鄧永錦+肖振華++王成濤++任玉峰++歐陽(yáng)斌+鐘嘉健++王振宇+文碧秀

[摘要] 目的 分析Elekta Synergy醫(yī)用電子直線加速器臨床運(yùn)行1年的故障發(fā)生原因和頻率，以更好地了解設(shè)備性能。 方法 對(duì)中山大學(xué)附屬第一醫(yī)院1臺(tái)Elekta Synergy醫(yī)用電子直線加速器臨床使用1年內(nèi)，機(jī)械和軟件上的故障次數(shù)及故障致功能停用或停機(jī)時(shí)間進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，并對(duì)其原因和頻率進(jìn)行分析總結(jié)。 結(jié)果 研究顯示X射線容積成像影像系統(tǒng)故障最常見(jiàn)（11次，23.40%），機(jī)械運(yùn)動(dòng)故障次之（9次，19.15%）；電路一類故障雖發(fā)生率不高，但致功能停用或停機(jī)時(shí)間較長(zhǎng)。 結(jié)論 通過(guò)該研究可更好地了解Elekta Synergy醫(yī)用加速器的故障規(guī)律和機(jī)械性能，為日后設(shè)備的保養(yǎng)維護(hù)工作提供參考。

[關(guān)鍵詞] 醫(yī)用電子直線加速器；放射治療；機(jī)械故障；軟件故障；設(shè)備保養(yǎng)

[中圖分類號(hào)] R197 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 1673-7210（2017）02（c）-0073-04

醫(yī)用電子直線加速器（medical linear accelerator，LA）是實(shí)施腫瘤放射治療的大型、復(fù)雜、精確主導(dǎo)的醫(yī)療設(shè)備[1]，其運(yùn)行涉及物理工程、精密機(jī)械、光學(xué)、無(wú)線電子、計(jì)算機(jī)、電真空度、測(cè)量、微波理論及高能物理等廣泛科學(xué)領(lǐng)域[2-3]，設(shè)計(jì)復(fù)雜且工作精確性要求高，故障率較高。工作環(huán)境中溫濕度、水流、真空度以及灰塵顆粒的變化，都可致故障發(fā)生，影響放療臨床工作進(jìn)行。

據(jù)文獻(xiàn)總結(jié)，LA在使用時(shí)間上可分為3個(gè)階段：第一階段為設(shè)備安裝使用2年內(nèi)，整機(jī)處于電子器件檢驗(yàn)篩選和磨合期，故障率最高；第二階段為使用3～10年，設(shè)備性能穩(wěn)定，故障率較低；第三階段為使用10年后，因機(jī)械磨損、器件老化、精度變差，維修常需更換較大器件，致設(shè)備功能停用或停機(jī)時(shí)間延長(zhǎng)[4]。

中山大學(xué)附屬第一醫(yī)院（以下簡(jiǎn)稱“我院”）1臺(tái)Elekta Synergy LA完成安裝調(diào)試工作并已臨床使用1年。本研究對(duì)其臨床故障進(jìn)行分類統(tǒng)計(jì)和原因分析，以更好地了解設(shè)備性能，為日后的機(jī)器保養(yǎng)維護(hù)工作提供參考并服務(wù)于臨床。

1 材料與方法

我院的Elekta Synergy LA經(jīng)安裝、調(diào)試、性能檢測(cè)，各項(xiàng)性能指標(biāo)均在《醫(yī)用電子直線加速器性能和試驗(yàn)方法》[5]、《電子加速器放射治療放射防護(hù)要求》[6]等標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)，并完成數(shù)據(jù)采集、建模和測(cè)試等工作。LA開(kāi)展三維適形放療（three dimensional conformal radiotherapy，3D-CRT）、調(diào)強(qiáng)放療（intensity modulation radiotherapy，IMRT）、容積旋轉(zhuǎn)放療（volumetric modulated arc therapy，VMAT）等技術(shù)，療前采用錐形束CT（cone beam CT，CBCT）或kV/kV進(jìn)行影像引導(dǎo)放療（image guide radiation therapy，IGRT）。LA嚴(yán)格按國(guó)家規(guī)定進(jìn)行每日晨檢、每月月檢、每3個(gè)月保養(yǎng)及每年2次年檢，保證性能參數(shù)符合標(biāo)準(zhǔn)要求。該LA于2016年1月完成安裝調(diào)試工作，至2017年1月臨床使用滿1年，包括放療計(jì)劃驗(yàn)證及正常治療工作，日均開(kāi)機(jī)時(shí)間10 h左右。

