9、加速器性能测试

9.A 所有测试项目的物理师评估

除了设计性能测试程序外，物理师还需要了解测试结果和束流参数的可能关联——例如，如果日检的输出稳定性不合格，其根本原因可能是由于束流能量的变化，而不是监测电离室的偏移。此外，物理师还应该了解加速器在自检错误方面的能力和限制。

临床上，建议以不同的频率（即日检、周检、月检和年检）进行一些性能测试，且由不同人员、使用可能的不同设备进行测试。物理师应确保在对某项参数进行任何调整或改变基线值前，考虑到与此参数相关的所有测试项目。当发现某个临床性能参数超出了容许范围、需要调整时，可能需要回到 QA 过程中的前几个步骤，以确保调整该参数不会对其他参数产生任何影响。物理师应特别注意参数的调整对机器性能和 TPS 计算之间一致性的影响。

9.B 建议的测试项目

下面是根据风险分析结果和委员会共识和经验选择出来的重要性较高的测试项目。总体上，对于大多数测试项目，本指南建议与风险评估结果一致。同时，物理师的最终实践应与自身临床需要相关。

加速性能测试总体上可分为剂量学、机械、安全、楔形板和总体审核五个部分。每项测试都列出了推荐的测试频率和容许值。物理师应根据加速器的临床使用情况决定某项测试是否适用于其 QA 计划。

测试项目及相应描述见下文和Tables 2-6。

• Daily： 即测试只需要在使用相应功能的当天进行。
• Tolerance： 容许范围均被标为为 "X%"、"X mm" 或 "X°" 的形式，意为测量值应在参考/基线值的 ±X 以内。其中，"X% of **" 它表示与 ** 的原始数值相比的相对变化。

D：剂量学测试 (Dosimetry tests)

D1 光子和电子输出稳定性 (Photon and electron output constancy)

在风险评估 中，光子和电子束输出的 RPN 得分最高 (即影响/重要性最大)。因此，建议日检、月检和年检均包含此项测试。

• 日检和月检：检测所有临床使用的光束的 输出稳定性， 日检可仅限于当天临床使用的束流。容许偏差：基线的 3%/2%。

• 年检：须按 TG51 进行输出测量，使用水基系统（如水箱）和两年内经二级标准实验室校准的测量设备。 容许偏差：TG51 公式计算结果的 1% 以内。此外，建议对绝对校准进行第三方验证。

• 在按 TG51 进行校准后，就应该对二级 测量系统 (月检用，如果有) 和三级测量系统（日检用，如果有）进行测试，以建立或确认与一级校准相联系的基线输出读数（参见前文 8.A ）。物理师可以使用二级测量系统（即固体水基的）进行月检，或者像年检那样使用水基系统。物理师必须决定二级和三级测量系统的细节，需要保证的基本特性是可重复性——这也应适用于后面的检测：D2、D3 和 D4。

D2 光子/电子束 profile 稳定性 (Photon and electron beam profile constancy)

• 日检： 多数输出测量设备也可以用来测量径向和横向平面上的一个或多个点的离轴稳定性 (off-axis constancy)，结果可以是 离轴因子 (off-axis factor，OAF) 或 平坦度和对称性 。有条件的机构应该在检测输出时检测离轴稳定性。 容许偏差： 2%。
• 月检： 每月物理师应审查日检测量结果，或用其他设备或方法测量束流 profile。 容许偏差： 2%。
• 年检： 测量结果必须与 TPS 中的离轴因子一致——与 TPS 数据相比，在束流 profile 中部 80% 的范围内，离轴点的 容许偏差： 2%。
• 质量管理计划应参考 AAPM MPPG 5a 中关于 TPS 调试的建议。对于因建模不准确而导致 TPS 模型与测量数据的差异略大于 2% 的情况，其容许误差应与调试时可实现的误差相同。
• 多 数情况下，用于束流 profile 日检的指标是 平坦度 和 对称性 ，尽管可以接受，但离轴点稳定性 (off-axis point constancy) 或 离轴比 ( off-axis ratio) 是更合适的评估指标。

