孔垂林，閆曉梅，展曉宇

西門(mén)子ONCOR加速器均坦度優(yōu)化

孔垂林，閆曉梅，展曉宇

0　引言

西門(mén)子ONCOR加速器是我院于2010年購(gòu)進(jìn)的單光子6 MV直線(xiàn)加速器，安裝使用過(guò)程中加速器均坦度一直處于國(guó)標(biāo)（≤3%）之內(nèi)。由于機(jī)房于2013年搬遷，安裝調(diào)試過(guò)程中發(fā)現(xiàn)機(jī)器均坦度不同，機(jī)架角不同，照射野與平時(shí)使用時(shí)變化較大，接近國(guó)標(biāo)甚至超出國(guó)標(biāo)范圍（照射野的平坦度和對(duì)稱(chēng)性要求穩(wěn)定且變化較?。８鶕?jù)國(guó)際電子委員會(huì)標(biāo)準(zhǔn)，射野平坦度就是在等中心處（位于10 cm模體深度下）或標(biāo)稱(chēng)源皮距10 cm模體深度處，最大射野的80%寬度內(nèi)最大、最小劑量偏離中心軸劑量的百分比。射野平坦度和對(duì)稱(chēng)性均應(yīng)好于3%，且應(yīng)每月檢查2次[1-2]?，F(xiàn)就其調(diào)試優(yōu)化過(guò)程簡(jiǎn)要介紹如下。

1　故障現(xiàn)象

機(jī)器在搬遷調(diào)試時(shí)，我們使用懸掛在機(jī)頭的PTW SLA48測(cè)量水箱發(fā)現(xiàn)，不同照射野、不同機(jī)架角度時(shí)平坦度對(duì)稱(chēng)性變化較大，如圖1所示。尤其是20 cm×20 cm照射野，機(jī)架角0、90、180、270°時(shí)相對(duì)初次裝機(jī)時(shí)變化較大，甚至超出國(guó)標(biāo)要求。同時(shí)測(cè)量結(jié)果不穩(wěn)定，短時(shí)間內(nèi)測(cè)量前后結(jié)果有可能相差0.2%，20 cm×20 cm照射野、機(jī)架角為0°時(shí)，平坦度為2.8%、對(duì)稱(chēng)性為0.4%，而機(jī)架角180°時(shí)，平坦度為3.1%、對(duì)稱(chēng)性為0.6%。調(diào)整均整塊，無(wú)明顯改善。

圖1　5 cm×5 cm照射野靶方向與槍方向的平坦度

2　故障分析與優(yōu)化

故障分析：

（1）檢查Dynamic steering是否處于關(guān)閉狀態(tài)。

（2）觀察Beam I波形在0和180°時(shí)是否有變化、改變PFN編程值能否改善此現(xiàn)象、反射波在機(jī)架角0和180°時(shí)是否有變化。

（3）檢查在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中是否有部件松動(dòng)，比如偏轉(zhuǎn)磁鐵、偏轉(zhuǎn)磁鐵線(xiàn)圈或者加速管本身[3]。

（4）檢查準(zhǔn)直器內(nèi)部是否有部件松動(dòng)，比如電離室、均整塊。

（5）檢查近期是否更換過(guò)主要部件，比如四端環(huán)流器、旋轉(zhuǎn)波導(dǎo)。

（6）檢查附近是否有磁場(chǎng)干擾。

通常情況下，40 cm×40 cm照射野，機(jī)架角0和180°時(shí)對(duì)稱(chēng)性差別不應(yīng)超過(guò)1%，多數(shù)情況下不超過(guò)0.6%。造成這種現(xiàn)象的原因有2個(gè)：（1）運(yùn)輸過(guò)程中機(jī)械運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致部件松動(dòng)或偏移，比如運(yùn)輸導(dǎo)致加速管底板或偏轉(zhuǎn)磁鐵位移。（2）射線(xiàn)束流本身變化。可以通過(guò)一個(gè)測(cè)試來(lái)確定射線(xiàn)束流是否正常。機(jī)架角180°時(shí)，40 cm×40 cm調(diào)整均整塊使對(duì)稱(chēng)性在crossplane和inplane方向盡可能接近0.0，然后測(cè)量20 cm× 20 cm對(duì)稱(chēng)性，理論上來(lái)說(shuō)應(yīng)該是0.0。由于束流經(jīng)過(guò)270°偏轉(zhuǎn)，40 cm×40 cm和20 cm×20 cm的對(duì)稱(chēng)性可能稍有區(qū)別（變化），但不會(huì)很大，如果沒(méi)有明顯變化，則束流本身沒(méi)問(wèn)題；如果有明顯變化，則需要重新調(diào)整束流，包括出束的點(diǎn)和方向。

3　測(cè)試方法

（1）用千分表來(lái)測(cè)試旋轉(zhuǎn)機(jī)架過(guò)程中偏轉(zhuǎn)磁鐵有無(wú)松動(dòng)。我們?nèi)×?個(gè)點(diǎn)，上下方向4個(gè)，前后2個(gè)，機(jī)架旋轉(zhuǎn)1周所測(cè)結(jié)果為0.26、0.19、0.30、0.25、0.10、0.00 mm。用深度尺測(cè)機(jī)架旋轉(zhuǎn)過(guò)程中均整塊有無(wú)松動(dòng)，結(jié)果為0.1 mm；用塞尺測(cè)量加速管出束窗口與靶之間的間隙，0和180°時(shí)分別為0.95和1.15 mm，均無(wú)明顯變化。

