[摘要] 比较和分析固定式加速器和移动式加速器开展术中放疗的相同点和不同点，提出固定式加速器与移动式加速器质量保证内容和方法以及开展术中放疗注意事项。

　　[关键词] 术中放疗;加速器;剂量

　　Abstract The similarity and difference between stationary and mobile electroNIc linear accelerators in intra -operativeradiation therapy are introduced. The contents and methods of quality assurance for stationary and mobile electronic linearaccelerators and the key points to deliver intra-operative radiation therapy are described

　　Key words intra-operative radiation therapy; linear accelerator; dose

　　术中放疗(intra-operative radiation therapy，IORT)是指在手术中充分暴露瘤床、未能完全切除或未切除肿瘤及周围淋巴结， 在直视下把放射敏感的正常组织牵拉到照射野外，用照射筒对准肿瘤区进行一次大剂量照射，以期最大限度杀灭肿瘤细胞，防止或减少正常组织损伤的一种有价值的治疗方法[1]。 IORT 开展初期，患者样本量比较少，大多数肿瘤中心采用传统固定式直线加速器在肿瘤放射治疗部门的带防护屏蔽设计的直线加速机房进行。 该技术开展工作效率相对比较低，加速器经常有相当长的时间不能做常规放疗而用于准备和等待 IORT 患者。 近年来，随着放疗新技术的发展，一种专门用于术中放疗的移动式加速器问世，由于其治疗实施方便灵活，给术中放疗的广泛开展带来新的特点。 移动式加速器是配备在手术室的专用术中放疗加速器，可以在手术室开展IORT ，减少了昂贵的防护屏蔽要求 ，使 IORT 的实施过程更容易。 尽管固定式和移动式加速器开展 IORT 具有许多相似之处，但还是有一些重要方面具有差异性。 本文从工作复杂程度、麻醉风险、放射防护、加速器能量、结构、运动可操作性、电子线束流特性(中心轴百分深度剂量、束流平坦度和对称性)、固定式加速器与移动式加速器质量保证、开展术中放疗注意事项等方面探讨和比较了固定式加速器与移动式加速器开展术中放疗的特点。

　　1 固定式和移动式加速器用于电子线IORT 相同点

　　固定式和移动式加速器都采用电子线进行浅表放射治疗，使用限光筒将束流限制到感兴趣手术区域。 治疗是在患者麻醉下无菌消毒环境中进行的单次大剂量放疗，可以采用多野治疗不同的区域、大野或更好的适形靶区体积。 束流修正包括在限光筒末端或患者表面放置补偿膜以提高表面剂量以及采用挡铅屏蔽危及器官、组织或匹配射野形状。 固定式和移动式加速器都需要配置专用治疗附件，包括一台便于患者 IORT 摆位的治疗床，它能提供比较大的运动范围(包括垂直运动、侧向径向运动和倾斜)，以便于配装加速器治疗头限光筒;一套术中放疗专用限光筒和物理剂量测量设备。

　　2 固定式和移动式加速器用于电子线 IORT 不同点

　　2.1 工作复杂程度及麻醉风险

　　固定式加速器一般安装在肿瘤放疗科的加速机房， 开展IORT 时患者必须在麻醉状态下，消毒无菌环境中从手术室运送到治疗室， 在麻醉师和手术护士配合下将与手术床相连的各种麻醉仪器、手术器械进行连贯地整体移动，患者运送难度比较高。 其次，加速器、加速机房、手术室到加速机房的运送通道需要进行消毒灭菌， 此过程必须长时间中断常规肿瘤患者的放射治疗。 加速器治疗室按无菌手术室要求准备，并请医院感染控制室认定监测。 常规用 0.02%过氧乙酸消毒液擦拭墙面、地板、台面以及加速器外表部分，室内空气用紫外线灯消毒，术前连续做 3 次空气培养，空气细菌数(CFU/m3)≤200 为合格，并将监测数据保存备案。 因此，固定式加速器开展 IORT工作复杂程度较高，患者麻醉和感染风险比较大。移动式加速器在无菌的手术室开展 IORT， 麻醉设备相对固定;手术室工作人员精通消毒过程，IORT 开展不影响常规放疗;手术患者麻醉、感染的风险相对比较小。

