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二维矩阵用于加速器质量控制检测的可行性

2021-04-03尚玉芬曹书华朱晓博倪昭聪

中国保健营养 2021年10期
关键词:电离加速器刀片

尚玉芬 曹书华 朱晓博 倪昭聪

德州市第二人民医院放射物理技术科,山东 德州 253000

前言:参考美国医学物理学会(AAPM)推荐的TG142报告,在全国各家医院使用的六种加速器(包括多叶准直仪(MLC)叶片)中使用了多少IMRT质量控制。探索在IMRT质量控制测试中应用二维矩阵以满足IMRT加速器的常规测试需求的可行性,这些需求具有就地精度,MLC传输,MLC就地可再现性,剂量验证等。

1 加速器质量检测概述

长期用于医院加速器质量控制和测试的工具主要包括电离箱、胶片、电子场图像验证器和矩阵检测器。这些工具具有不同的检测原理和测量分辨率。(1)电离箱是最早使用的电离放射线检测器,具有良好的剂量测量特性,是用于绝对剂量验证点剂量测量的参考剂量计,但空间分辨率较低;(2)胶片具有高空间分辨率。然而,这也是昂贵,复杂和灵活的,并且对环境条件非常敏感。(3)EPID测量精度达到0.1毫米,可以直接安装在升级版上进行实时或脱机身份验证,但可以使用设备。软件价格昂贵,方法复杂,检测结果对各医院的检测标准敏感,难以通用;(4)通过比较,二维矩阵检测器可以同时测量点剂量和相对剂量,具有良好的能量响应,剂量线性和高空间分辨率。此外,测量的可重复性适用于放射治疗的质量控制测试,具有使用简便,精准性高的优点。

2 加速器质量控制检测项目及方法

2.1检测仪器 使用的设备主要包括电离箱,二维矩阵,八边形幻影,用于IMRT加速器的X射线(6MV)和固体水。每个加速器均处于正常加工状态,并且员工定期进行质量保证和质量控制。实验之前,使用由美国国家标准剂量测定实验室(SSDL)校准的0.6cm3离子箱对加速器和2D基质剂量特性进行发射。

2.2MLC到位精度 位置精度的检测采用1号加速器,采用边缘函数法,在测量之前,请通过薄膜法严格确定基准叶片的绝对位置,以确保边缘函数的精度。设计两个10cmx22cm的辐照场,一个是参考场,矩阵的中心与场的中心对齐,MLC叶片的边缘投影在电离箱的中心,另一个在边缘附近。它是一个电离箱,叶片呈阶梯状(stepandshoot方法从距电离箱中心10mm处开始扫描,覆盖电离箱并在距中心10mm处停止。步长为,离电离箱较远的区域(10-3mm)和离电离箱较近的区域(1≤3mm)步长更改为0.2mm。用100MU照射参考场,测量场时每一步。同时记录叶片边缘相对于电离箱中心的位置,并通过相应的软件获取电离箱的测量值,在测量区域中电离箱的测量值为参考场。相同,返回离子盒读数,使用OriginPro8软件将归一化的相对剂量曲线化,并获得MLC刀片的边缘功能曲线,捕获区域中同一侧上所有刀片的边缘功能。比较并更正MLC刀片的准确性。

2.3MLC的透射率 将加速器框架角度设置为0,将不同厚度的固体水添加到不同的二维矩阵中,有效的测量点是最大剂量深度(dmax),辐照场为5cmx5cm,辐照400MU,记录测量值D1,关闭MLC,从现场位置移开MLC端面,照射400MU,并记录测量值。D2,D2/D1是刀片的平均传输速率。

2.4MLC的到位重复性 加速器框架的角度设置为0°,将二维矩阵放置在八角形幻影中,放置在SAD=100cm的治疗床中,将MLC调整为10cmx10cm的辐射场,应用200MU,并进行平面剂量分布。关闭MLC后5分钟,重复上述步骤以获取剂量分布图。重复上述步骤,将镜架角度旋转至45°或135°。使用伽马剂量分析方法对使用矩阵分析软件两次获得的剂量分布图进行分析和评估,剂量偏差为2%,距离偏差为2mm(2%/2mm)。

2.5剂量验证 用于IMRT测量的矩阵尺寸认证可以分为点测量确认和相对分布确认。即,将IMRT字段中的反馈测量结果与医疗计划系统(TPS)提供的测量结果以及该测量结果在该字段中的分布进行比较。并通过矩阵提供分析软件。直接绘制剂量分布图,并使用伽玛指数和其他分析方法。

该测试仅验证平面剂量分布。将二维矩阵放在八角形幻影中进行CT扫描,并将与每个加速器匹配的TPS用作验证计划。放置加速器,然后制定一个电子计划附带的分析程序将计划的测量分布与实际的测量分布进行比较。通过伽马测量分析评估结果并选择减少3%,偏差3mm(3%/3mm)的常用值。