對(duì)LA臨床運(yùn)行1年內(nèi)故障進(jìn)行分類統(tǒng)計(jì)，包括X射線容積成像（X-ray volume imaging，XVI）影像系統(tǒng)故障、機(jī)械運(yùn)動(dòng)故障、電路故障、治療床系統(tǒng)故障、劑量故障、通訊故障、光野故障及其他類型故障等8類故障，并記錄各故障時(shí)間，了解各類故障的發(fā)生原因及解決方案，為日后的機(jī)器保養(yǎng)維護(hù)工作提供參考。

2 結(jié)果

2.1 故障原因分析

本院Elekta Synergy LA目前處于高故障率階段，其1年內(nèi)發(fā)生的故障記錄統(tǒng)計(jì)如下表1所示。

故障及原因分析如下：

2.1.1 X射線容積成像系統(tǒng)故障 LA機(jī)載XVI系統(tǒng)，用于IGRT實(shí)現(xiàn)影像引導(dǎo)精確放射治療[7]。XVI系統(tǒng)配備獨(dú)立于加速器的高壓發(fā)生器，在整機(jī)開(kāi)機(jī)過(guò)程中，XVI系統(tǒng)有滯后性，易出現(xiàn)XVI與加速器的通訊故障，致使XVI無(wú)法正常工作。此故障常需重啟XVI系統(tǒng)或LA整機(jī)。

2.1.2 機(jī)械運(yùn)動(dòng)故障 Elekta Synergy LA機(jī)械運(yùn)動(dòng)包括臂架轉(zhuǎn)動(dòng)、輻射機(jī)頭轉(zhuǎn)動(dòng)、多葉準(zhǔn)直器運(yùn)動(dòng)、治療床運(yùn)動(dòng)及XVI成像平板運(yùn)動(dòng)等多項(xiàng)復(fù)雜精確的運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)IMRT、VMAT、IGRT等多種放療技術(shù)，故障率較高。因我院患者都接受IGRT治療，XVI使用頻率高，其成像平板運(yùn)動(dòng)包括平板展開(kāi)和平板伸出兩個(gè)動(dòng)作，極易發(fā)生故障，曾多次出現(xiàn)平板展開(kāi)或伸出過(guò)程中被卡住。

2.1.3 通訊故障 因治療系統(tǒng)各終端網(wǎng)絡(luò)參數(shù)設(shè)置錯(cuò)誤，或軟件運(yùn)行出錯(cuò)，導(dǎo)致終端連接異常，出現(xiàn)計(jì)劃圖像傳輸失敗等通訊故障。重新設(shè)置網(wǎng)絡(luò)參數(shù)或重啟軟件可解決此類故障。

2.1.4 劑量故障 包括射線劑量率錯(cuò)誤、輸出量錯(cuò)誤、平坦度對(duì)稱性錯(cuò)誤、伺服錯(cuò)誤等。我院LA要求定期做晨檢、月檢及保養(yǎng)。一旦發(fā)現(xiàn)劑量問(wèn)題，則立即進(jìn)行劑量性能校準(zhǔn)，保證治療的精確性。

2.1.5 電路故障 包括電路板、保險(xiǎn)絲燒壞等。我院LA分別更換過(guò)XVI成像平板運(yùn)動(dòng)限位板、XVI高壓發(fā)生器控制板、劑量控制板及閘流管保險(xiǎn)絲等。

2.1.6 光野故障 Elekta LA MLC運(yùn)動(dòng)采用光學(xué)監(jiān)測(cè)方式，通過(guò)光野燈投射到MLC的反光點(diǎn)產(chǎn)生反射光信號(hào)，由攝像頭記錄分析確定MLC位置。射野燈泡因射線作用或使用老化致亮度降低或燒壞。另外光野通路上的光偏轉(zhuǎn)鏡片在射線作用下，也易沾上灰塵或破損，致MLC運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)故障。

