二維矩陣用于加速器質量控制檢測的可行性

尚玉芬 曹書華 朱曉博 倪昭聰

德州市第二人民醫院放射物理技術科，山東 德州 253000

前言：參考美國醫學物理學會(AAPM)推薦的TG142報告，在全國各家醫院使用的六種加速器(包括多葉準直儀(MLC)葉片)中使用了多少IMRT質量控制。探索在IMRT質量控制測試中應用二維矩陣以滿足IMRT加速器的常規測試需求的可行性，這些需求具有就地精度，MLC傳輸，MLC就地可再現性，劑量驗證等。

1 加速器質量檢測概述

長期用于醫院加速器質量控制和測試的工具主要包括電離箱、膠片、電子場圖像驗證器和矩陣檢測器。這些工具具有不同的檢測原理和測量分辨率。(1)電離箱是最早使用的電離放射線檢測器，具有良好的劑量測量特性，是用于絕對劑量驗證點劑量測量的參考劑量計，但空間分辨率較低；(2)膠片具有高空間分辨率。然而，這也是昂貴，復雜和靈活的，并且對環境條件非常敏感。(3)EPID測量精度達到0.1毫米，可以直接安裝在升級版上進行實時或脫機身份驗證，但可以使用設備。軟件價格昂貴，方法復雜，檢測結果對各醫院的檢測標準敏感，難以通用；(4)通過比較，二維矩陣檢測器可以同時測量點劑量和相對劑量，具有良好的能量響應，劑量線性和高空間分辨率。此外，測量的可重復性適用于放射治療的質量控制測試，具有使用簡便，精準性高的優點。

2 加速器質量控制檢測項目及方法

2.1檢測儀器 使用的設備主要包括電離箱，二維矩陣，八邊形幻影，用于IMRT加速器的X射線(6MV)和固體水。每個加速器均處于正常加工狀態，并且員工定期進行質量保證和質量控制。實驗之前，使用由美國國家標準劑量測定實驗室(SSDL)校準的0.6cm3離子箱對加速器和2D基質劑量特性進行發射。

2.2MLC到位精度 位置精度的檢測采用1號加速器，采用邊緣函數法，在測量之前，請通過薄膜法嚴格確定基準葉片的絕對位置，以確保邊緣函數的精度。設計兩個10cmx22cm的輻照場，一個是參考場，矩陣的中心與場的中心對齊，MLC葉片的邊緣投影在電離箱的中心，另一個在邊緣附近。它是一個電離箱，葉片呈階梯狀(stepandshoot方法從距電離箱中心10mm處開始掃描，覆蓋電離箱并在距中心10mm處停止。步長為，離電離箱較遠的區域(10-3mm)和離電離箱較近的區域(1≤3mm)步長更改為0.2mm。用100MU照射參考場，測量場時每一步。同時記錄葉片邊緣相對于電離箱中心的位置，并通過相應的軟件獲取電離箱的測量值，在測量區域中電離箱的測量值為參考場。相同，返回離子盒讀數，使用OriginPro8軟件將歸一化的相對劑量曲線化，并獲得MLC刀片的邊緣功能曲線，捕獲區域中同一側上所有刀片的邊緣功能。比較并更正MLC刀片的準確性。

2.3MLC的透射率 將加速器框架角度設置為0，將不同厚度的固體水添加到不同的二維矩陣中，有效的測量點是最大劑量深度(dmax)，輻照場為5cmx5cm，輻照400MU，記錄測量值D1，關閉MLC，從現場位置移開MLC端面，照射400MU，并記錄測量值。D2，D2/D1是刀片的平均傳輸速率。

2.4MLC的到位重復性 加速器框架的角度設置為0°，將二維矩陣放置在八角形幻影中，放置在SAD=100cm的治療床中，將MLC調整為10cmx10cm的輻射場，應用200MU，并進行平面劑量分布。關閉MLC后5分鐘，重復上述步驟以獲取劑量分布圖。重復上述步驟，將鏡架角度旋轉至45°或135°。使用伽馬劑量分析方法對使用矩陣分析軟件兩次獲得的劑量分布圖進行分析和評估，劑量偏差為2%，距離偏差為2mm(2%/2mm)。

2.5劑量驗證 用于IMRT測量的矩陣尺寸認證可以分為點測量確認和相對分布確認。即，將IMRT字段中的反饋測量結果與醫療計劃系統(TPS)提供的測量結果以及該測量結果在該字段中的分布進行比較。并通過矩陣提供分析軟件。直接繪制劑量分布圖，并使用伽瑪指數和其他分析方法。

該測試僅驗證平面劑量分布。將二維矩陣放在八角形幻影中進行CT掃描，并將與每個加速器匹配的TPS用作驗證計劃。放置加速器，然后制定一個電子計劃附帶的分析程序將計劃的測量分布與實際的測量分布進行比較。通過伽馬測量分析評估結果并選擇減少3%，偏差3mm(3%/3mm)的常用值。

