王艷菊，高　峰，房　彤，譚春榮

瓦里安21EX直線加速器多葉準直器維護與維修

王艷菊，高峰，房彤，譚春榮

0　引言

配備多葉準直器（mulli-leaf collimator，MLC）系統(tǒng)的直線加速器能使照射野最大限度地接近腫瘤形狀，從而達到最大限度地殺死腫瘤細胞，同時最小程度影響正常組織的目的[1]。由于MLC比擋鉛的操作方法更簡單快速[2]，目前配有MLC的直線加速器在全國各地的放療科應用越來越廣泛[3]。因多葉準直器被安裝在醫(yī)用電子直線加速器的照射機頭上，所以部件受輻射比較嚴重，加上MLC是由許多精密的電子元件組成的，結(jié)構(gòu)比較復雜，并且由于長時間工作和電路板上堆積的灰塵，導致了加速器的MLC很容易出現(xiàn)故障。為了更好地了解和使用MLC，降低治療過程中MLC的故障率，本文通過簡要介紹MLC的基本結(jié)構(gòu)、構(gòu)成及工作過程，總結(jié)在使用過程中的日常維護及在維護過程中應注意的事項，并對我科的一次真實故障排查過程進行了詳盡說明，通過描述其排查過程總結(jié)了MLC在使用中遇到類似問題的解決辦法，以供同行參考。

1　MLC的基本結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)構(gòu)成、工作過程

1.1基本結(jié)構(gòu)

MLC是一個放療加速器的附加裝置，此裝置和第一及第二準直器聯(lián)合使用可以設計出照射野的形狀。Varian 21EX直線加速器是由60對厚度為2～3 mm的薄鉛片組成的。其中外面20對在等中心處投影為1 cm，里面40對在等中心處的投影為0.5 cm。它們的葉片相連面為凹凸結(jié)構(gòu)，具有結(jié)合緊密、防漏效果好等特點[3]。

1.2系統(tǒng)構(gòu)成

MLC系統(tǒng)由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)組成[4]。硬件系統(tǒng)又由3個部分構(gòu)成：（1）工作站計算機，它運行于Windows NT平臺，可以為用戶提供選擇計劃界面；（2）控制計算機，提供電動機驅(qū)動控制、MLC與加速器連接接口等功能；（3）工作頭部分，它用來產(chǎn)生適形輻射野，安裝于加速器準直器上，包括MLC驅(qū)動部分和機械傳動系統(tǒng)，主要有鉛葉、螺絲桿、螺母、球形刷等。

軟件系統(tǒng)主要包括自檢程序、故障診斷程序、葉片位置監(jiān)測、葉片控制邏輯、MLC控制文件等。

1.3工作過程

（1）主控制系統(tǒng)發(fā)出處方指令后，多葉準直器接收；（2）通過帶有高精度光電編碼器的電動機計算旋轉(zhuǎn)的圈數(shù)，確定出多葉準直器的位置參數(shù)；（3）通過軟電位器反饋位置信號，滑動的軟電位器位于每個葉片的尾部，電位器的運動端與每個葉片相連；（4）對光電編碼器讀出的位置參數(shù)和電位器反饋的位置信號進行比對；（5）當光電編碼器讀出的位置參數(shù)和電位器反饋的位置信號相對應時，形成照射野的形狀，出束治療。

2　MLC的維護與注意事項

2.1日常維護

（1）定期檢查通信線路的電纜有無磨損或彎曲，各線路接口是否松動[4]。（2）定期進行防塵、除塵工作。在治療室安裝過濾器，盡量保持機器特別是準直器部分外罩的密封性；定期清洗加速器和MLC系統(tǒng)的各類過濾網(wǎng)，用吸塵器將各電路板、發(fā)射器、接收器、光纖計算機主機等各部件灰塵吸干凈。（3）定期檢查MLC的運動狀況，定期為絲桿添加少量潤滑油，以減少絲桿的磨損。（4）定期使用磁盤整理程序來清理磁盤，以保持計算機的運行穩(wěn)定性。（5）定期檢查對稱葉片是否有碰撞或中心軸是否有漏射線的情況，不合格時應對葉片零位重新定標，以保證治療的準確性。