2.1.7 治療床系統(tǒng) 治療床的公轉(zhuǎn)角度精度為1°，若床在外力作用下發(fā)生微小公轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn)，不能在角度顯示上體現(xiàn)，引入擺位誤差，與廠家工程師溝通后鎖緊公轉(zhuǎn)剎車。另一方面，床的垂直運(yùn)動(dòng)方向有限位開(kāi)關(guān)控制，若治療中床下降高度過(guò)低，會(huì)觸發(fā)限位開(kāi)關(guān)產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)聯(lián)鎖，導(dǎo)致床不能運(yùn)動(dòng)。該聯(lián)鎖無(wú)法自動(dòng)消除，須手動(dòng)旋轉(zhuǎn)床升降驅(qū)動(dòng)電機(jī)，將床搖到限位高度以上，并進(jìn)行機(jī)器復(fù)位方能消除。

2.1.8 其他故障 如我院LA發(fā)生過(guò)冷卻水管漏水，急停開(kāi)關(guān)誤拍導(dǎo)致開(kāi)機(jī)異常，波導(dǎo)管氣壓偏低，及停機(jī)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)后一次大量出射線導(dǎo)致真空值過(guò)低等故障。

2.2 故障發(fā)生頻率分析

XVI影像系統(tǒng)故障最常見(jiàn)（11次，23.40%），機(jī)械運(yùn)動(dòng)故障次之（9次，19.15%），其他故障發(fā)生頻率相對(duì)較低。我院Elekta Synergy LA 1年內(nèi)故障記錄及發(fā)生頻次統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表2。

2.3 故障致設(shè)備功能停用或停機(jī)平均延誤治療時(shí)間分析

機(jī)械運(yùn)動(dòng)及電路故障導(dǎo)致的設(shè)備功能停用或停機(jī)時(shí)間較長(zhǎng)。我院LA因各類故障導(dǎo)致的設(shè)備功能停用，或停機(jī)平均延誤治療時(shí)間記錄及統(tǒng)計(jì)

。

3 討論

我院Elekta Synergy LA運(yùn)行1年出現(xiàn)的故障進(jìn)行分析統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示：XVI影像系統(tǒng)故障最常見(jiàn)，機(jī)械運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)故障次之；電路一類故障雖然發(fā)生率不太高，但每次檢修致功能停用或停機(jī)時(shí)間較長(zhǎng)。

我院要求病人每次療前進(jìn)行IGRT，確保精準(zhǔn)放射治療的實(shí)施，XVI影像系統(tǒng)使用頻率較高[8-9]。因XVI影像系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原理要求，Elekta Synergy LA須嚴(yán)格按照正確的開(kāi)機(jī)順序操作，若技術(shù)員對(duì)此流程不熟悉，易出現(xiàn)XVI系統(tǒng)故障[10-11]；另一方面因廠家設(shè)計(jì)上的問(wèn)題，致XVI系統(tǒng)高壓發(fā)生器故障頻率較高，Elekta廠家針對(duì)此問(wèn)題發(fā)出后續(xù)現(xiàn)場(chǎng)安全通知。胡作懷等[8]也提及開(kāi)機(jī)流程要求的問(wèn)題。此故障發(fā)生概率雖最高，但將XVI或整機(jī)重啟往往能解決問(wèn)題，故耽誤治療時(shí)間不長(zhǎng)。

LA的機(jī)械運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)控制復(fù)雜，精度要求較高，因此故障發(fā)生率也較高。此類故障發(fā)生常需停機(jī)更換零件或電路板，對(duì)臨床治療工作延誤影響較大[12-13]。因此在日常使用及定期機(jī)器保養(yǎng)維護(hù)中，要嚴(yán)格檢測(cè)機(jī)械運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)，盡早發(fā)現(xiàn)隱患。一旦發(fā)生此類故障，需立即通知維修工程師到場(chǎng)處理，爭(zhēng)取把治療延誤時(shí)間降至最低[14-15]。