3 加速器質量控制檢測結果

3.1MLC葉片到位精度檢測 1號加速器的MLC葉片位置精度的檢測結果由邊緣函數曲線表示。如果刀片靠近電離箱的中心，則曲線將是筆直的。可以通過讀取單個刀片的相應劑量并將其與參考刀片邊緣功能進行比較來獲得刀片的位置。測得的刀片位置精度在+0.1毫米內。該方法與使用相同類型矩陣的Elekta加速器測試結果一致。3.2伽瑪通過率，MLC透過率，MLC就地再現性測試5加速劑劑量驗證表2顯示了伽瑪通過率，MLC透過率和MLC就地再現性測試結果。差異是由于半導體的角度和重力的影響而引起的，但在允許范圍內。

3.2二維矩陣對6臺加速器多個主要質量控制項目檢測 在這項研究中，使用二維矩陣來測試六個加速器的多個關鍵質量控制項目。不同類型的矩陣的測試結果是可以接受的，并且沒有顯著差異。原因并不排除所有選定的實驗對象都是大型醫院中的加速器。醫師考慮了不同矩陣(例如電離箱和半導體矩陣)中檢測器的不同結構和材料，矩陣平板中小型檢測器的不同分布以及矩陣本身的劑量特性。每天的質量保證工作都做得很好，這是不可避免的。未來的研究將需要進一步擴大樣品水平和樣品多樣性。例如，可以從不同級別的醫院中選擇經過測試的測試人員。以相同的速度使用一個矩陣，或者使用一個矩陣對測試使用不同的增強功能。刪除重要對象并進行分析以獲得最準確的結果。由于中國沒有IMRT質量控制測試的等效標準，因此本研究可以根據TG142報告和常見的臨床指標分析結果，并使用雙向矩陣進行IMRT質量控制測試。診斷矩陣之間的差異是無法比擬的，但是與醫院質量保證這一非常復雜的任務相比，審計機構更加關注測試設備是否經過認證。二維矩陣方法都可以用作IMRT加速器質量控制測試的常規測試設備，只要在使用前對其性能進行了嚴格的調整即可。

4 討論

4.1應加強醫療照射設備的質量控制 使用設備之前，應執行可接受的測試以確保設備的性能滿足廣泛的要求。在使用過程中，應根據AAPM標準和中國輻射放射治療協會推薦的質量控制要求，定期檢查管線的增強材料。例如，加速器輸出的可重復性，劑量線性，每周和每月的短期穩定性(包括每日穩定性)，光束限制裝置，龍門和治療床，場均勻性和對稱性。滿足參數要求，例如場均勻性和對稱性，以及保證線性加速器機械，幾何和輻射性能的場均勻性。由于設備老化而導致的性能指標不穩定性也會增加，因此要加強放射治療設備的防護保養，確保設備正常運行。

4.2加強衛生監督管理 電子醫療加速器性能和保護的國家標準很早就已經建立。在放射診斷和治療管理條例之前，沒有相法規要求，因此大多數地方衛生當局只監督對放射工作場所的保護。許多放療醫療機構身后都有設備和人員不足，缺乏輻射健康方面的法律知識以及對輻射防護漠不關心等問題。因此要完善控制標準，根據需要定期測試放射治療設備，對放射治療質量有重大影響的放射治療人員進行嚴格系統的培訓，加強衛生監督，以確保管理有效。

4.3增加對基層醫療機構的資助 一些項目的合格率相差超過10%。原因可能是醫療設備，人力資源和放射治療設備技術等等。大多數基層醫院二手和陳舊的設備由于性能不穩定而出現故障。再加上員工無法嚴格按照國家標準要求的測試方法和頻率進行日常設備維護。這些都會影響放射治療的質量。因此，要加大對基層醫療機構的資金投入，改善基礎放射治療設施，加強對放射治療設備，健全的自我檢查系統，詳細記錄，定期檢查、管理和測試。通過培訓，學習，評估，獎勵和懲罰等措施提高員工素質，并增加責任，以確保放射治療設備的正常運行。

4.4提高安全文化素養 醫學照射是最大的人工電離輻射源，其實際活動涉及從事輻射工作的醫務人員手術技能和防護知識等因素，包括對受照患者(尤其是醫務人員)的教育，都直接影響放射治療的質量。因此要加強對醫務人員技術方面的教育培訓，提高安全文化素養，放療目標、放療位置、設備性能、防護安全等方面明確利益相關者的責任，建立有效的安全保護體系，確保輻射工作者和患者的健康。

5 結 論

IMRT技術在中國的快速發展極大地改善了對癌癥患者的治療效果。在明智地使用IMRT技術時，應格外謹慎地使用最新技術，因此嚴格質量控制測試的重要性非常重要。二維矩陣方法已成為醫療機構中常見的日常質量控制設備，本研究表明，二維矩陣可以用作標準實驗設備，以加快技術服務組織的速度。