2.2注意事項

（1）MLC葉片一般都是由鎢合金材料制成，受力不均，極易變形，所以對葉片要輕拿輕放，葉片拆下檢修時要平放；（2）清潔MLC時需用紗布蘸無水酒精，在對葉片做無水酒精清洗后要按順序分列擺放至少12 h，再重新裝上，否則會導致葉片粘連從而發(fā)生故障；（3）對加速器機械部件加油要適量，加油后需用干布擦除表面多余的油；（4）MLC每片葉片的位置是固定的，不能隨意更改；（5）黑白小球的位置不能弄混；（6）在安裝電動機時要注意固定電動機螺釘，不能擠壓驅(qū)動連接線；（7）在對MLC進行初始化自檢時要求機架角度和小機頭角度都為0°。

3　MLC的維修

3.1故障現(xiàn)象及排查過程

在加速器出束過程中，報MLC故障連鎖，查看自檢程序提示“A33、A29”無法順利通過，按ENTER鍵故障排除。次日晨檢提示“A33”無法順利通過，重新做一遍自檢，故障排除。故障出現(xiàn)時按“ENTER”鍵，對多葉準直器進行初始化后故障連鎖排除，故懷疑此故障只是常見的軟件運行錯誤。

但是，隨后幾天又報“A33、A29”故障，而且出現(xiàn)的頻率增加。15 d后，對MLC初始化自檢時，A33、A29不能通過，懷疑硬件出現(xiàn)問題。之后把電動機引線插到專用插座上，用手啟動電動機轉(zhuǎn)動，發(fā)現(xiàn)通過A33、A29電流的數(shù)碼管顯示過流。更換A33、A29的電動機，故障暫時排除。

1周左右，加速器又報MLC故障連鎖，查看自檢程序報“A25”故障，之后幾天又陸續(xù)報“A27、A29”故障。這些故障連鎖只是在治療中偶爾出現(xiàn)，而且出現(xiàn)時按“ENTER”鍵或運行控制計算機的自檢程序，多葉準直器進行初始化后故障連鎖均能排除；10 d后，加速器又多次報“A29、A31、B31、SFB I/L板”故障。更換A31、B31的螺母，打開軟電位器的上蓋，用棉棒或紗布擦拭A29、A31、B31葉片電位器的接觸軌跡，重新初始化多葉準直器，故障暫時排除。

故障排除2個月左右，先后報“A35、A37、B29、A23、A33、A47”故障，懷疑不是個體問題，而是共性問題，簡單更換單個電動機、螺母或定位小球不能從根本上解決。進入維修模式，查看各個葉片位置信息，比對后發(fā)現(xiàn)MLC的初始位置和經(jīng)過MLC 2次跟蹤后的位置與原來不一致。懷疑是A面的2次反饋板故障。通過對調(diào)A面和B面的二次反饋控制板，故障依舊，說明A面的二次反饋控制板沒問題?？紤]是A面的軟電位器控制板性能不好造成的。更換新的軟電位器控制板，故障排除。

次日，加速器又報“B35、B33、B21、SFBI/L、B29、B31”故障，這與A面出現(xiàn)的現(xiàn)象很相近。進入維修模式，發(fā)現(xiàn)MLC的初始位置與二次反饋回來的位置不匹配，所以判斷是和A面一樣的原因。直接更換B面軟電位器控制板，但故障并未排除。檢測B面的二次反饋板正常，考慮到這些連鎖在初始化后都不能自動消除，懷疑是軟件問題。刪除計算機中原有的初始化文件，生成新的初始化文件并保存，再次對MLC初始化，故障排除。

3.2故障分析與討論

瓦里安MLC系統(tǒng)均采用瑞士MAXON公司生產(chǎn)的帶編碼器的永磁DC電動機，電動機啟動時電動機線圈電流受控PWM電壓信號，電動機加速時電動機產(chǎn)生增加的Back-EMF電壓信號使轉(zhuǎn)子電流減少。每個葉片由一個電動機驅(qū)動，由于葉片之間的間隙極小，并且因環(huán)境等原因致使灰塵、油脂等雜質(zhì)附著在葉片之間，使葉片運動時摩擦力增加，導致驅(qū)動葉片的微型電動機力矩加大，引發(fā)電路保護，嚴重時會使電動機燒壞。鉛葉、螺桿、螺母、球形刷都是耗材，一定時間后易變形。當個別MLC報錯時，首先考慮是機械運動部分出現(xiàn)故障，這是在MLC使用過程中很容易遇到的故障[4-5]，所以我科在故障維修的開始階段，對頻繁出現(xiàn)的個別MLC故障采取的是性能檢測，比如更換電動機、螺母等，使問題暫時得以解決。

