瓦里安Trilogy 医用直线加速器电离室的更换及质量保证

王鹏，刘艳，王丽玲，张伟（通信作者）

青岛大学附属医院医学工程科 （山东青岛 266003）

目前，放射治疗是临床治疗肿瘤患者的主要手段之一[1]。瓦里安Trilogy 医用直线加速器是常用的放射治疗设备，其机械运动系统主要由钨门、小机头、机架和治疗床等组成，作用是确保特定形状的辐射束从靶区表面的多个方向照射人体，从而实现对肿瘤靶区的精确治疗[2]。我院于2015、2019年先后引进了两台瓦里安Trilogy 医用直线加速器，随着治疗患者数量的不断增加，设备不可避免地发生了损耗[3-4]。在日常维护加速器时，医学工程技术人员不仅需快速排除故障，而且还应对维修后的设备进行严格的质量验证，以确保治疗计划能够按时、精准地实施[5-6]。现介绍瓦里安Trilogy 医用直线加速器电离室的工作原理和因电离室导致的故障维修一例以及维修后的质量保证，供同行参考。

1 医用直线加速器电离室的工作原理

医用直线加速器一般采用的是充气透射型电离室。该类型的电离室主要由气体密封室、电极和其间的介质组成；作用为监测加速器剂量率；工作原理为射线与电离室中的气体相互作用产生离子对（正离子和电子），在常温常压下，高能电子在运动路径上的电离能力可达到60离子对/cm，收集板在外加电场的作用下收集产生的离子对，电子向正极板运动，正离子向负极板运动，达到电极板的百分率取决于收集板的电压、板间距离、气体的种类和密度。收集极电流的大小反映了电离的程度，经过适当处理后即可得到剂量率和积分剂量[7]。

图1是电离室的基本原理图（1a）及电离电流与外加电压的关系图（1b）。在平衡态时，外部电路的电流等于收集极收集到的电流，使用高灵敏度的安培表即可测得电流的大小。从图1（b）可看出，电离电流与外加电压的关系曲线可分为A、B、C 3个区。当外加电压过低时，电子和离子的移动速度较慢，在到达电极之前部分发生复合，故电离电流较小，称为离子复合区（A）。缩小极间距离或增大外加电压可减少复合的发生。当外加电压增大到一定范围时，离子和电子全部被收集至收集极，此电压范围即为电离室的正常工作区（B），其对应的电流被称为饱和电流。当外加电压过高时，被加速的电荷在运动过程中进一步电离气体，使电流迅速增大，称为气体放大区（C），工作中应避免该情况的发生。

图1 电离室的基本原理及电离电流与外加电压的关系

电离电流随辐射率升高而增大，当辐射率较高时，产生电离的气体较多，从而会使电流增大。电离电流同时还与气体密度有关。电离室最好能够密封，保持气体密度稳定，否则，应根据环境气压和温度进行相应的校正[1]。

2 维修案例

2.1 故障现象

瓦里安Trilogy医用直线加速器开机报故障代码“ION2 IL”，重启真空电源或断电重启加速器，均无法消除报错。

2.2 故障分析及排除

经与厂家工程师联系，判断造成该故障的原因可能为电离室出现了问题，需更换电离室。更换电离室的步骤如下：第一步，拆掉外壳；第二步，将机器固定在180°；第三步，拆掉准直器周边的铅块；第四步，拆掉反光镜；第五步，拆掉电离室周边的铅块；第六步，拆掉电离室的固定销和插头，移除电离室；第七步，更换新的电离室，并复原拆除部件。

2.3 维修后的质量保证

电离室的作用是监测剂量，其是机器读取剂量的标尺，因此，更换电离室后，需对相应的剂量及维修过程中拆除或移动过的部件进行校准。校准过程如下：第一步，验证光野，并做光野和射野的一致性测试，此步骤是整个质量保证测试的基础；第二步，扫描水膜确认平坦度及对称性；第三步，将错误电压清零，并将SI 板进行自动校准；第四步，进行绝对剂量的调节和验证；第五步，关闭剂量伺服，调节并确认剂量高于设定剂量的15%～20%；第六步，重新建立6X，6XFFF 的baseline，建立1个6M 靶面的基准，避免出现CDOS 连锁；第七步，关闭剂量伺服，确认机架在旋转1周过程中剂量率的变化率；第八步，加载1个PMP Clinical Test Patient 计划，验证机器可正常使用。

3 小结

在设备故障排除之后，工程师必须严格按照厂家质量指南的规定项目逐步测试，测试通过后才能重新实施治疗。日常使用中应加强对加速器进行维护，确保其功能的正常使用，也是安全、准确、稳定地开展放疗工作的质量保证。