MyQA Daily 晨檢儀在醫科達直線加速器質量控制中的應用

鄭超，蔡丹婷，竇文，鐘青松

南方醫科大學珠江醫院 （廣東廣州 510280）

放射治療作為癌癥治療的重要手段，能夠以非侵入性的方式有效殺死癌細胞或控制其生長，在精準治療腫瘤區域的同時最大限度減少對其他正常組織的損傷。放射治療的實現依賴于能夠產生高能量X 線或電子束的直線加速器。直線加速器作為復雜的大型精密設備，承載大量的治療任務，每日工作持續時間較長，設備機械性能的磨損將導致射線束輸出的劑量和位置出現細微偏差，降低治療有效性[1-2]。因此，對直線加速器進行日常質量控制（quality control，QC），確保設備的穩定和劑量精準投射是改善放射治療療效的重要前提[3]。

2019 年，國家癌癥中心發布的《醫用電子直線加速器質量控制指南》[4]顯示，直線加速器的日常檢查包括光矩尺、激光燈、平坦度、射野對稱性和劑量輸出一致性等主要機械性能和劑量學性能。傳統的測量方式常采用前指針評價光矩尺的指示準確度；采用坐標紙檢測激光燈定位準確度；采用三維水箱對平坦度與射野對稱性進行測量；采用電離室實現劑量矯正[5-7]。但這些操作煩瑣、冗長，每日治療前開展占用直線加速器治療時間，加重操作人員工作負擔。近年來，許多醫院引進基于劑量學參數的日檢設備晨檢儀，該設備能在短時間內完成直線加速器QC，具有自動化、高效率和高精度的檢測能力[8-10]。王哲等[11]通過對比晨檢儀與劑量儀、三維水箱對直線加速器劑量學參數的檢測結果，證明晨檢儀可作為有效可行的日常QC 工具。基于此，本研究旨在探討MyQA Daily 晨檢儀對Elekta Synergy 與Elekta Infinity 2 種型號直線加速器日常狀態檢測的效果，現報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

我院于2020 年引入1 臺MyQA Daily 晨檢儀（iBA）。本研究對2021年12月至2022年5月共24周內2 臺直線加速器（射野為10 cm ×10 cm）6 MV射線下的晨檢結果進行分析。

1.2 設備

MyQA Daily 晨檢儀：該晨檢儀是由電離室區域與電子器件區域組成的全集成多電離室探測設備（如圖1 所示），包含125 個電離室（每個點代表1 個電離室），可以支持10 cm×10 cm至25 cm×25 cm射野、6～24 MV能量下的測量任務。測量參數包括溫濕度、光野大小、對稱性、穩定性和劑量輸出。工作人員操作時，僅使用電纜將晨檢儀與任一臺內網電腦連接，即可在平臺上進行測量與數據分析。對每次測量結果，該設備可給出產生誤差的項目與誤差值，并判斷是否在誤差允許范圍內。

表1 MyQA Daily 晨檢儀監測項目的誤差容忍范圍

圖1 MyQA Daily 晨檢儀平面設計圖

直線加速器：數據來源于Elekta Synergy 和Elekta Infinity 2 臺醫用電子直線加速器。我院于2008 年引入Synergy 設備，其具有6、10 MV 光子線能量及6、8、12、15 MeV 的電子線能量。我院于2018 年引入Infinity 設備。其除具有與Synergy設備相同的功能外，還能實現容積旋轉調強、立體定向放療等治療技術。

1.3 方法

1.3.1 基準值建立

晨檢儀基準值的建立以直線加速器機械和劑量性能為前提。主要步驟如下：首先，檢測并調整直線加速器的機械狀態，包括激光燈定位準確度、機架與準直器準確度和治療床到位準確度等。確定好機械狀態后，使用三維水箱、電離室和劑量儀測量并調整機架與準直器0°、射野大小10 cm×10 cm、源皮距（source skin distance，SSD）為100 cm、光子能量6 MV 和劑量率600 MU/min 下直線加速器的劑量準確性。其次，將MyQA Daily 晨檢儀水平放置于治療床上，對準激光燈與表面“+”字中心，設置與上述QC 相同的條件，連接晨檢儀與電腦主機接口，開啟晨檢儀進行測量。連續3 次輸出劑量為100 MU 的光子線，選擇其中狀態最好的數據作為基準值。最后，對2 臺直線加速器均進行上述測量，并在晨檢儀控制系統中根據機器型號、能量和劑量大小建立測量條目，輸入測量的數據作為基準值，每次晨檢結果均以給定基準值作為參考目標。

1.3.2 MyQA Daily 晨檢儀監測項目的誤差容忍范圍

選取24 周內2 臺加速器的晨檢結果，晨檢時間均在每日治療開始前。MyQA Daily 晨檢儀的檢測主要包含環境條件、離軸比一致性和劑量輸出一致性3 項。測量所允許的誤差范圍根據機器狀態自主設定，符合《醫用電子直線加速器質量控制指南》[4]要求，給定2 臺直線加速器相同誤差容忍范圍。具體檢測項目與誤差容忍范圍見表1。