后來隨著越來越多的MLC葉片故障出現(xiàn)，甚至在更換過電動機的葉片后又報連鎖，此時問題不單單是更換一兩個電動機或螺母就能解決的，它是一個共性問題。在偶爾出現(xiàn)SFBI/L后，考慮是二次反饋的數(shù)值比對問題。一般多葉準直器為了保障照射野的準確性，都設有2個位置反饋器件：一個是光電編碼器，用于接收位置信號；一個是軟電位器，它位于每個葉片的尾部，用于反饋位置信號。只有光電編碼器接收的初始位置信號與電位器反饋的信息位置相對應時，才能通過計算機的驗證程序，使多葉準直器正常工作。通過比對捕捉到的MLC故障信息后發(fā)現(xiàn)，報錯的MLC初始位置和經(jīng)過MLC二次反饋后的位置不一致，懷疑是二次反饋信息出故障。二次反饋信息出錯的原因主要為：（1）軟電位器的滑頭接頭處有灰塵；（2）二次反饋板性能不好；（3）軟電位器控制板有問題；（4）現(xiàn)有的初始化文件與原來計算機保存下來的文件不一致。如果這個故障只是個別MLC偶爾出現(xiàn)，通過對MLC初始化自檢就能消除，可以考慮是因為軟電位器的滑頭接頭處有灰塵，通過對軟電位器進行清潔、除塵就能排除故障；如果是眾多MLC故障，而且頻率很高，在治療過程中一般都能通過自檢排除故障，如果不能，就需考慮2點：一是二次反饋板或軟電位器板的性能不好而引起的，通過更換硬件來排查故障；二是現(xiàn)有的初始化文件與原來計算機中保存的文件不匹配，通過清除原有的初始化文件，生成新的初始化文件并保存，再初始化，故障可排除。

分析出現(xiàn)以上故障的原因，主要是我科自2009年裝機運行以來，每天的患者量較大，MLC工作頻繁，再加上單數(shù)MLC葉片的螺母在電位器下面，更換起來很不方便，所以在使用過程中很少更換螺母。通過檢測每個螺母的性能，雖然數(shù)值在正常范圍內(nèi)，但數(shù)值靠近標準的上限，加重了各個硬件板的損耗，導致硬件性能不穩(wěn)。在故障徹底排除后，對MLC進行了徹底的保養(yǎng)和維護，并更換了很大一部分螺母，之后長時間內(nèi)MLC保持良好運行。

4　小結(jié)

MLC憑借其高度適形、操作簡單和快速運動等優(yōu)點已經(jīng)被廣泛應用于放射治療中。但其結(jié)構(gòu)復雜、通信信路多、使用頻繁，因此故障率高，而且故障出現(xiàn)時原因比較復雜。為了最大程度地降低故障率、減少維修成本，對多葉準直器要勤于維護、定期保養(yǎng)。為避免損傷相關貴重的電路板和部件，耽誤患者的治療，對加速器出現(xiàn)MLC故障連鎖需要及時處理。當故障出現(xiàn)時往往不是單一的某個方法就能解決的，相同的故障現(xiàn)象可能是不同的原因?qū)е碌?，只有在維修過程中耐心細致地觀察，對出現(xiàn)的故障現(xiàn)象進行認真分析，一步步排查，才能徹底解決問題。

[1]顧本廣，林郁正，賴啟基，等.醫(yī)用加速器[M].北京:科學出版社，2003.

[2]曾自力.擋鉛塊與多葉準直器擋野技術分析[J].中國輻射衛(wèi)生，2005，14（1）:57-58.

[3]胡逸民，張紅志，戴建榮，等.腫瘤放射物理學[M]．北京:原子能出版社，1999:122-123.

[4]王雷.醫(yī)用電子直線加速器多葉準直器的維護與故障檢修[J].中國醫(yī)療器械，2007，13（9）:43-44.

[5]查玉華.多葉光闌系統(tǒng)的日常維護及其常見故障的檢測[J].中國醫(yī)療器械信息，2002，8（3）:40-42.

（收稿：2014-09-10修回：2015-01-15）

[中國圖書資料分類號]R318.6；TH774B

1003-8868（2015）05-0150-03

10.7687/J.ISSN1003-8868.2015.05.150

100038北京，首都醫(yī)科大學附屬北京世紀壇醫(yī)院設備科（王艷菊，譚春榮），放療科（高峰，房彤）

譚春榮，E-mail:crtan@bjsjth.cn