（2）通過(guò)加裝stiffener bar（加固裝置）來(lái)排除加速管底板形變因素。因?yàn)闄C(jī)架旋轉(zhuǎn)過(guò)程中支撐加速管的底板有可能受加速管重力影響或者是加速器搬遷過(guò)程中由于移動(dòng)、震動(dòng)較大引起支撐底板變形。我們?cè)诘装鍍蓚?cè)分別加裝了一個(gè)stiffener bar來(lái)減小機(jī)架在不同角度時(shí)由于加速管的重力帶來(lái)的影響。重新檢測(cè)機(jī)架角在0、180°時(shí)20 cm×20 cm照射野均坦度，測(cè)試前后無(wú)明顯變化。

（3）重新調(diào)整偏轉(zhuǎn)磁鐵。

（4）排除周?chē)艌?chǎng)干擾。使用磁場(chǎng)強(qiáng)度儀測(cè)量加速器機(jī)架角0、90、180、270°時(shí)的磁場(chǎng)強(qiáng)度，均處于自然界磁場(chǎng)本底強(qiáng)度范圍內(nèi)。

4　結(jié)果

通過(guò)分析檢測(cè)，排除旋轉(zhuǎn)磁鐵位移變化和加速管底板形變；通過(guò)磁場(chǎng)檢測(cè)儀檢測(cè)，排除周?chē)艌?chǎng)影響；利用高壓棒測(cè)量電子槍電壓，調(diào)節(jié)電子槍參數(shù)及均整塊，改善了平坦度、對(duì)稱(chēng)性，并最終達(dá)到理想結(jié)果，確定此種故障為電子槍高壓過(guò)低和均整塊位移變化所致。

5　討論

加速器日常檢測(cè)時(shí)均坦度一般變化較小，但是日常檢測(cè)時(shí)機(jī)架角僅限于0°，當(dāng)機(jī)架角為90、180、270°時(shí)均坦度是否與0°有區(qū)別我們不得而知，所以應(yīng)該定期進(jìn)行多角度檢測(cè)，只有全方位檢測(cè)才能保證加速器治療的精確性。由于均坦度可能受多種因素影響，當(dāng)檢測(cè)超出范圍時(shí)，如果近期機(jī)器經(jīng)歷搬遷或有明顯的碰撞，首先應(yīng)考慮加速器偏轉(zhuǎn)磁鐵是否有物理變形、加速管底板隨機(jī)架轉(zhuǎn)動(dòng)是否有重力變形；其次調(diào)整均整塊，并確定電離室隨機(jī)架變化無(wú)相對(duì)位移變化，檢測(cè)優(yōu)化影響均坦度的參數(shù)，比如電子槍高壓；最后從加速器環(huán)境尋找影響均坦度的原因，比如機(jī)房周?chē)欠翊嬖谟绊懘艌?chǎng)變化的大型儀器設(shè)備。日常機(jī)房無(wú)搬遷和無(wú)大的裝修改造時(shí)，均坦度如果超標(biāo)，我們應(yīng)該首先調(diào)整均整塊，看其是否能夠達(dá)到理想的結(jié)果；其次考慮平時(shí)機(jī)器參數(shù)的優(yōu)化過(guò)程中是否導(dǎo)致電子槍的高壓發(fā)生了變化，使用高壓棒測(cè)定高壓大小，并進(jìn)行調(diào)整。當(dāng)通過(guò)改變某因素結(jié)果有所好轉(zhuǎn)時(shí)，應(yīng)反復(fù)調(diào)整優(yōu)化直到滿(mǎn)意為止。加速器照射野平坦度、對(duì)稱(chēng)性是射野劑量分布特性的重要指標(biāo)，但是我們?nèi)粘５臋z測(cè)把劑量測(cè)量的重點(diǎn)放在了射野中心軸的劑量分布，忽視了射野平面上的劑量分布，而且單純從一個(gè)機(jī)架角度的平坦度和對(duì)稱(chēng)性來(lái)概括所有角度的平坦度和對(duì)稱(chēng)性顯然是不全面的，勢(shì)必會(huì)影響放療的最終療效。

[1]胡逸民.腫瘤放射物理學(xué)[M].北京:原子能出版社，1999:172.

[2]王建禮，邱小平.射野平坦度和對(duì)稱(chēng)性簡(jiǎn)便驗(yàn)證方法的研究[J].醫(yī)療裝備，2010，23（4）:9-10.

[3]竇文，王雪峰.Varian加速器對(duì)稱(chēng)性平坦度的影響因素及調(diào)試[J].醫(yī)療衛(wèi)生裝備，2009，30（7）:127.

[4]顧本廣.醫(yī)用加速器[M].北京:科學(xué)出版社，2003:205-237.

（收稿：2014-05-15修回：2014-09-15）

[中國(guó)圖書(shū)資料分類(lèi)號(hào)]R318.6；TH774B

1003-8868（2015）05-0154-02

10.7687/J.ISSN1003-8868.2015.05.154

100048北京，海軍總醫(yī)院腫瘤診療中心（孔垂林，閆曉梅，展曉宇）

（5）用高壓棒測(cè)電子槍高壓，理論值應(yīng)為12.5kV[4]，通過(guò)測(cè)量值在服務(wù)模式調(diào)整INJE值，由原來(lái)的8 000逐漸調(diào)至8200，同時(shí)反復(fù)調(diào)整均整塊。重新測(cè)均坦度，照射野20 cm×20 cm、機(jī)架角0°時(shí)，平坦度為2.7%、對(duì)稱(chēng)性為0.4%；機(jī)架角180°時(shí)，平坦度為2.8%、對(duì)稱(chēng)性為0.6%。均坦度有所改善，說(shuō)明電子槍高壓過(guò)低對(duì)均坦度有影響，同時(shí)優(yōu)化加速器參數(shù)反復(fù)測(cè)量，平坦度和對(duì)稱(chēng)性均能保持無(wú)變化，如圖2所示。

圖2調(diào)整后槍方向、靶方向的平坦度