1.4 相關測量方法

1.4.1KTP因子校正

此晨檢儀在靠近2 個探測器陣列位置安裝了溫度與環境空氣壓力傳感器，實現對KTP因子校正。公式如下：

KTP=（73.2+t）/（273.2+T）×1 013/p

其中T為電離室在出廠時的校準溫度，一般為20 ℃；t為晨檢儀現場測量溫度；p為現場測量氣壓。

1.4.2 中心與射野寬度

X、Y 軸及2 條對角線中心交點區域設置88 個電離室，用于測量射野中心橫向與中心縱向偏差。X、Y 軸上分別設置28 個電離室，這些電離室落在射野大小為10 cm ×10 cm 或20 cm×20 cm 區域，精準測量射野寬度橫向與縱向準確性。

1.4.3 對稱性與平坦度

該晨檢儀在10 cm×10 cm 范圍內采用25 個電離室，電離室呈軸心對稱分布。將每條軸上呈對稱的2 個電離室所測得的信號值比較，即可知當前射野是否在該方向上對稱。而通過比較25 個電離室中接收到的最大、最小信號值，則可知當前射野能量是否平坦。

1.4.4 劑量輸出

該晨檢儀在10 cm×10 cm 范圍內采用9 個電離室接收到的信號實現劑量測量，且電離室所測得的劑量值受電離室校準因子和空氣強度校準因子的影響。

2 結果

2.1 環境條件

由于電離室的測量靈敏度隨環境溫度和氣壓而變化，為了準確測量直線加速器劑量輸出狀態，需要保證機房內溫度穩定性并獲取當前氣壓[12-13]。晨檢儀對2臺直線加速器的溫度與氣壓檢測如圖2所示。結果顯示，直線加速器機房恒溫空調設置為23 ℃，但仍受實時氣溫的影響，在一定范圍內浮動。同樣氣壓也隨大氣氣壓產生一定浮動。2 個機房溫度與氣壓浮動曲線大致相似且無明顯突出變化，說明該段時間恒溫系統工作正常。

2.2 離軸比一致性

2.2.1 中心與射野寬度

射野中心與射野寬度的穩定性間接反映了光野的狀態，從而確保光野射野一致性[14-15]。Synergy設備的射野中心與射野寬度偏差情況如圖3（a）、（c）所示。其中，中心橫向偏差值（1.72±0.21）mm，中心縱向偏差值（1.47±0.25）mm。射野寬度橫向偏差值（1.56±0.12）mm，射野寬度縱向偏差值（1.27±0.25）mm。Infinity 設備的射野中心與射野寬度偏差情況分別如圖3（b）、（d）所示。其中心橫向偏差絕對值（0.64±0.43）mm，中心縱向偏差絕對值（0.73±0.36）mm，射野寬度橫向偏差值（0.61±0.27）mm，射野寬度縱向偏差值（0.95±0.32）mm，2 臺設備的中心與射野寬度偏差均在誤差允許范圍內。

圖3 射野中心與射野寬度偏差監測值

2.2.2 對稱性

2 臺直線加速器的射野對稱性在X、Y 軸方向上與基準值的偏差如圖4 所示。結果顯示，2 臺加速器射野對稱性的偏差絕大部分在1%以內，最大偏差不超過2%，符合誤差允許的范圍。Synergy 設備在X 軸方向上偏差絕對值為（0.74±0.35）%，在Y 軸方向上偏差絕對值為（0.59±0.41）%。Infinity設備在X 軸方向上偏差絕對值為（0.51±0.50）%，在Y 軸方向上偏差絕對值為（0.34±0.32）%。

圖4 射野對稱性監測值

2.2.3 平坦度

Synergy 設備平坦度的最大偏差值為1.23%，平均偏差絕對值為（0.60±0.22）%。Infinity 設備的最大偏差值為0.91%，平均偏差絕對值為（0.47±0.30）%，見圖5。

圖5 射野平坦度偏差監測值

2.3 劑量輸出一致性

2 臺直線加速器劑量輸出的基準值均為100 MU，其劑量輸出結果見圖6。Synergy 設備劑量輸出值（100.58±0.49）MU，Infinity設備劑量輸出值（101.59±0.50）MU，2 臺設備的劑量輸出結果均在偏差范圍內。

圖6 輸出劑量監測值

3 討論

本研究回顧性分析了MyQA Daily 晨檢儀在6 MV能量、10 mm×10 mm 射野下對醫科達Synergy 和Infinity 2 臺直線加速器24 周內的晨檢結果，結果顯示，2 臺設備所有項目的最終檢測值均在誤差允許范圍內，標準差＜1，符合《醫用電子直線加速器質量控制指南》[4]的要求，說明加速器處于較為穩定的狀態，該晨檢儀能夠較好地實現對不同型號加速器性能狀態變化的檢測[16-17]。綜上所述， MyQA Daily 晨檢儀體積小、重量輕、易搬運，無需預熱，即插即用，可減輕操作人員對直線加速器每日檢查的工作負擔。同時，通過測量結果能夠監測醫科達加速器的運行狀態、及時調整誤差，并根據測量結果為QC 提供指導。因此，MyQA Daily 晨檢儀可以作為醫科達直線加速器日常檢測的有效工具。