D3 电子束能量 (Electron beam energy)

• 月检： 多数测量设备支持电子能量稳定性测量。每月物理师应审查每日的能量测量情况，也可以选择换一种测量方法——如测量两种深度的能量稳定性。 容许偏差： 2 mm。
• 年检： 可以是点测量，以验证 I50 或 R50，或测量全电离曲线。如果 I50/R50 测量检测到能量变化，则必须在水中进行全深度扫描，如果发现偏移，则必须根据需要调整或重新调试光束。 容许偏差： 2 mm。

D4 光子束能量 (Photon beam energy)

• 月检： 方法同 D3，但为百分深度剂量 ( percentage depth dose, PDD ) 或 组织-模体剂量比 (tissue-phantom ratio, TPR) 测量。 容许偏差： PDD/TPR 相对变化 1%。
• 年检： 可以是点测量或水中的全深度剂量曲线测量——至少要验证 PDD10X 值 (用于上述的 TG51 计算)——后续可以进行其他测量来进一步校准。 容许偏差： 参考深度 PDD/TPR 的 1%。
• 离轴比的变化近年被证明也是光子能量变化的一个指示器，物理师需要选择最合适的方法检测束流能量，了解离轴比或 PDD 变化与束流能量变化之间的关系。

D5 动态传输控制 (Dynamic delivery control)

VMAT 和滑窗是常用的动态剂量传输技术，要求剂量率与加速器的其他动态部件同步——在整个治疗过程中，MLC 的位置、MLC 叶片速度、剂量率以及机架速度和位置的组合均会发生变化。患者计划 QA 可能无法涵盖全部参数范围，因此，建议 月检包括对临床使用的各个动态控制部件的测试。

Varian 和 Elekta均有一系列动态传输测试，以及测试所需的 DICOM 计划和相应的电子表格；或者用户可以设计自己的测试计划和方案——不均匀的剂量输送即表明动态控制有问题。在相同的剂量目标下， 动态野相对于开野的误差应在 3% 以内。物理师需要决定哪些测试对临床是重要的，并且根据临床上实施的测试和设备类型定义更严格的容许范围。

D6 光子束 MU 线性 (Photon MU linearity (output constancy))

• 年检： 分别测量 临床使用 的非分野和分野中使用的 MU 范围内的线性度。每 MU 对应的剂量必须是线性的，且与 MU 的参考数据集一致。 容许偏差：静态野 10 MU 以上应在 2% 以内；分野 (如步进野和野中野) 相对于与同 MU 的静态野应在 2% 以内。
• 静态野 MU 应测量到临床使用的最小值。 分野 (如步进野和野中野) 的每一部分应与同 MU 的静态野进行比较，测量到临床使用 MU 的最小值，两者偏差应该 2% 以内。

D7 电子束 MU 线性 (Electron MU linearity (output constancy))

• 年检： 测量临床使用的电子束 MU 范围内的线性度。每 MU 对应的剂量必须是线性的，与 MU 参考数据集的容许偏差为 2%。

D8 光子束输出 vs 剂量率 (Photon output vs dose rate)

• 年检： 测量临床使用的所有静态和动态剂量率的输出稳定性——动态剂量率在 D5 中应已测试。 容许偏差： 2% 。

D9 光子/电子束输出 vs 机架角 (Photon and electron output vs gantry angle)

• 年检： 测量光子/电子束输出与机架角度的关系。可以将固态模体和电离室 固定在机架上，或者使用二极管/电离室阵列固定在机架上。 容许偏差： IEC 机架 0° 时输出的 2%。

D10 光子/电子束离轴因子 vs 机架角 (Photon and electron OAF vs gantry angle)

• 年检： 测量临床使用的有关机架角度的离轴因子。如果没有可固定在机架上的测量阵列，可以选择几个离轴测量点 (如 10-15 cm)。 容许偏差： IEC 机架 0° 的 2%。

