1.2.5準(zhǔn)直器旋轉(zhuǎn)等中心精度

將機(jī)架置于0°垂直位，準(zhǔn)直器置于0°位，將膠片平置于治療床面并升至等中心高度，準(zhǔn)直器開一長(zhǎng)狹縫，在0°～180°間選擇3～5個(gè)角度間隔對(duì)膠片曝光，觀察膠片等中心情況，允許誤差±1.0°。

1.2.6機(jī)架旋轉(zhuǎn)等中心精度

在治療床前端正中位放置一針形物，使針尖探出床頭邊緣5 cm左右并位于等中心位置，通過(guò)機(jī)架旋轉(zhuǎn)過(guò)程中十字線與針尖投影是否重合判斷位置的精確性；將膠片豎直放置于治療床面，準(zhǔn)直器光闌開一狹縫，機(jī)架旋轉(zhuǎn)至0°、45°、90°、315°等位置時(shí)對(duì)膠片曝光，并觀察膠片等中心情況，允許誤差±1.0°。

1.2.7治療床旋轉(zhuǎn)等中心精度

將機(jī)架置于0°垂直位，準(zhǔn)直器置于0°位，將治療床面調(diào)至等中心高度，床面放置坐標(biāo)紙，旋轉(zhuǎn)治療床并觀察光野十字線的位置；也可在治療床前端正中位置放一針形物，使針尖探出床前端邊緣5 cm左右并位于等中心位置，安裝機(jī)械前指針，旋轉(zhuǎn)治療床并觀察前指針與針尖位置的偏差，允許誤差直徑±2 mm。

1.2.8機(jī)架、準(zhǔn)直器以及治療床旋轉(zhuǎn)軸在等中心區(qū)域的重合

將機(jī)架置于0°垂直位，準(zhǔn)直器置于0°位，將等中心校驗(yàn)儀置于治療床上，用水平儀調(diào)整其水平度，將治療床平移，促使等中心校驗(yàn)設(shè)備的指針處于照射光野的中心軸位置，并將機(jī)架調(diào)節(jié)為90°，升高治療床使等中心校驗(yàn)設(shè)備的指針處于照射光野的中心軸位置，根據(jù)以下流程操作，同時(shí)詳細(xì)記錄具體參數(shù)，確保各個(gè)指標(biāo)的精度誤差處于2 mm或0.5°內(nèi)。(1)機(jī)架呈0°，且準(zhǔn)置器呈90°時(shí)，等中心校驗(yàn)設(shè)備的指針尖和光野中心誤差；機(jī)架呈0°，且準(zhǔn)置器呈270°時(shí)，等中心校驗(yàn)設(shè)備的指針尖和光野中心誤差。(2)準(zhǔn)直器呈0°，且機(jī)架呈90°時(shí)，等中心校驗(yàn)設(shè)備的指針尖和光野中心誤差；準(zhǔn)直器呈0°，機(jī)架呈270°時(shí)，等中心校驗(yàn)設(shè)備的指針尖和光野中心誤差。(3)機(jī)架與準(zhǔn)直器均呈0°，治療床呈90°時(shí)，等中心校驗(yàn)設(shè)備的指針尖和光野中心誤差；機(jī)架與準(zhǔn)直器均呈0°，治療床呈270°時(shí)，等中心校驗(yàn)設(shè)備的指針尖和光野中心誤差。

1.2.9機(jī)械等中心和輻射等中心的統(tǒng)一性

將機(jī)架置于0°垂直位，準(zhǔn)直器置于0°位，將膠片粘貼于一塊固體模體上，使之位于機(jī)架旋轉(zhuǎn)中心軸軌跡平面內(nèi)，膠片中心盡量接近機(jī)架旋轉(zhuǎn)軸，用細(xì)針在膠片上旋轉(zhuǎn)軸位置扎孔，然后用另一塊固體模體夾持穩(wěn)定膠片。準(zhǔn)直器調(diào)至最小，在多個(gè)影像不重疊的機(jī)架角度下曝光，觀察影像中心軸交點(diǎn)與扎針點(diǎn)的偏差，允許誤差直徑±2 mm。

1.3 模擬定位機(jī)的常規(guī)維護(hù)

模擬定位機(jī)常規(guī)維護(hù)項(xiàng)目包括：嚴(yán)格按照模擬定位機(jī)操作規(guī)程開關(guān)機(jī)，在規(guī)定時(shí)間內(nèi)進(jìn)行球管預(yù)熱等；定期檢查控制臺(tái)和定位床急停開關(guān)及防護(hù)門聯(lián)鎖是否處于正常狀態(tài)；檢查用于切換激光燈和日光燈的控制鍵，查看是否存在失靈現(xiàn)象，判斷繼電器是否存在松動(dòng)或故障；射野燈燈泡長(zhǎng)期使用老化，需及時(shí)更換射野燈燈泡，并復(fù)核光射野的一致性[6]；定期對(duì)模擬定位機(jī)及計(jì)算機(jī)主機(jī)進(jìn)行除塵，以保證機(jī)器的正常運(yùn)轉(zhuǎn)；定期對(duì)模擬驗(yàn)證數(shù)據(jù)及影像資料進(jìn)行備份和刪除，以提高計(jì)算機(jī)運(yùn)行效率，保障資料的安全性；定期檢測(cè)治療床的橫向、縱向及垂直運(yùn)動(dòng)的精度；數(shù)字化影像系統(tǒng)工作站與放療計(jì)劃系統(tǒng)無(wú)網(wǎng)絡(luò)連接時(shí)進(jìn)行射野驗(yàn)證[7]；射野圖像輸出按鈕不可用，按照核通數(shù)字化模擬定位機(jī)操作手冊(cè)規(guī)范化操作；定期檢查模擬定位機(jī)射野參數(shù)預(yù)置功能，確保模擬定位機(jī)高壓控制臺(tái)應(yīng)與數(shù)字化影像系統(tǒng)工作站單元正常連接；定期測(cè)試影像增強(qiáng)器和準(zhǔn)直器的防碰撞功能是否處于正常狀態(tài)[8]；定期掀開模擬定位機(jī)房地溝蓋板檢查信號(hào)傳輸連接接口是否牢固。

