放射治疗质量保证和质量控制工具- 三维蓝水箱(3D-Blue phantom)剂量测量系统

陈晓刘旭红＊李文辉,2

1 云南省肿瘤医院放疗中心 （云南 昆明 650118）

2 昆明医科大学第三附属医院 （云南 昆明 650118）

放射治疗质量保证和质量控制工具- 三维蓝水箱(3D-Blue phantom)剂量测量系统

陈晓1刘旭红1＊李文辉1,2

1 云南省肿瘤医院放疗中心 （云南 昆明 650118）

2 昆明医科大学第三附属医院 （云南 昆明 650118）

使用三维蓝水箱（3D-Blue phantom）对直线加速器等放疗设备进行剂量技术指标检测，并对测量结果进行数据分析，测量结果有偏差的项目需对设备进行实时调整；直线加速器安装验收结束后，需要三维水箱进行各种治疗数据的采集，将测量得到的所有治疗数据和机器参数输入拟合到治疗计划系统（TPS）中。三维蓝水箱是质量保证和治疗控制的重要工具。

质量控制 三维蓝水箱 剂量测量 治疗计划

放射治疗作为治疗肿瘤的三大手段之一，其目的是最大限度的杀灭肿瘤细胞并有效保护周围正常组织和重要器官[1]。大型医用放射治疗设备，如直线加速器、治疗计划系统等必须具有严格的质量控制，才能保证对病人实施正确的放射治疗[2]。三维水箱作为加速器各项参数的调试和验收以及治疗计划系统数据采集的重要工具，在质量保证和质量控制工作中起着重要的作用。另外，对直线加速器、60CO远距离治疗机等放疗设备的检测不可能在人体上进行，必须使用人体组织等效材料，水对放射线的吸收、散射几乎与人体软组织近似，水的成分稳定又容易获得，因此将三维水箱（3D-water phantom）作为与人体等效模型进行质保和质控测量工作。

1.三维蓝水箱（3D-Blue phantom）的组成

三维蓝水箱由德国IBA公司生产，分为硬件和软件两部分。

硬件：水模体（water phantom）、中央控制器（CCU）、计算机（computer）、升降台（lift table）、储水池（water reservoir）、探测器（detector）、遥控器（remote control）、精密步进电机。该水箱采用磁致伸缩传感器控制三维伺服机构的精密走位，走位精度可达0.1mm；采用结实耐用的全框架结构，并带有灵活精密的调水平机构。

软件：Omnipro Accept7.1。该软件有众多功能：如支持水中、空气中和胶片的剂量测量设备、支持调强质量保证设备、方案指导用户通过全部的试运行过程、向下兼容RFAplus和WP700数据（一维离轴比+等剂量曲线）、加速器坐标系统数据、实时数据分析、能生成测量顺序并执行、支持所有剂量测量规范，即使在测量的过程中，也支持多任务、过滤器易于处理大量数据、等剂量线计算、TMR测量和PDD/TMR计算、电离室校准、绝对剂量测量、自动生成输出因子表、对R0TS所需所有数据的测量和转换、数据列表、完备的文本和可寻求帮助功能、与Windows兼容，可使用剪切、拷贝、粘贴板功能将数据与EXCELL或其他windows应用程序间交换，具有高效率的连续扫描模式。

