基于MPC的VitalBeam直線加速器束流一致性與準直系統(tǒng)性能檢測

賴友群 福建醫(yī)科大學附屬廈門弘愛醫(yī)院 腫瘤中心放療中心 （福建 廈門 361006）

內容提要： 直線加速器的質控工作在精準放療中起著關鍵作用。瓦里安推出的機器性能檢測（Machine Performance Check，MPC）功能可在短時間內快速完成加速器的日檢工作。本文借助MPC模塊實施VitalBeam直線加速器日檢工作，分析討論VitalBeam加速器的束流一致性參數(shù)和準直系統(tǒng)指標的檢測結果。通過第三方劑量測量設備的驗證，證實MPC模塊的檢測工作是可信的。VitalBeam直線加速器的性能相對穩(wěn)定，有助于臨床腫瘤患者的精準治療。

精準放療中，直線加速器的質控工作至關重要。瓦里安近年來新上市的VitalBeam直線加速器是基于其智能化加速器平臺創(chuàng)新設計全功能醫(yī)用直線加速器?？煽焖偻瓿少|控工作，且患者治療速度明顯提升，具有獨特臨床應用優(yōu)勢。

美國醫(yī)學物理學家協(xié)會第40號報告[1]和第142號報告[2]對加速器不同頻度的質控（QA）作了非常詳細的指導。報告中將質控工作主要分為日檢、月檢和年檢這三個頻度。其中，日檢工作能快速反映直線加速器的精準度。為此，瓦里安公司推出了一款涵蓋基本日檢工作的產(chǎn)品——Machine Performance Check（MPC）。MPC可在幾分鐘內完成加速器的基本日檢工作。

很多研究證實MPC模塊用在TrueBeam直線加速器上是可行的[3-5]，但其在VitalBeam直線加速器上的可行性暫未研究。本文為研究VitalBeam直線加速器性能的穩(wěn)定性和MPC模塊的可信性，本文收集了2019年1月～2020年3月時間段的加速器MPC檢測數(shù)據(jù)，借助IBA公司的Dose 2靜電計和FC-65G指型電離室執(zhí)行加速器絕對劑量的測量和刻度。分析討論了VitalBeam直線加速器的束流一致性和準直系統(tǒng)指標的穩(wěn)定及準確度。

1.材料與方法

1.1 MPC檢測項目

MPC是一個瓦里安公司開發(fā)集成到加速器系統(tǒng)內的自檢工具，它可以裝至TrueBeam 2.0及以上版本的直線加速器系統(tǒng)內。MPC主要用于檢測直線加速器的束流一致性、準直系統(tǒng)、等中心床擺位和機架旋轉精度等多方面的關鍵性能指標。

1.2 MPC檢測步驟

MPC檢測主要包括檢測模體擺放、界面打開、能量選取和結果查看四步。模體第一次擺放時，檢測時要首先獲取床值。之后檢測若擺放位置不變，則無需重復獲取床值。

1.3 性能指標的允許偏差值

VitalBeam直線加速器的束流一致性和準直系統(tǒng)各參數(shù)檢測的可容忍偏差見表1。

1.4 絕對劑量測量

直線加速器絕對劑量測量借助的是IBA公司的Dose 2靜電計、FC-65G指型電離室和固體水。源皮距為100cm，將FC-65G指型電離室的探頭置于固體水水下5.2cm（有效測量深度）處。出束時射野開到10×10cm2，出100MU，用Dose 2測量，獲取面板讀數(shù)。最后利用公式1進行劑量換算，得到100MU對應的絕對劑量數(shù)值。

式中：DW—有效測量點處水的吸收劑量；M—劑量計測量面板讀數(shù)；NX—電離室空氣中的照射量校準因子；W/e—在空氣中形成每對離子（電荷量為1個電子的電荷）所消耗的平均能量，W/e=33.97J/C；Katt—校準電離室時，電離室室壁及平衡帽對校準輻射（一般為60Co的γ射線）的吸收和散射的修正；Km—電離室室壁及平衡帽材料對校準輻射空氣等效不充分而引起的修正；SW·air—校準深度水對空氣的平均阻止本領比；Pu—擾動修正因子；Pcel—中心電極影響，其數(shù)值取1。