3 加速器质量控制检测结果

3.1MLC叶片到位精度检测 1号加速器的MLC叶片位置精度的检测结果由边缘函数曲线表示。如果刀片靠近电离箱的中心,则曲线将是笔直的。可以通过读取单个刀片的相应剂量并将其与参考刀片边缘功能进行比较来获得刀片的位置。测得的刀片位置精度在+0.1毫米内。该方法与使用相同类型矩阵的Elekta加速器测试结果一致。3.2伽玛通过率,MLC透过率,MLC就地再现性测试5加速剂剂量验证表2显示了伽玛通过率,MLC透过率和MLC就地再现性测试结果。差异是由于半导体的角度和重力的影响而引起的,但在允许范围内。

3.2二维矩阵对6台加速器多个主要质量控制项目检测 在这项研究中,使用二维矩阵来测试六个加速器的多个关键质量控制项目。不同类型的矩阵的测试结果是可以接受的,并且没有显着差异。原因并不排除所有选定的实验对象都是大型医院中的加速器。医师考虑了不同矩阵(例如电离箱和半导体矩阵)中检测器的不同结构和材料,矩阵平板中小型检测器的不同分布以及矩阵本身的剂量特性。每天的质量保证工作都做得很好,这是不可避免的。未来的研究将需要进一步扩大样品水平和样品多样性。例如,可以从不同级别的医院中选择经过测试的测试人员。以相同的速度使用一个矩阵,或者使用一个矩阵对测试使用不同的增强功能。删除重要对象并进行分析以获得最准确的结果。由于中国没有IMRT质量控制测试的等效标准,因此本研究可以根据TG142报告和常见的临床指标分析结果,并使用双向矩阵进行IMRT质量控制测试。诊断矩阵之间的差异是无法比拟的,但是与医院质量保证这一非常复杂的任务相比,审计机构更加关注测试设备是否经过认证。二维矩阵方法都可以用作IMRT加速器质量控制测试的常规测试设备,只要在使用前对其性能进行了严格的调整即可。

4 讨论

4.1应加强医疗照射设备的质量控制 使用设备之前,应执行可接受的测试以确保设备的性能满足广泛的要求。在使用过程中,应根据AAPM标准和中国辐射放射治疗协会推荐的质量控制要求,定期检查管线的增强材料。例如,加速器输出的可重复性,剂量线性,每周和每月的短期稳定性(包括每日稳定性),光束限制装置,龙门和治疗床,场均匀性和对称性。满足参数要求,例如场均匀性和对称性,以及保证线性加速器机械,几何和辐射性能的场均匀性。由于设备老化而导致的性能指标不稳定性也会增加,因此要加强放射治疗设备的防护保养,确保设备正常运行。

4.2加强卫生监督管理 电子医疗加速器性能和保护的国家标准很早就已经建立。在放射诊断和治疗管理条例之前,没有相法规要求,因此大多数地方卫生当局只监督对放射工作场所的保护。许多放疗医疗机构身后都有设备和人员不足,缺乏辐射健康方面的法律知识以及对辐射防护漠不关心等问题。因此要完善控制标准,根据需要定期测试放射治疗设备,对放射治疗质量有重大影响的放射治疗人员进行严格系统的培训,加强卫生监督,以确保管理有效。

4.3增加对基层医疗机构的资助 一些项目的合格率相差超过10%。原因可能是医疗设备,人力资源和放射治疗设备技术等等。大多数基层医院二手和陈旧的设备由于性能不稳定而出现故障。再加上员工无法严格按照国家标准要求的测试方法和频率进行日常设备维护。这些都会影响放射治疗的质量。因此,要加大对基层医疗机构的资金投入,改善基础放射治疗设施,加强对放射治疗设备,健全的自我检查系统,详细记录,定期检查、管理和测试。通过培训,学习,评估,奖励和惩罚等措施提高员工素质,并增加责任,以确保放射治疗设备的正常运行。

4.4提高安全文化素养 医学照射是最大的人工电离辐射源,其实际活动涉及从事辐射工作的医务人员手术技能和防护知识等因素,包括对受照患者(尤其是医务人员)的教育,都直接影响放射治疗的质量。因此要加强对医务人员技术方面的教育培训,提高安全文化素养,放疗目标、放疗位置、设备性能、防护安全等方面明确利益相关者的责任,建立有效的安全保护体系,确保辐射工作者和患者的健康。

5 结 论

IMRT技术在中国的快速发展极大地改善了对癌症患者的治疗效果。在明智地使用IMRT技术时,应格外谨慎地使用最新技术,因此严格质量控制测试的重要性非常重要。二维矩阵方法已成为医疗机构中常见的日常质量控制设备,本研究表明,二维矩阵可以用作标准实验设备,以加快技术服务组织的速度。

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