王鵬，劉艷，王麗玲，張偉（通信作者）

青島大學(xué)附屬醫(yī)院醫(yī)學(xué)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(yī)用直線加速器是常用的放射治療設(shè)備，其機(jī)械運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)主要由鎢門、小機(jī)頭、機(jī)架和治療床等組成，作用是確保特定形狀的輻射束從靶區(qū)表面的多個(gè)方向照射人體，從而實(shí)現(xiàn)對腫瘤靶區(qū)的精確治療[2]。我院于2015、2019年先后引進(jìn)了兩臺(tái)瓦里安Trilogy 醫(yī)用直線加速器，隨著治療患者數(shù)量的不斷增加，設(shè)備不可避免地發(fā)生了損耗[3-4]。在日常維護(hù)加速器時(shí)，醫(yī)學(xué)工程技術(shù)人員不僅需快速排除故障，而且還應(yīng)對維修后的設(shè)備進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量驗(yàn)證，以確保治療計(jì)劃能夠按時(shí)、精準(zhǔn)地實(shí)施[5-6]?，F(xiàn)介紹瓦里安Trilogy 醫(yī)用直線加速器電離室的工作原理和因電離室導(dǎo)致的故障維修一例以及維修后的質(zhì)量保證，供同行參考。

1 醫(yī)用直線加速器電離室的工作原理

醫(yī)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(zhì)組成；作用為監(jiān)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(chǎn)生離子對（正離子和電子），在常溫常壓下，高能電子在運(yùn)動(dòng)路徑上的電離能力可達(dá)到60離子對/cm，收集板在外加電場的作用下收集產(chǎn)生的離子對，電子向正極板運(yùn)動(dòng)，正離子向負(fù)極板運(yùn)動(dòng)，達(dá)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(jīng)過適當(dāng)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(guān)系圖（1b）。在平衡態(tài)時(shí)，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(guān)系曲線可分為A、B、C 3個(gè)區(qū)。當(dāng)外加電壓過低時(shí)，電子和離子的移動(dòng)速度較慢，在到達(dá)電極之前部分發(fā)生復(fù)合，故電離電流較小，稱為離子復(fù)合區(qū)（A）?？s小極間距離或增大外加電壓可減少復(fù)合的發(fā)生。當(dāng)外加電壓增大到一定范圍時(shí)，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(qū)（B），其對應(yīng)的電流被稱為飽和電流。當(dāng)外加電壓過高時(shí)，被加速的電荷在運(yùn)動(dòng)過程中進(jìn)一步電離氣體，使電流迅速增大，稱為氣體放大區(qū)（C），工作中應(yīng)避免該情況的發(fā)生。

圖1 電離室的基本原理及電離電流與外加電壓的關(guān)系

電離電流隨輻射率升高而增大，當(dāng)輻射率較高時(shí)，產(chǎn)生電離的氣體較多，從而會(huì)使電流增大。電離電流同時(shí)還與氣體密度有關(guān)。電離室最好能夠密封，保持氣體密度穩(wěn)定，否則，應(yīng)根據(jù)環(huán)境氣壓和溫度進(jìn)行相應(yīng)的校正[1]。

2 維修案例

2.1 故障現(xiàn)象

瓦里安Trilogy醫(yī)用直線加速器開機(jī)報(bào)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(bào)錯(cuò)。

2.2 故障分析及排除

經(jīng)與廠家工程師聯(lián)系，判斷造成該故障的原因可能為電離室出現(xiàn)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(jī)器固定在180°；第三步，拆掉準(zhǔn)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(fù)原拆除部件。

2.3 維修后的質(zhì)量保證

電離室的作用是監(jiān)測劑量，其是機(jī)器讀取劑量的標(biāo)尺，因此，更換電離室后，需對相應(yīng)的劑量及維修過程中拆除或移動(dòng)過的部件進(jìn)行校準(zhǔn)。校準(zhǔn)過程如下：第一步，驗(yàn)證光野，并做光野和射野的一致性測試，此步驟是整個(gè)質(zhì)量保證測試的基礎(chǔ)；第二步，掃描水膜確認(rèn)平坦度及對稱性；第三步，將錯(cuò)誤電壓清零，并將SI 板進(jìn)行自動(dòng)校準(zhǔn)；第四步，進(jìn)行絕對劑量的調(diào)節(jié)和驗(yàn)證；第五步，關(guān)閉劑量伺服，調(diào)節(jié)并確認(rèn)劑量高于設(shè)定劑量的15%～20%；第六步，重新建立6X，6XFFF 的baseline，建立1個(gè)6M 靶面的基準(zhǔn)，避免出現(xiàn)CDOS 連鎖；第七步，關(guān)閉劑量伺服，確認(rèn)機(jī)架在旋轉(zhuǎn)1周過程中劑量率的變化率；第八步，加載1個(gè)PMP Clinical Test Patient 計(jì)劃，驗(yàn)證機(jī)器可正常使用。

3 小結(jié)

在設(shè)備故障排除之后，工程師必須嚴(yán)格按照廠家質(zhì)量指南的規(guī)定項(xiàng)目逐步測試，測試通過后才能重新實(shí)施治療。日常使用中應(yīng)加強(qiáng)對加速器進(jìn)行維護(hù)，確保其功能的正常使用，也是安全、準(zhǔn)確、穩(wěn)定地開展放療工作的質(zhì)量保證。