D11 弧 (Arc mode (expected MU, degree))

• 年检： 如果除了动态弧放疗 (如 VMAT) 外还使用静态弧，则需要此项测试。需要测试临床使用的每种能量和剂量率。 容许偏差： 2% (MU)，2°。
• 如果仅在 VMAT 中使用，且物理师会进行患者计划 QA 和 D5，则无需此项测试。

D12 特殊治疗模式 (全身放疗/全身皮肤电子束放疗) (Special Procedure Mode (TBI/TSET))

• 年检： 测量用于特殊模式的关键临床参数，如全身放疗 TBI 和全身皮肤电子束放疗 TSET。应结合所用的设备，对相应模式的输出、能量和离轴因子进行临床验证。不可使用未经维护的设备来进行特殊治疗。

M：机械测试 (Mechanical tests)

M1 定位激光 (Localizing lasers)

• 日检/月检： 激光定位精度测试。 容许偏差： 2 mm/1 mm。
• 由于图像引导 (IGRT) 的使用，许多机构对激光器的依赖度有所降低。一般来说，如果激光器用来作为 IGRT 前的预摆位，则其测试要求的精度可以略低于 SRS 的激光摆位所要求的精度。高精度的 SRS 激光器应通过更精确的 Winston-Lutz 测试来验证，因此这里没有给出误差阈值。

M2 光距尺 ( 光学距离指示器 ) (Optical distance indicator (ODI))

• 日检： 测量至少单个距离的 ODI 精度，如 100 cm。容许偏差：等中心处 1mm。
• 月检： 测量多个临床使用距离的 ODI 精度。容许偏差：2 mm。
• 可通过机械位置指示器和治疗床位置读数测量。

M3 铅门位置指示器 (Jaw position indicator)

• 日检： 测量单个方野 (10 cm × 10 cm 或 20 cm × 20 cm ) 的铅门走位和机械读数之间的差异。容许偏差：每侧铅门 2 mm。
• 月检： 测量临床使用范围内的多个野的铅门走位与读数的差异。容许偏差：每侧铅门 2 mm。
• 如果铅门仅对称式使用，则应检 测铅门对的情况。 如果铅门用于分束，则中心轴处铅门边缘精度应在 1 mm 以内。

M4 光野与辐射野的一致性 (Light to radiation field coincidence)

• 至少维护后： 比较铅门或 MLC 对应的光野与辐射野的边缘位置 。 容许偏差：每侧铅门 2 mm。
• 光子放疗中，光野的重要性随着 IGRT 的使用的增加转降低，但它对于电子束和一些非 IGRT 束仍然是必要的。部分日常测量设备能够测量辐射野边缘的位置，如此可以将此测试作为日检的一部分。
• 至少应在加速器维护后——如镜面、灯泡或其他可能影响光学系统的维护后，应核实光野与辐射野的一致性。

M5 MLC 叶片走位精度 (Leaf position accuracy)

• 月检： MLC 所有叶片 (和备用铅门，如需要) 的走位精度测量。测量应包括多个机架角度，以检查重力造成的走位误差。 容许偏差：1 mm。
• 尖篱测试 (Picket Fence-type test) 是一种可行的叶片走位精度测试方法，也有针对 Elekta 和 Siemens MLC 的测试方法。

M6 机架和准直器角度指示器 (Gantry and collimator angle indicators)

• 月检： 测量 机架和准直器角度读数的精度 。 容许偏差：1°。
• 如果影像系统所用的相关读数是独立的，那么也需要进行检测。

M7 物理标尺版 (Physical graticule)

• 月检： 测量各种影像系统的射野照相用胶片标尺板 ( port film graticule ) 和数字标尺 ( digital graticule ) 的精度 。 容许偏差：2 mm。

M8 十字叉丝准心 (Cross-hair centering)

