瓦里安Trilogy 醫用直線加速器電離室的更換及質量保證

王鵬，劉艷，王麗玲，張偉（通信作者）

青島大學附屬醫院醫學工程科 （山東青島 266003）

目前，放射治療是臨床治療腫瘤患者的主要手段之一[1]。瓦里安Trilogy 醫用直線加速器是常用的放射治療設備，其機械運動系統主要由鎢門、小機頭、機架和治療床等組成，作用是確保特定形狀的輻射束從靶區表面的多個方向照射人體，從而實現對腫瘤靶區的精確治療[2]。我院于2015、2019年先后引進了兩臺瓦里安Trilogy 醫用直線加速器，隨著治療患者數量的不斷增加，設備不可避免地發生了損耗[3-4]。在日常維護加速器時，醫學工程技術人員不僅需快速排除故障，而且還應對維修后的設備進行嚴格的質量驗證，以確保治療計劃能夠按時、精準地實施[5-6]。現介紹瓦里安Trilogy 醫用直線加速器電離室的工作原理和因電離室導致的故障維修一例以及維修后的質量保證，供同行參考。

1 醫用直線加速器電離室的工作原理

醫用直線加速器一般采用的是充氣透射型電離室。該類型的電離室主要由氣體密封室、電極和其間的介質組成；作用為監測加速器劑量率；工作原理為射線與電離室中的氣體相互作用產生離子對（正離子和電子），在常溫常壓下，高能電子在運動路徑上的電離能力可達到60離子對/cm，收集板在外加電場的作用下收集產生的離子對，電子向正極板運動，正離子向負極板運動，達到電極板的百分率取決于收集板的電壓、板間距離、氣體的種類和密度。收集極電流的大小反映了電離的程度，經過適當處理后即可得到劑量率和積分劑量[7]。

圖1是電離室的基本原理圖（1a）及電離電流與外加電壓的關系圖（1b）。在平衡態時，外部電路的電流等于收集極收集到的電流，使用高靈敏度的安培表即可測得電流的大小。從圖1（b）可看出，電離電流與外加電壓的關系曲線可分為A、B、C 3個區。當外加電壓過低時，電子和離子的移動速度較慢，在到達電極之前部分發生復合，故電離電流較小，稱為離子復合區（A）。縮小極間距離或增大外加電壓可減少復合的發生。當外加電壓增大到一定范圍時，離子和電子全部被收集至收集極，此電壓范圍即為電離室的正常工作區（B），其對應的電流被稱為飽和電流。當外加電壓過高時，被加速的電荷在運動過程中進一步電離氣體，使電流迅速增大，稱為氣體放大區（C），工作中應避免該情況的發生。

圖1 電離室的基本原理及電離電流與外加電壓的關系

電離電流隨輻射率升高而增大，當輻射率較高時，產生電離的氣體較多，從而會使電流增大。電離電流同時還與氣體密度有關。電離室最好能夠密封，保持氣體密度穩定，否則，應根據環境氣壓和溫度進行相應的校正[1]。

2 維修案例

2.1 故障現象

瓦里安Trilogy醫用直線加速器開機報故障代碼“ION2 IL”，重啟真空電源或斷電重啟加速器，均無法消除報錯。

2.2 故障分析及排除

經與廠家工程師聯系，判斷造成該故障的原因可能為電離室出現了問題，需更換電離室。更換電離室的步驟如下：第一步，拆掉外殼；第二步，將機器固定在180°；第三步，拆掉準直器周邊的鉛塊；第四步，拆掉反光鏡；第五步，拆掉電離室周邊的鉛塊；第六步，拆掉電離室的固定銷和插頭，移除電離室；第七步，更換新的電離室，并復原拆除部件。

2.3 維修后的質量保證

電離室的作用是監測劑量，其是機器讀取劑量的標尺，因此，更換電離室后，需對相應的劑量及維修過程中拆除或移動過的部件進行校準。校準過程如下：第一步，驗證光野，并做光野和射野的一致性測試，此步驟是整個質量保證測試的基礎；第二步，掃描水膜確認平坦度及對稱性；第三步，將錯誤電壓清零，并將SI 板進行自動校準；第四步，進行絕對劑量的調節和驗證；第五步，關閉劑量伺服，調節并確認劑量高于設定劑量的15%～20%；第六步，重新建立6X，6XFFF 的baseline，建立1個6M 靶面的基準，避免出現CDOS 連鎖；第七步，關閉劑量伺服，確認機架在旋轉1周過程中劑量率的變化率；第八步，加載1個PMP Clinical Test Patient 計劃，驗證機器可正常使用。

3 小結

在設備故障排除之后，工程師必須嚴格按照廠家質量指南的規定項目逐步測試，測試通過后才能重新實施治療。日常使用中應加強對加速器進行維護，確保其功能的正常使用，也是安全、準確、穩定地開展放療工作的質量保證。