　　2.2 放射防护

　　固定式加速器要求专用带防护屏蔽的加速机房，防护设计费用比较高， 而且必须在加速机房附近设置专用 IORT 手术室，全面配备手术设备，如移动式麻醉机、监护仪等，手术室使用效率比常规手术室低。

　　移动式加速器主要用于没有放射防护屏蔽的手术室，它自身带有射线阻挡器， 用于机架所有运动方向阻挡原射线，放射泄漏主要来自光子泄漏、散射线和电子线产生的 X 线污染。 由于电子线散射具有一定射程，大多数常规手术室墙足够阻挡电子线散射，因此，移动式加速器对房间护要求低，可用于无防护屏蔽的手术室，但是射线阻挡器的设计缩小了患者放疗摆位空间，对 IORT 的实施产生一定的影响。 由于在无防护屏蔽的手术室开展 IORT，非控制区每年 1 mSv，控制区每年 50 mSv 曝光剂量的限制， 使每周只能对有限数量的患者进行 IORT 治疗。 为了防止相邻手术室，特别是楼下房间剂量超量，最大束流能量限制到 10～12 MeV，限制靶区深度为几个厘米。 另外，需要配备专用储藏室，最好具有足够防护屏蔽措施，便于进行机器试运行调试、维修和剂量学测试时可以进行大剂量出束曝光。

　　2.3 加速器能量、结构、运动可操作性

　　固定式加速器一般具有电子线和 X 线两种射线，电子线最大束流能量可以达到 12～18 MeV，治疗靶区的深度相对比较深，加速器结构比较复杂，故障率和维修成本相对较高。移动式加速器只有电子线一种射线， 射线能量 4～12MeV，结构比较简单，故障率和维修成本相对较低。 机头运动范围大，以更好的适应患者摆位需要。 例如 Mobetron 的设计勿需偏转磁铁即可获得对能量的控制， 特制磁控管的 RF 射频功率被分割， 其中 1/3 的能量注入到加速器的第一波导(管)，使其能量保持为 4 MeV。 其转移出的射频功率可以被水负载吸收，也可以注入到加速器第二波导(管)。 随着第二波导的功率的增加， 第二波导的微波相位同时调节到保持加速器结构中的最优化共振条件， 以形成一条可变的能量谱。这种技术提供了 4～12 MeV 的电子能量， 产生 X 线泄漏比较少，但是治疗深度与固定式加速器相比比较浅。

　　2.4 电子线束流特性

　　2.4.1 中心轴百分深度剂量

　　图 1 显示 12 MeV 电子束，10 cm 电子限光筒，固定式加速器与移动式加速器中心轴百分深度剂量的比较。 由于移动式加速器具有更大的能量梯度和散射电子，百分深度剂量曲线比固定式加速器具有更高的表面剂量。

　　2.4.2 束流平坦度和对称性

　　图 2 显示 12 MeV 电子束，10 cm 电子限光筒，固定式加速器与移动式加速器在最大深度处剖面曲线的比较。由于源皮距、散射箔片和限光筒设计不同，移动式加速器比固定式加速器具有更好的平坦度，两者对称性相似。

　　3 固定式加速器与移动式加速器质量保证

　　加速器质量保证工作是确保术中放疗准确进行的关键，无论是固定式加速器还是移动式加速器都需要根据 TG40 报告和 TG48 报告关于加速器机器 IORT 有关 QA 的要求，从机械运动和剂量特性等方面制定术中放疗质量保证相关措施。机械运动方面检查加速器机架运动范围、速度、控制及运动精度，手术床推行方向控制、推行阻力、升降运动，紧急停止系统、安全报警系统、门链锁、出束灯、声音提醒正常，限光筒、挡铅附件检查等。剂量系统检查包括束流特性：能量、表面剂量、剂量率、X线污染、剂量系统连锁、电离室线性度、重复性、第二电离室精度等，主要有以下几个方面：

