在放射治疗领域,放射治疗设备通常可分为外照射治疗设备和内照射治疗设备两类。放射治疗设备按照使用的辐射源类型,可分为放射性核素设备和人工电离辐射设备;按照辐射源产生的射线种类,可分为X射线设备、电子辐射设备、γ射线设备、轻离子治疗设备、中子治疗设备等。无论是外照射治疗设备还是内照射治疗设备,都需要放射治疗计划系统(RTPS)的支持才能完成放射治疗。另外,为满足某些特殊的临床应用场景,这些设备通常还会与其他辅助设备组合在一起,形成具有特殊治疗功能的放射治疗设备。
外照射治疗设备标准
外照射治疗设备用途和分类
外照射治疗设备是辐射源位于患者体外,对患者病灶进行放射治疗的设备。常见的外照射治疗设备包括医用电子加速器、γ射束远距离治疗机、医用X射线治疗机等。医用加速器主要有医用电子加速器(如电子直线加速器、电子回旋加速器等)和轻离子加速器(如质子加速器、碳离子加速器等)。γ射束远距离治疗机主要有钴60治疗机和γ射束立体定向放射治疗系统等。这些外照射治疗设备通常还可与X射线图像引导设备(X-I GRT)、电子射野成像装置(EPID)、放射治疗计划系统(TPS)、其他专用机械结构等结合,形成具有特殊治疗功能的外照射治疗设备。
外照射治疗设备标准主要内容
医用电子加速器
GB 9706.5—2008《医用电气设备 第2部分:能量为1MeV至50MeV电子加速器安全专用要求》对电击危险的防护、机械危险的防护、不需要的或过量的辐射危险的防护等方面进行了规定。该标准的主要安全指标涉及辐射野内杂散辐射的防护、患者平面上辐射野外的辐射防护、M区域外的泄漏辐射等。
其中,辐射野内杂散辐射的防护方面,1MeV~50MeV电子辐照中的杂散X辐射限值为3%~20%,1MeV~50MeV的X辐照的相对表面剂量限值为80%~65%。
患者平面上辐射野外的辐射防方面,透过限束装置的泄漏X辐射,M区域内任何点不超过参考轴上NTD处10cm×10cm辐射野最大吸收剂量的2%;M区域内平均泄漏剂量不超过0.75%;穿过多元限束装置的泄漏辐射剂量不超过5%;对透过限束装置的泄漏电子辐射,几何辐射野周边外2cm与M边界间的区域不超过10%,几何辐射野周边外4cm与M边界间的区域的平均值限值为1.0%~1.8%。
M区域外的泄漏辐射(中子辐射除外),最大泄漏吸收剂量不超过NTD处10cm×10cm辐射野吸收剂量的0.2%,平均值不超过0.1%。
M区域外的泄漏中子辐射方面,最大泄漏吸收剂量不超过NTD处10cm×10cm辐射野吸收剂量的0.05%,平均值不超过0.02%。
患者和其他人员的辐射安全方面,患者平面外的泄漏X辐射不超过参考轴上NTD处10cm×10cm辐射野最大吸收剂量的0.5%;患者平面外的泄漏中子辐射不超过0.05%。终止辐照后感生放射性的电离辐射发射,距外壳表面5cm处周围剂量当量不超过10μSv,距外壳表面1m处周围剂量当量不超过1μSv。
非预期的电离辐射,距可触及表面5cm处,周围剂量当量不超过5μSv。
GB 15213—2016《医用电子加速器 性能和试验方法》对电子加速器的性能进行了规定,包括剂量监测系统、深度吸收剂量特性、辐射野的均匀性、辐射野的指示、辐射束轴的指示、等中心、沿辐射束轴距离的指示、旋转标尺的零刻度位置、前后辐射野的一致性、治疗床的运动、电子成像装置等。该标准的主要性能指标涉及剂量监测系统、深度吸收剂量特性、辐射野的均匀性等。
该标准规定,剂量监测系统的重复性不超过0.5%,线性不超过±0.5%;随设备角度位置的变化关系不超过3%;随机架旋转的变化关系,对X辐射不超过±3%,对电子辐射不超过±2%;高剂量照射后的稳定性不超过±2%;日稳定性不超过±2%;周稳定性不超过±2%。
深度吸收剂量特性方面,X辐射穿透性最大偏差不超过±3%或±3mm,电子辐射穿透性最大偏差不超过±3%或±2mm。
辐射野的均匀性方面,方形X辐射野均整度5cm×5cm至30cm×30cm辐射野不超过106%,大于30cm×30cm辐射野不超过110%;方形X辐射对称性不超过103%;最大吸收剂量比不大于30cm×30cm辐射野不超过107%,大于30cm×30cm辐射野不超过109%。电子辐射均整度在标准测试深度两主轴上不超过10mm,在基准测试深度两主轴上不超过15mm,在标准测试深度对角线上不超过20mm,对称性不超过105%;最大吸收剂量比不超过109%。
辐射野的指示方面,对于X辐射数字指示,5cm×5cm至20cm×20cm辐射野,不大于±3mm或±1.5%;大于20cm×20cm辐射野,不大于±5mm或±1.5%;多元限束装置10cm×10cm辐射野,不大于±3mm;最大辐射野,不大于±5mm或±1.5%。光野的边与射野边的距离,在NTD处,5cm×5cm至20cm×20cm辐射野,不大于±2mm或±1%;大于20cm×20cm辐射野,不大于±3mm或±1%。在1.5倍NTD处, 5cm×5cm至20cm×20cm辐射野,不大于±4mm或±2%;大于20cm×20cm辐射野,不大于±6mm或±2%。光野中心与辐射野中心偏差,在NTD处,不大于2mm;在1.5倍NTD处,不大于4mm。重复性要求,X辐射野尺寸变化偏差不大于±2mm,光野指示变化不大于2mm,多元限束装置变化不大于2mm。对电子辐射,数字野指示偏差不大于±2mm,光野指示偏差不大于±2mm。
辐射束轴的指示方面,辐射束在患者入射表面的指示,对X辐射不大于2mm,对电子辐射不大于4mm。
辐射束轴相对等中心偏移不大于2mm,等中心指示偏差不大于2mm。
GB/T 19046—2013《医用电子加速器 验收试验和周期检验》用于电子加速器验收和定期检验,主要试验项目包括剂量监测系统、深度吸收剂量特性、辐射野的均整度、辐射野的指示、辐射束轴的指示、等中心、沿辐射束轴距离的指示、旋转标尺的零刻度位置等,性能指标和试验方法与GB 15213—2016类似。