• 月检： 测量 机架和准直器角度读数的精度 。 容许偏差：1 mm。
• 需要在患者身上标记中心轴时 ，十字叉丝的中心的精度十分重要——一般使用 ODI 进行患者摆位或使用十字叉丝作为 QA 过程中的参考位置。如果日常用 IGRT 进行摆位，则该测试并不重要。维护/清洁后，有必要测量叉丝位置精度。

M9 治疗床位置 (Treatment couch positions (absolute and relative))

• 月检： (1) 绝对测量：测量某个临床相关的治疗床位置 (如等中心) 的绝对位置，并与 机器读数比较 。 容许偏差：2 mm，1°。(2) 相对测量：测量临床范围内治疗床进行平移和旋转的精度；测量各自由度下，使用各种摆位系统 (如 CBCT 图像引导系统) 的治疗床走位精度。 容许偏差：移动 10 cm 以上偏差 1 mm，转动 3° 以上偏差 0.5°。
• 例如，可以将一个已有相应参考位置/影像的模体放置于治疗床，放置的位置偏离参考位置一定距离；然后，通过定位系统移回参考位置，并重新获取影像进行比较，从而测量其到位精度。
• 治疗床通常有 4/6 个移动自由度，各自由度的绝对和相对误差容许范围需要物理师自订。

M10 辐射同心性——MLC/铅门的辐射等中心在准直器、机架、治疗床旋转时的精度 (M10 Radiation isocentricity (MLC/jaw radiation isocenter with collimator, gantry, and couch rotation))

• 年检： 可以通过创建辐照图像来进行单轴的辐射同心性测量。 容许偏差： 一组图像的等中心跳动应在一个直径 2 mm 的圆内。
• 可以一次测量所有三轴精度的 Winston-Lutz 测试 比较适合用于此检测——束流中心在任何机架/准直器/治疗床位置组合上，都应落在等中心周围 2 mm 内。如果偏差超过阈值，可以分别测量每个轴的机械等中心，以确认偏差的来源。

M11 电子源准直器/联锁 (Electron applicator collimator settings/interlocks)

• 年检： 检测临床使用的每个锥体和每种能量。安装好椎体后，应验证其物理完整性和机器读数，以及铅门的到位精度、触碰防护和联锁 (包括插入物检测和机器编码)。 容许偏差：与机器验收时一致。

M12 立体定向放疗配件、闭锁、椎体编码 (读数) (Stereotactic accessories, lockouts, cone coding)

• 日检： 测量当天用于患者治疗的立体定向放疗配件、床锁和锥体 (如需要) 的情况。
• 年检： 验证所有锥体的机器编码和铅门设定。
• 需要在患者身上标记中心轴时，十字叉丝的中心的精度十分重要——一般使用 ODI 进行患者摆位或使用十字叉丝作为 QA 过程中的参考位置。如果日常用 IGRT 进行摆位，则该测试并不重要。维护/清洁后，有必要测量叉丝位置精度。

M13 配件锁扣/界面 (Accessory latches/interfaces (all slots))

• 年检： 验证安装在加速器上的各种配件是否稳固，机架旋转是是否会影响到临床剂量分布。
• 此项包括 M11, M12 和 W2 中不包含的配件的检测。

S：安全测试 (Safety tests)

S1 门联锁 (Door interlock)

• 日检： 治疗室门联锁功能检测，确保开门时停束。

S2 关门安全 (Door closing safety)

• 至少维护后： 人员进出治疗室时门应以安全的方式运作——关门时有人经过自动停止、紧急开启等。QA 计划可以根据门的类型和设计来确定频率。

S3 音频/视频监控 (Audio/visual monitors)

• 日检： 检查治疗室内的音频接收和视频监控的功能——临床使用中至少要有一个音频输出和视频输出。

S4 开束指示器 (Beam-on indicators)

• 日检/年检： 治疗室门和控制台的束流开/关状态指示功能。年检时包括所有指示器的运行情况。

S5 防碰撞测试 (Anti-collision test)

