醫科達PRECISE 直線加速器輸出劑量的長期穩定性

左宇浩，雷勝飛（通信作者），段華新，周理

湖南省人民醫院（湖南師范大學附屬第一醫院） 1 腫瘤科，2 教學部（湖南 長沙 410005）

近年來，隨著直線加速器技術的迅速發展，調強放射治療技術在臨床上得到了廣泛的普及和應用[1]。調強放射治療在提高腫瘤區域治療劑量的同時能夠有效降低周圍正常組織的受照劑量，達到提高腫瘤局部控制率并減少正常組織放射不良反應的目的[2]。我國的直線加速器普遍存在超長服役問題[3]，由于長時間超負荷運行，導致零部件老化，故障頻發，引起輸出劑量的變化。這不僅影響臨床工作效率，還直接影響治療效果。基于精準放射治療的要求，放射治療的質量保證和質量控制日益受到腫瘤放射治療界專家的重視。其中保證直線加速器輸出劑量的準確性和穩定性是放射治療質量保證和質量控制中最基礎的一環[4]。本研究回顧性分析湖南省人民醫院醫科達PRECISE 直線加速器的6 MV 和10 MV光子線自2016年6月至2021年5月各計240組每周的輸出劑量數據，分析該設備輸出劑量的準確性及穩定性，并對此提出相應的質量保證和質量控制的方法與措施，現報道如下。

1 材料與方法

1.1 儀器與設備

本研究采用醫科達公司生產的P R E C I S E（2751）直線加速器，裝機于2013年5月份。測量設備采用IBA公司生產的DOSE 1（19654）劑量儀、Farmer Chamber 65-G（2774）指型電離室及大小為30 cm×30 cm×30 cm的一維測量水箱。

1.2 方法

機架、治療床和多葉準直器均置于0°，劑量率為600 MU/min，輸出劑量為100 MU，射野大小為10 cm×10 cm，源皮距為100 cm；將注入蒸餾水至10 cm 參考線的測量水箱水平放置于床板，再將連接劑量儀的電離室置于測量水箱之中，使激光燈和水箱上的參考線重合后，鎖定治療床；在開始測量前，對劑量儀進行通電預熱，并輸入氣壓、溫度和相應能量X 線修正因子，加上偏壓后，對出束的加速器進行測量，重復5次，取平均值。

1.3 統計學處理

采用SPSS 22統計軟件對兩擋能量的數據進行統計分析并進行柯爾莫可洛夫-斯米洛夫檢驗（K-S檢驗），P＜0.05為非正態分布；數據圖表用Origin 軟件完成。

2 結果

2.1 波動圖

排除6 MV和10 MV光子線各240組數據中維保后進行校準測量偏差較大（＞±3%）的6組數據，根據剩余的234組數據繪制波動圖，見圖1。根據AAPM TG142報告要求，直線加速器輸出劑量的月穩定性應該控制在±2%范圍內，日穩定性控制在±3%范圍內[5-6]。圖1中，水平虛線（1）表示月穩定性閾值，水平虛線（2）表示日穩定性閾值。將劑量偏差分為|Δ|≤1%、1%＜|Δ|≤2%、2%＜|Δ|＜3%、|Δ|≥3%的四組數據列表，見表1。

圖1 輸出劑量偏差波動圖

表1 輸出劑量偏差

對于6 MV 光子線，按照月穩定性要求，誤差控制在范圍內的有217組，符合率達到93%；按照日穩定性要求，誤差控制在范圍內的有231組，符合率達到99%。對于10 MV 光子線，按照月穩定性要求，誤差控制在范圍內的有211組，符合率達到90%；按照日穩定性要求，誤差控制在范圍內的有230組，符合率達到98%。由圖1和表1可知，兩擋能量的劑量偏差絕大部分在±2%范圍內波動，符合率均在90%以上；按照±3%的日檢標準計算，符合率達到98%。

2.2 概率分布直方圖

該直線加速器2016年6月至2021年5月每周輸出劑量偏差概率分布直方圖見圖2。概率分布直方圖清晰反映輸出劑量偏差與頻次之間的關系，配以標準的正態分布曲線，可直觀地判斷分布情況。如圖2所示，6 MV 光子線的劑量偏差≥0的有162組（占69%），＜0的有72組（占31%）；10 MV 光子線的劑量偏差≥0的有154組（占66%），＜0的有80組（占34%）。這表示大部分測量值偏大于基準值，且兩擋能量的劑量偏差絕大部分集中在0附近。