2.三维蓝水箱的使用方法

（1）放置蓝水箱于升降台上。

（2）将储水池中的水注入蓝水箱。

（3）调节源皮距，SSD=100 cm，水表面与左、右激光灯横线对齐。

（4）将蓝水箱与中央控制器和电脑相连接。

（5）将探测器与蓝水箱固定好。

（6）调节蓝水箱水平。

（7）定义水平衡和中心点，测量探测器置于射野中心点位置，安装参考探测器置于灯光野内靠射野边缘，

（8）打开三维蓝水箱电脑软件，选择测试项目，直线加速器或60CO远距离治疗机选择射线种类、能量、照射野大小、剂量率、出束剂量或时间等准备测量。

3.三维蓝水箱的临床应用

（1）使用三维蓝水箱对放疗设备进行剂量技术指标检测：在加速器放射治疗中，要想获得准确的处方剂量或作等中心照射，首先应对加速器的各项参数进行全面、准确的测量[3]。三维蓝水箱能对射线在水模中相对剂量分布，如百分深度剂量PDD、射野离轴比OAR（可同时对不同平面，不同深度）、组织最大剂量比TMR等进行快速自动扫描，并将结果数值化并自动算出射线的半高宽、半影、对称性、平坦度、最大剂量点深度等参数[4]。三维蓝水箱更适合于放疗物理室和放疗检测机构对光子线和电子线所有复杂或常规的测量工作，如：放疗设备安装后的验收检测；放疗设备主要部件修理或更换后的测试；放疗设备的功能特性是在不断变化的，由于电路故障、元器件故障和机械故障都可能导致设备性能的突然改变，而元器件老化及品质下降可以引起设备性能的缓慢改变，因此，对于所有的放疗设备必须定期进行预防性检测。测试中对超出误差范围的的参数及时进行修正，以保证放疗设备的正常工作。如X射线或电子射线在X Y方向平坦度超过106%，对称性超过2%就要进行调整。

（2）对放疗设备进行数据的采集和刻度：所有的放疗设备安装结束且验收合格后，还不能直接投入临床使用，必须使用三维水箱测量大量的剂量学数据：测量水中开野的profle、水中楔形野的profle、开野输出因子、楔形野输出因子、水中X射线百分深度剂量PPD、水中电子线百分深度剂量PPD、铅挡穿透因子、托盘穿透因子、MLC穿透因子、准直器穿透因子、各种方形野在不同深度处的射野离轴比（OAR）、各种方形野的准直器散射因子Sc和模体散射因子Sp、各种射线能量的剂量参考深度Dm。测量出的数据推导出的剂量学数据，如空气组织比TAR、组织最大剂量比TMR、散射空气比SAR、散射最大剂量比SMR或散射模体比等。事后可显示、分析、制表、打印测量结果并将测量结果自动转换成为许多治疗计划系统（TPS）能接受的格式而直接输入到治疗计划系统（TPS）中去。

（3）注意事项

①注意在检测时三维水箱探头的扫描，速度需要控制，步进速度不能过快，否则容易带来较大误差[5]。

②由于水箱和垂直扫描臂被水浸泡，在每次使用完后，还要擦干水箱和扫描臂膀水分并晾干水分后再装箱。

③探测器、控制盒和各种联接电缆要注意防尘、防潮，以免发生漏电和漂移，在每次使用完后要把它们放入干燥箱中妥善保存。

4.结束语

三维水箱的架设、使用较为复杂，但其测量参数多、精确度高，特别是直线加速器和60CO远距离治疗机等放疗设备治疗数据的采集和刻度，其他非三维水箱测试设备无法替代，所以三维水箱是放疗设备的质量保证和质量控制不可缺少的一个重要工具。3D-Blue Phantom型三维水箱及其配套软件OmniPro-Accept作为一个优秀的医用辐照设备的剂量扫描装置，其强大的功能，方便的操作以及可提供的多种TPS接口使得其成为当今最优秀的三维剂量扫描系统之一[6]。

[1] 胡逸民.肿瘤放射物理学[M].原子能出版社,1999-09.

[2] 吴湘阳,张坤,常晓斌,等.三维水箱不同测试条件对数据采集结果的影响和分析[J].现代肿瘤医学,2015,23(22):3322-3326.

[3] 程晓军,戴富友,胡传朋,等.Blue Phantom放疗三维水箱测量加速器TMR与PDD转换TMR的比较[J].中国辐射卫生,2008,17(3):322-324.

[4] 李国庆,徐保强,林意群.三维水箱测量系统[J].医疗装备,2000,14(4):9-10.

[5] 周献锋,曹兴江,张乙眉,等.三维水箱系统和剂量分布仪测量结果比较[J].中国辐射卫生,2009,18(3):382-383.

[6] 杜翔,王进,余宁乐.Blue Phantom三维水箱在医用电子加速器质控检测中的应用[J].中国辐射卫生,2012,21(3):330-331.

1006-6586(2017)14-0133-02

R197.39

A

2017-06-01

陈晓，主要从事医用电子直线加速器等大型放疗设备的维护和维修，曾三次赴美、英等国学习直线加速器技术，在国家正规刊物上发表第一作者和通讯作者文章26篇；刘旭红，通讯作者。