　　(1)电子线输出稳定性每日使用前检查、每月校正。

　　(2)电子线治疗深度剂量、平坦度对称性每月检查 、每年检查。

　　(3)限光筒输出因子、能量、不同机架角度输出每年检查。

　　(4)电离室线性度、限光筒对接系统每日安全检查。

　　移动式加速器每天运送到手术室时要进行部分拆分，为了减少质量和漏射线， 未采用可调整的准直器和偏转磁铁，这些设计简化了整个系统，但是使电子线能量更依赖于微波的变化以及与加速管的耦合[2]，因此移动式加速器除了上述QA 措施外，要求每天使用前检查电子线输出和能量。 另外，移动式加速器限光筒采用软对接方式，易对治疗射野的平坦度和对称性产生影响， 需要每天检查确保对接系统安全可靠，每月检查射野平坦度和对称性。 可见，移动式加速器一方面需要比固定式常规加速器更频繁的束流测试，另一方面移动式加速器用于没有防护屏蔽的手术室。从放射防护安全角度考虑，用于 QA 的出束时间越少越好，这是我们制定 QA 措施时需要关注的问题。

　　4 固定式加速器与移动式加速器开展术中放疗注意事项

　　无论是固定式加速器还是移动式加速器，术前技术人员应对机器运行情况做一次全面、认真的检查。 对机器运行中的各种参数，可能选用的各种剂量以及机器的剂量率等均应逐一进行检查、调试、核对。

　　固定式加速器术中运送患者移动治疗床时，在麻醉师和手术护士配合下把与手术床相连的各种仪器以及手术、麻醉器械保持连贯，整体移动。 与医生密切合作，操作治疗床升降。 各方向运动时要平稳，切不可忽快忽慢运行。固定式加速器与移动式加速器照射摆位时，操作人员在医生指导下用手控制器微调床面高度确保限光筒缓缓进入胸腔或腹腔，防止限光筒挤压正常器官、大血管，并尽可能使限光筒贴近病灶。 术中放疗限光筒装置各衔接部位应保持同轴紧密连接，避免各关节之间形成夹角而造成照射野内剂量分布的不均匀[3]。 放疗物理师配合医师根据肿瘤浸润的深度及肿瘤的大小，选择不同的限光筒以及不同的能量(选择能量的原则是肿瘤后的正常组织得到最小剂量)， 根据处方要求计算加速器出束剂量，制定初步治疗方案，通过高年资医师和物理师二级审核确定治疗计划后，才可执行术中放疗。照射前撤离治疗室时，应再次检查输液通路和机械通气系统以及麻醉监护设备。 患者头面部和胸腹部尽量置于摄像机监视范围内， 以便照射时通过遥控摄像系统严密监测血压、心电图、脉搏、氧饱和度和各参数。 发现异常情况立即停止照射，及时进行处理。

　　5 结论

　　术中放疗集中了外科手术和放射治疗的优点，克服了它们各自的不足， 是一种有效又大大缩短疗程的综合治疗手段，在提高疗效的同时最大限度地保护了周围正常组织[4]。开展术中放疗需多科室密切配合，严密组织，严格无菌观念，精心机器操作，以确保该项技术安全、稳妥、顺利地开展。 采用常规固定式加速器开展术中放疗，节省设备购置费用，但是治疗前后过程更复杂，患者运送难度较高， 增加了麻醉手术的时间及风险性， 且需要手术室与加速机房相邻，影响常规放射治疗连续进行。 移动式加速器开展术中放疗是另外购置专用术中放疗加速器，结构简单，操作相对比较方便，束流平坦度较好，表面剂量有所提高，一台加速器可以用于多间手术室，但质量保证更要关注能量和输出的变化，摆位空间比较小，需要专用储藏室。

　　[参考文献]

　　[1] Mitsuyuki Abe. Intraoperative radiation therapy[J]. J Euro RadiatOn-col，1997，43(2)：4.

　　[2] AAPM Radiation Therapy Commitee. Intraoperative radiation therapy using mobile electron linear accelerators[R]. AAPM Radiation TherapyCommittee Task Group：72.

　　[3] 罗伟，刘孜，玛黎清，等. 盆腔术中放疗限光筒的设计[J]. 医疗设备信息，2005，20(9)：4-5.

　　[4] 郭跃武，张强，刘殳. 直肠癌手术加术中放疗和单纯手术的疗效比较[J]. 中国癌症杂志，2004，14(1)：61-64.

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