核通數字化模擬定位機機械精度的質量保證及維護

胡俊，李益坤，劉海，杭霞瑜，何建軍，孫向東(通信作者)

東部戰區總醫院秦淮醫療區放療科 (江蘇南京 210002)

核通數字化模擬定位機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備[1]，其將X線診斷部件和具有外照射治療機相關運動功能的機械部件組合在一起，用以確保模擬定位體位與治療體位的一致性。在模擬驗證前，定位技師需對模擬定位機進行功能檢查和校準，主要通過激光線對定位中心、移動參數確定靶區和重要器官的運動范圍，比較模擬定位影像和治療方案的相關性和差異性，進一步驗證射野中心和照射區域的方位[2]；并通過設置的擺位參考標記，確定治療中心及照射野大小，從而為技師擺位提供依據[3]。全數字化模擬定位機在誤差測量和控制方面具有其獨特的優勢，可為更改和調整治療計劃提供參考依據[4]。由于模擬驗證的精確度直接影響患者的治療效果，故臨床應定期對模擬定位機進行質量控制[5]。本研究旨在通過對核通數字化模擬定位機的日常檢測，分析誤差數值及頻率，及時對偏差進行校準，以確保臨床放射治療的質量，現報道如下。

1 材料與方法

1.1 設備與檢測儀器

設備包括荷蘭核通數字化模擬定位機、LAP激光定位燈、直尺、坐標紙、水平儀、自制十字坐標測量板、等中心校驗儀、溫度計、氣壓表、托盤架測量卷尺等。直尺最小分度值≤1 mm；水平儀標稱分度值為0.02 mm/m；溫度計測量范圍0～40 ℃，最小分度值≤0.5 ℃；氣壓表測量范圍70～110 kPa，最小分度值≤0.1 kPa；環境相對濕度為35%～70%(無冷凝)。

1.2 檢測方法

1.2.1定位激光燈精度

(1)天花板激光燈檢測方法：將機器設定成0°位，將1張坐標紙放于治療床上，調節源皮距(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，同時觀測兩者的平行情況；調節SSD為80 cm，采集激光燈偏離信息，同方向所測數值差值需確保在±2 mm內。(2)水平激光燈檢測方法：將機器設置為0°位，將0.5 cm鉛絲放置在等中心位置，手持1張硬半透明坐標紙，垂直準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生漂移、旋轉。若發現激光燈超過允許誤差范圍，工程師需按以下步驟及時進行調整：打開激光燈按兩下Select鍵，然后按下數字功能鍵1，按Move上下移動左右方向，按數字功能鍵1退出。

1.2.2光學距離指示器示值

將機架、準直器置于0°位，焦軸距分別設置為80、100、120 cm，依次打開燈光野、光學距離指示器，通過操控準直器機臂達到焦軸距設置數值，垂直拉下托盤架測量卷尺與等中心十字相交讀取數值與讀取光學距離指示器(optical distance indicator，ODI)數值比較，得出偏差值，超過標準進行校正(圖1)，允許誤差±2 mm。

圖1 光學距離指示器讀取ODI數值與托盤架測量卷尺讀取數值比較

1.2.3光野與射野的一致性

用水平儀確認機架處于0°位，準直器分別旋轉至0°、90°、315°，將坐標紙水平放在模擬定位床上，使坐標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，在坐標紙上用0.5 cm鉛絲圍成10 cm×10 cm的射野，手動調節遮線器形成10 cm×10 cm、15 cm×15 cm、20 cm×20 cm的照射野，通過操控準直器機臂達到焦軸距為80、100 cm。透視條件采用40 kV、2.0 mA，比較實際光野尺寸與射野“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機架與準直器旋轉角度指示值

機架旋轉角度指示信息偏差通過水平儀對機架進行相應標定，具體包括0°、90°、180°、270°，并依次讀取機架為0°、90°、180°、270°時顯示器上顯示的數值與水平儀測定機械數值進行比較，允許誤差±1.0°。準直器旋轉角度指示值誤差：將準直器調整為0°，將機架角度旋轉至270°水平位，將定位床升至等中心高度焦軸距達100 cm，將水平儀沿定位床縱軸方向放置于床面上且調至水平；調整準直器角度使射野上邊界或十字線與水平儀端面平行，此時準直器角度應為0°，讀取記錄數字示值，再將機架調至0°，定位床面放置坐標紙并與十字線對準，將準直器順時針、逆時針方向分別旋轉至十字線與坐標紙再次對準，記錄數值(圖3)，允許誤差±1.0°。

圖3 機架與準直器旋轉角度指示(CA 0°和GA 90°)

1.2.5準直器旋轉等中心精度

將機架置于0°垂直位，準直器置于0°位，將膠片平置于治療床面并升至等中心高度，準直器開一長狹縫，在0°～180°間選擇3～5個角度間隔對膠片曝光，觀察膠片等中心情況，允許誤差±1.0°。

1.2.6機架旋轉等中心精度

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，通過機架旋轉過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，準直器光闌開一狹縫，機架旋轉至0°、45°、90°、315°等位置時對膠片曝光，并觀察膠片等中心情況，允許誤差±1.0°。

1.2.7治療床旋轉等中心精度

將機架置于0°垂直位，準直器置于0°位，將治療床面調至等中心高度，床面放置坐標紙，旋轉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，安裝機械前指針，旋轉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機架、準直器以及治療床旋轉軸在等中心區域的重合