圖2 輸出劑量偏差概率分布直方圖

2.3 K-S 檢驗

根據表2，6 MV光子線的偏度為-0.8422，10 MV光子線的偏度為-0.14331，證明兩擋能量的劑量偏差數據更集中于圖2的右側，表明數據存在一定左偏；6 MV光子線的峰度為1.28056，10 MV光子線的峰度為1.11205，兩者均＞0，表明兩擋能量的劑量偏差數據分布形態陡峭，符合圖2所示數據集中于0附近。根據K-S檢驗，6 MV光子線P值為0，10 MV光子線P值為0.000436，兩者均不符合標準正態分布。

表2 K-S 檢驗結果

3 討論

通過連續59個月不間斷監測醫科達PRECISE直線加速器兩擋能量的光子線的輸出劑量，我們按照月檢標準對超出閾值的輸出劑量進行了及時修正，保證了放射治療劑量的準確性。通過監測與數據分析，由于兩擋能量的輸出劑量偏差數據均不符合標準正態分布，可知該直線加速器輸出劑量缺乏穩定性，因此及時有效的人為干預校正對保證放射治療精確實施具有重大意義。

直線加速器結構復雜，且具有高度的數字化及精密程度，任何一個零部件的老化或者損壞都會導致劑量輸出的不穩定[7]。因此，必須提高劑量測量的頻率，在劑量偏差超過閾值之前進行人為校準，使直線加速器處于劑量相對穩定狀態；另外，在人為校準測量過程中也會產生隨機誤差，如修正因子不準確會直接影響劑量測量的準確性。丁靜靜等[8]認為，要定期進行檢測并校準加速器室的溫度和氣壓，否則會因為校正因子誤差影響監測結果；羅斌等[9]發現，劑量儀刻度加速器是放射治療劑量準確傳遞的重要環節，若此環節出現偏差，將導致后續治療的患者所受劑量不準確[10]，會對輸出劑量的穩定性產生重大影響并導致局部腫瘤復發、失控甚至傷殘等嚴重后果[11]。同時，每年及時將劑量儀送至擁有資質的計量機構進行檢定，嚴格根據IAEA TRS277號報告修正各項修正因子，特別注意加速器室的溫度、氣壓和濕度，這都是消除測量誤差的關鍵。

直線加速器輸出劑量測量主要通過膠片、劑量儀和小水箱等測量工具來完成，其操作復雜且比較費時[12-14]，如果提高監測頻率后仍采用常規測量方法勢必會影響臨床工作效率，而作為能夠檢測直線加速器基本劑量學參數的一體化集成設備——晨檢儀，能夠很好地解決這一難題[15-16]。晨檢儀主要用于直線加速器的日常質量控制，可觀察直線加速器的幾何或劑量參數偏離基準值的變化范圍[17]。胡俏俏等[18]的研究發現，德國PTW公司制造的LINACCHECK和QUICKCHECKWEBLINE，美國Standard Image公司制造的QABEAMCHECKERTM及美國SUN NUCLEAR公司制造的Daily QA3TM均能對直線加速器起到很好的日常檢測作用，其穩定性和靈敏度均能滿足日常需求。晨檢儀不僅可以在保持臨床工作效率的前提下及時發現劑量的異常波動并進行校準，還可對直線加速器的其他性能進行檢測，從而全面維護直線加速器的穩定性。

綜上所述，本研究中，直線加速器的輸出劑量缺乏穩定性，但是通過人為干預，可使直線加速器的劑量偏差都處在閾值范圍之內，保證了劑量穩定輸出。此外，建議科室配備晨檢儀，在保持擺位準確的前提下提高輸出劑量及其他技術指標的檢測頻率，從而可以在維持臨床工作效率的前提下保證直線加速器正常運轉。本研究只局限于本中心的醫科達PRECISE 直線加速器，不能反映醫科達制造的其他類型直線加速器或者其他醫院的同類型加速器的輸出劑量穩定性表現。