電路一類故障，發(fā)生概率不高，但常需較長(zhǎng)的檢修時(shí)間。尤其電路板故障，出問(wèn)題時(shí)要排查并確定損壞的電路板較為費(fèi)時(shí)。即使確定需更換的電路板配件，有時(shí)因科室備件不齊，需要從廠家倉(cāng)庫(kù)訂貨，導(dǎo)致更長(zhǎng)功能停用或停機(jī)時(shí)間。我院LA曾經(jīng)出現(xiàn)過(guò)XVI影像系統(tǒng)拍CBCT中斷并報(bào)錯(cuò)的故障，導(dǎo)致部分患者的IGRT無(wú)法正常進(jìn)行。維修人員排查此故障1個(gè)星期，確定為XVI系統(tǒng)的高壓發(fā)生器內(nèi)高壓控制板有故障。隨后從廠家訂配件更換，又耗時(shí)1 d。對(duì)于此類故障，要求維修人員平時(shí)注重學(xué)習(xí)，積累總結(jié)經(jīng)驗(yàn)。

LA對(duì)周圍環(huán)境較敏感，溫濕度、水流、灰塵顆粒、真空度的變化都對(duì)其運(yùn)行狀態(tài)有較大影響[17-19]。胡杰等[9]提出機(jī)房的濕度不好，會(huì)引發(fā)磁控管、閘流管打火損壞；姜瑞瑤[3]提出水冷卻系統(tǒng)的問(wèn)題會(huì)導(dǎo)致機(jī)器過(guò)熱跳泵等。我院LA也曾出現(xiàn)過(guò)因水冷機(jī)的室外風(fēng)扇灰塵太多，散熱不足導(dǎo)致無(wú)法出束。確保機(jī)房?jī)?nèi)溫濕度及機(jī)器環(huán)境處于合適的狀態(tài)，保持機(jī)房干凈整潔，對(duì)保證機(jī)器正常運(yùn)行、降低故障發(fā)生率有重要意義。

對(duì)放射治療工作人員而言，要求治療技術(shù)員熟練并規(guī)范操作，盡可能降低人為因素造成的故障隱患；維修人員切實(shí)做好機(jī)器保養(yǎng)維護(hù)，長(zhǎng)期定期進(jìn)行運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)，并做好記錄總結(jié)，便于更好地了解機(jī)器性能并服務(wù)于臨床[20-24]。

對(duì)廠家而言，機(jī)器的故障記錄和總結(jié)，可作為產(chǎn)品設(shè)計(jì)方面改進(jìn)升級(jí)的參考。如因XVI系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原理要求必須按嚴(yán)格開(kāi)機(jī)流程操作，對(duì)此可考慮將XVI系統(tǒng)設(shè)計(jì)成常帶電的工作方式，免去XVI系統(tǒng)啟動(dòng)的時(shí)間。針對(duì)治療床系統(tǒng)問(wèn)題，對(duì)于床公轉(zhuǎn)偏差問(wèn)題，可提高公轉(zhuǎn)角度顯示精度，并改進(jìn)公轉(zhuǎn)剎車設(shè)計(jì)；對(duì)于誤將床垂直運(yùn)動(dòng)過(guò)低觸發(fā)限位聯(lián)鎖，可以增加軟件消除聯(lián)鎖操作，不必通過(guò)手搖升降驅(qū)動(dòng)電機(jī)方式消除，更方便于臨床工作。

4 結(jié)語(yǔ)

由于設(shè)計(jì)的高度復(fù)雜性和治療工作的精確性，LA有著較高的故障率。本文對(duì)Elekta Synergy LA使用1年維修故障進(jìn)行記錄并總結(jié)，分析其故障規(guī)律[25-26]。研究顯示：XVI影像系統(tǒng)故障最常見(jiàn)，機(jī)械運(yùn)動(dòng)故障次之；電路一類故障雖然發(fā)生率不太高，但每次檢修致功能停用或停機(jī)時(shí)間較長(zhǎng)。通過(guò)該研究可更好地了解Elekta Synergy醫(yī)用加速器的故障規(guī)律和機(jī)械性能，為今后機(jī)器保養(yǎng)、維護(hù)工作提供幫助，對(duì)廠家的產(chǎn)品設(shè)計(jì)與升級(jí)也有一定參考意義。

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（收稿日期：2016-11-22 本文編輯：李岳澤）