2.結果與討論

2.1 束流一致性

束流一致性檢測包括束流輸出量、均勻度和中心偏移量三部分。輸出量檢測結果見圖1。從圖中可看出，加速器的輸出量整體上呈現(xiàn)上升趨勢，這主要因為隨加速器使用時間的增長，束流輸出量會發(fā)生波動。這屬于機器運行的正常狀況。說明MPC檢測出的輸出量大體趨勢是準確的。此外，圖1中a、b、c三點處輸出量出現(xiàn)偏高現(xiàn)象。當劑量突然變高，且增量較大時，需對加速器實施絕對劑量校準。劑量校準后，第二天MPC檢測的輸出量數(shù)值明顯下降，且之后一段時間內保持一個相對穩(wěn)定的數(shù)值?？梢奙PC模塊的檢測結果是可信的。

圖2呈現(xiàn)了束流均勻度穩(wěn)定性檢測的結果。15個月的束流均勻度穩(wěn)定性數(shù)值為0.611%±0.189%。最大為1.2%，最小為0.19%?？煽闯鍪骶鶆蛐曰颈３址€(wěn)定。圖3反映束流中心偏移量的檢測情況，15個月內的中心偏移量維持在0.275±0.101mm，最大為0.56mm，最小只有0.02mm。

束流一致性的檢測結果表明VitalBeam直線加速器的束流性能較穩(wěn)定，MPC檢測結果是準確且可信的。

2.2 準直系統(tǒng)檢測

2.2.1 MLC葉片精度

從圖4可看出，MLC葉片的各參數(shù)基本保持穩(wěn)定。A側葉片的最大偏移量和平均偏移量分別為-0.379±0.025mm和-0.085±0.021mm。B側葉片的最大偏移量和平均偏移量分別為-0.661±0.036mm和-0.310±0.019mm。兩側葉片的偏移量較小。檢測結果表明VitalBeam直線加速器的MLC精確度較高，性能穩(wěn)定，可提供更多的臨床便利。

圖1. 束流輸出穩(wěn)定性檢測結果

圖2. 束流均勻度穩(wěn)定性檢測結果

圖3. 束流中心偏移量檢測結果

圖4. MLC中A、B兩側葉片精確度檢測結果。a—A側葉片最大偏移量；b—A側葉片平均偏移量；c—B側葉片最大偏移量；d—B側葉片平均偏移量。

圖5. Jaw中X、Y方向偏移量檢測結果。a—X1方向偏移量；b—X2方向偏移量；c—Y1方向偏移量；d—Y2方向偏移量。

2.2.2 Jaw位置精度

圖5提供了加速器鉛門（Jaw）在X、Y方向偏移情況?？梢钥闯觯S時間的推移，各方向的鉛門位置偏移基本趨于一致。且經(jīng)計算可得出X、Y方向的鉛門位置偏移量數(shù)值為：X1=-0.281±0.035mm；X2=0.185±0.024mm；Y1=-0.369±0.141mm；Y2=0.631±0.133mm。鉛門的偏移量遠小于各方向的可接受閾值（X方向為±1mm，Y方向為±2mm）。此結果再次驗證了VitalBeam直線加速器的性能穩(wěn)定性。

2.2.3 準直系統(tǒng)旋轉精度

經(jīng)MPC數(shù)據(jù)統(tǒng)計計算，VitalBeam直線加速器準直系統(tǒng)的旋轉偏移量為0.123°±0.03°，其最大偏移值為0.23°，最小偏移值為0.02°。其偏移量大概維持在0.1°附近?？梢奦italBeam直線加速器準直系統(tǒng)的旋轉較為穩(wěn)定且準確。

3.結論

本研究發(fā)現(xiàn)瓦里安公司新上市的VitalBeam直線加速器在束流一致性和準直系統(tǒng)方面的性能指標相對穩(wěn)定，符合臨床治療要求，且可為精準放療提供較好的設備要求。自帶的MPC模塊可快速并準確地完成加速器的質控工作，大大降低放療物理師的工作負擔，提高其工作效率。