將機架置于0°垂直位，準直器置于0°位，將等中心校驗儀置于治療床上，用水平儀調整其水平度，將治療床平移，促使等中心校驗設備的指針處于照射光野的中心軸位置，并將機架調節為90°，升高治療床使等中心校驗設備的指針處于照射光野的中心軸位置，根據以下流程操作，同時詳細記錄具體參數，確保各個指標的精度誤差處于2 mm或0.5°內。(1)機架呈0°，且準置器呈90°時，等中心校驗設備的指針尖和光野中心誤差；機架呈0°，且準置器呈270°時，等中心校驗設備的指針尖和光野中心誤差。(2)準直器呈0°，且機架呈90°時，等中心校驗設備的指針尖和光野中心誤差；準直器呈0°，機架呈270°時，等中心校驗設備的指針尖和光野中心誤差。(3)機架與準直器均呈0°，治療床呈90°時，等中心校驗設備的指針尖和光野中心誤差；機架與準直器均呈0°，治療床呈270°時，等中心校驗設備的指針尖和光野中心誤差。

1.2.9機械等中心和輻射等中心的統一性

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

1.3 模擬定位機的常規維護

模擬定位機常規維護項目包括：嚴格按照模擬定位機操作規程開關機，在規定時間內進行球管預熱等；定期檢查控制臺和定位床急停開關及防護門聯鎖是否處于正常狀態；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象，判斷繼電器是否存在松動或故障；射野燈燈泡長期使用老化，需及時更換射野燈燈泡，并復核光射野的一致性[6]；定期對模擬定位機及計算機主機進行除塵，以保證機器的正常運轉；定期對模擬驗證數據及影像資料進行備份和刪除，以提高計算機運行效率，保障資料的安全性；定期檢測治療床的橫向、縱向及垂直運動的精度；數字化影像系統工作站與放療計劃系統無網絡連接時進行射野驗證[7]；射野圖像輸出按鈕不可用，按照核通數字化模擬定位機操作手冊規范化操作；定期檢查模擬定位機射野參數預置功能，確保模擬定位機高壓控制臺應與數字化影像系統工作站單元正常連接；定期測試影像增強器和準直器的防碰撞功能是否處于正常狀態[8]；定期掀開模擬定位機房地溝蓋板檢查信號傳輸連接接口是否牢固。

2 結果

激光定位燈精度最大誤差值4 mm，誤差>2 mm的次數18次，誤差頻率7.5%；光學距離指示器示值最大誤差值3 mm，誤差>2 mm的次數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1次，誤差頻率0.04%；機架與準直器旋轉角度指示值最大誤差值1.2°，誤差>1.0°的次數1次，誤差頻率8.3%；準直器旋轉等中心精度最大誤差值1.9 mm；機架旋轉等中心精度最大誤差值1.7°；治療床旋轉等中心精度最大誤差值1.8 mm；準直器、機架和治療床旋轉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 模擬定位機質量控制檢測結果

3 討論

放射治療設備的準確度和精確度是確保患者治療效果及安全的關鍵。20世紀90年代，中華醫學會放射腫瘤治療學會就對國內放療技術的應用提出質控要求[9]。國內外對放療設備的性能技術指標控制比較嚴格，推薦標準與生產廠家檢驗標準相比，要求所有誤差均比其小于1/2以上[10]。根據美國醫學物理學家聯合會(American Association of Physicists in Medicine,AAPM)TG40號報告內容對其規范日檢、月檢及年檢等進行質量管控，并定期對管控的項目、流程、誤差數據及校準標準予以檢驗；檢測結果顯示光野與射野的檢測誤差頻率低，體現了其機械同步性良好，能保護射野外的正常組織免受射線損傷。核通數字化模擬定位機焦點一致性符合質量保證要求，ODI、定位激光燈項目，誤差頻數較高，工程師應及時對設備進行校準，達標后該設備才能應用于臨床[11]。

設備的日常維護也是一項十分重要的工作，對提高設備的利用率、延長設備的使用壽命等至關重要。模擬定位機對工作環境要求較高，室溫需控制在18～21 ℃，超出控制范圍將影響其穩定程度；相對濕度需保持在35%～70%，若濕度過大，則高壓元件會由于水分滲透而引起短路，同時還會造成導線銹蝕，導致電路接觸不良或斷線現象。此外，還需確保穩定的供電電源，若線路電壓不穩定，則可能會縮短機器主要元件的使用期限，甚至會導致電源與電路板被燒壞。在整個質量保證和質量控制過程中，需重視設備的預防維修，包括設備防潮、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，對設備相關檔案進行完整記錄，完善的技術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量，減少對廠家的依賴性，同時有助于維修人員更加精準地判斷和排查故障問題，提升維修效果，且有利于減少模擬定位機故障發生風險，縮短停機時間，提升醫療設備的使用期限，確保對患者準確、無誤的模擬驗證。

綜上所述，核通數字化模擬定位機具有較好的物理性能，可滿足患者的日常模擬體位驗證工作，但參數中定位激光燈精度誤差超標頻次較多，ODI、機架與準直器旋轉角度指示2項具有較高的誤差率，在臨床應用過程中應根據檢測結果及時對設備進行維護，以確保定位精度，提高對患者的救治效率。