2 結(jié)果

激光定位燈精度最大誤差值4 mm，誤差>2 mm的次數(shù)18次，誤差頻率7.5%；光學(xué)距離指示器示值最大誤差值3 mm，誤差>2 mm的次數(shù)2次，誤差頻率0.83%；光野與射野的一致性最大誤差值2.3 mm，誤差>2 mm的次數(shù)1次，誤差頻率0.04%；機(jī)架與準(zhǔn)直器旋轉(zhuǎn)角度指示值最大誤差值1.2°，誤差>1.0°的次數(shù)1次，誤差頻率8.3%；準(zhǔn)直器旋轉(zhuǎn)等中心精度最大誤差值1.9 mm；機(jī)架旋轉(zhuǎn)等中心精度最大誤差值1.7°；治療床旋轉(zhuǎn)等中心精度最大誤差值1.8 mm；準(zhǔn)直器、機(jī)架和治療床旋轉(zhuǎn)軸在等中心處的重合性最大誤差值1.5 mm；輻射等中心與機(jī)械等中心的一致性最大誤差值1.0 mm，見表1。

表1 模擬定位機(jī)質(zhì)量控制檢測(cè)結(jié)果

3 討論

放射治療設(shè)備的準(zhǔn)確度和精確度是確?；颊咧委熜Ч鞍踩年P(guān)鍵。20世紀(jì)90年代，中華醫(yī)學(xué)會(huì)放射腫瘤治療學(xué)會(huì)就對(duì)國(guó)內(nèi)放療技術(shù)的應(yīng)用提出質(zhì)控要求[9]。國(guó)內(nèi)外對(duì)放療設(shè)備的性能技術(shù)指標(biāo)控制比較嚴(yán)格，推薦標(biāo)準(zhǔn)與生產(chǎn)廠家檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)相比，要求所有誤差均比其小于1/2以上[10]。根據(jù)美國(guó)醫(yī)學(xué)物理學(xué)家聯(lián)合會(huì)(American Association of Physicists in Medicine,AAPM)TG40號(hào)報(bào)告內(nèi)容對(duì)其規(guī)范日檢、月檢及年檢等進(jìn)行質(zhì)量管控，并定期對(duì)管控的項(xiàng)目、流程、誤差數(shù)據(jù)及校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)予以檢驗(yàn)；檢測(cè)結(jié)果顯示光野與射野的檢測(cè)誤差頻率低，體現(xiàn)了其機(jī)械同步性良好，能保護(hù)射野外的正常組織免受射線損傷。核通數(shù)字化模擬定位機(jī)焦點(diǎn)一致性符合質(zhì)量保證要求，ODI、定位激光燈項(xiàng)目，誤差頻數(shù)較高，工程師應(yīng)及時(shí)對(duì)設(shè)備進(jìn)行校準(zhǔn)，達(dá)標(biāo)后該設(shè)備才能應(yīng)用于臨床[11]。

設(shè)備的日常維護(hù)也是一項(xiàng)十分重要的工作，對(duì)提高設(shè)備的利用率、延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命等至關(guān)重要。模擬定位機(jī)對(duì)工作環(huán)境要求較高，室溫需控制在18～21 ℃，超出控制范圍將影響其穩(wěn)定程度；相對(duì)濕度需保持在35%～70%，若濕度過(guò)大，則高壓元件會(huì)由于水分滲透而引起短路，同時(shí)還會(huì)造成導(dǎo)線銹蝕，導(dǎo)致電路接觸不良或斷線現(xiàn)象。此外，還需確保穩(wěn)定的供電電源，若線路電壓不穩(wěn)定，則可能會(huì)縮短機(jī)器主要元件的使用期限，甚至?xí)?dǎo)致電源與電路板被燒壞。在整個(gè)質(zhì)量保證和質(zhì)量控制過(guò)程中，需重視設(shè)備的預(yù)防維修，包括設(shè)備防潮、防鼠、防電力干擾、防塵、防不同電路板與高壓部件不良接觸等，對(duì)設(shè)備相關(guān)檔案進(jìn)行完整記錄，完善的技術(shù)資料及軟件能夠幫助維修人員充分提升自主維修的效率和質(zhì)量，減少對(duì)廠家的依賴性，同時(shí)有助于維修人員更加精準(zhǔn)地判斷和排查故障問(wèn)題，提升維修效果，且有利于減少模擬定位機(jī)故障發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)，縮短停機(jī)時(shí)間，提升醫(yī)療設(shè)備的使用期限，確保對(duì)患者準(zhǔn)確、無(wú)誤的模擬驗(yàn)證。

綜上所述，核通數(shù)字化模擬定位機(jī)具有較好的物理性能，可滿足患者的日常模擬體位驗(yàn)證工作，但參數(shù)中定位激光燈精度誤差超標(biāo)頻次較多，ODI、機(jī)架與準(zhǔn)直器旋轉(zhuǎn)角度指示2項(xiàng)具有較高的誤差率，在臨床應(yīng)用過(guò)程中應(yīng)根據(jù)檢測(cè)結(jié)果及時(shí)對(duì)設(shè)備進(jìn)行維護(hù)，以確保定位精度，提高對(duì)患者的救治效率。