• 日检： 检查特定加速器防碰撞功能是否正常。
• 月 检： 检查所有含防碰撞功能的装置是否正常 。

S6 安全检测程序 (Safety procedures)

• 物理师应基于临床需要，确定一套安全测试和必要的检测频率。可以参考设备供应商的指南和国家规定，但物理师应最终决定测试的实施。

W：楔形板测试 (Wedge tests)

定义：

物理楔形板 (physical wedge)：固定在托盘上，可以安装到加速器机头。

内部楔形板 (internal wedge)：安装在加速器机头内部并可移动的楔形板 (通用楔形板)。

准直器形楔形板 (collimator shaped wedge)：由可移动的准直器组成的楔形板 (虚拟/动态楔形板)。

电子楔形板 (electronic wedge)：指代内部楔形板和准直器形楔形板。

W1 电子楔形板检查 (Electronic wedge check)

• 日检： 检查楔形板是否能正常移入束流射野，以及是使用楔形板进行束流输出测量。 容许偏差：内部准直器未损坏，准直器形楔形板偏差 3%。
• 月检： 审查日检，调查持续 > 2% 结果的成因。如果日检不包含此项目，则月检的 容许偏差为 2%。

W2 物理楔形板放置精度 (Physical wedge placement accuracy)

• 月检： 检查楔形板、托盘和加速器机头的固定是否牢靠，安装至机头的位置的可重复性和精度。 容许偏差：1 mm。

W3 60° 电子楔形板的 profile，所有能量 (Wedge profile for 60-degree electronic wedges, all energies)

• 年检： 检查各角度电子楔形板在特定深度 (如 10 cm) 的 profile；至少应测量 60° 楔形板。比较 profile 中心 80% 范围内离轴点剂量和 TPS 数据， 容许偏差 偏差为 2%。

W4 使用准直器形楔形板的剂量 (Wedge dose for collimator shaped wedges, all angles)

• 年检： 使用各角度准直器形楔形板时的束流剂量测量。剂量结果可以通过绝对剂量测量或楔形系数来获得，与 TPS 偏差的 容许偏差为 2%。

C：机器设定全面审核

(Comprehensive review

of machine settings)

C1 机器设定全面审核 (Comprehensive review of machine settings)

加速器控制包含许多描述临床治疗参数和机器配置的定义。例如，MLC 叶片偏移，电子源的准直器设定等。如果这些定义被有意或无意地改变，就会产生很大的剂量学影响。

任何在验收时确定的机器配置设置，如果在常规 QA 中更改的话，就可能会影响束流质量，所以应该每年进行审查。有必要的话，可以与服务工程师一起审查这些设定，以获取相关信息。委员会鼓励供应商提供工具来提高这种审查的效率。

10、总结

该 指南可以帮助物理师为体外放射治疗使用的加速器制定一个全面的 QA 计划。以前关于加速器 QA 的报告的不足之处是没有考虑到各种测试的相关参数超出容许度产生的临床影响。

该指南试图根据测试种类对质量和患者安全的影响来确定测试的优先次序。因此，本指南中提出的性能测试是综合了过往推荐测试的风险分析结果和委员会的共识而得出的。本文提出的测试旨在代表一个可接受的 QA 标准水平，以确保安全和高质量的放射治疗。

物理师应 最终负责实施合适的测试，考虑到临床使用的治疗技术和治疗的复杂度，以及患者多样性和影像引导技术的使用。本着 AAPM TG100 (风险分析在放疗质量管理上的应用) 报告精神，鼓励各机构分析自家临床实践中的风险，将本指南的建议作为关键测试的保底清单，确定哪些是与临床相关且审慎的测试。

附录 I Table I：TG142 报告中的加速器性能测试总表，以及本指南的平均、归一化 RPN 得分 (即风险优先度得分)。

附录 II Table I. MPPG 8.a 推荐的性能测试总表。

翻译/编辑：孙无忌

校对：王辉东

吉林大学第一医院 放疗科

来源：物理师家园