蔡威，郭良棟，蔡南陽，祁子欣

宿遷市第一人民醫(yī)院 臨床醫(yī)學(xué)工程處，江蘇 宿遷 223800

引言

臨床上，在治療腫瘤患者時常使用的方式就是放射治療，此種治療方式主要是在患者的腫瘤區(qū)域投照一定劑量的電子線或電離輻射線[1]。作為放射治療設(shè)備中的重要成員之一，醫(yī)用電子直線加速器以其獨特的優(yōu)勢被廣泛應(yīng)用于臨床治療，也是目前國際上放射治療使用最多的加速器類型[2]。

我院放療中心于2016年引入美國瓦里安公司生產(chǎn)的Clinac IX型直線加速器并投入使用，其穩(wěn)定性較高，可靠性較強[3]。作為一種具有精確性的放射治療設(shè)備，IX型直線加速器配備了6 MV和15 MV兩檔光子線和多檔電子線能量組合，可實現(xiàn)靜態(tài)調(diào)強和旋轉(zhuǎn)調(diào)強放射治療，不僅可以滿足臨床常規(guī)放射治療需要，而且還整合了圖像引導(dǎo)放療OBI系統(tǒng)。OBI系統(tǒng)是直接整合到加速器橫向安裝的kV級X射線源和數(shù)字化X射線探測板，系統(tǒng)能夠獲取OBI二維圖像和CBCT三維圖像，實現(xiàn)了腫瘤患者靶區(qū)的精確定位，減少了人為擺位誤差，提高了擺位精度[4-6]。隨著使用時間的推移，加速器各部件逐漸老化，容易出現(xiàn)故障，其中以MLC的故障較多[7]?，F(xiàn)就該型加速器在使用過程中發(fā)生的兩次故障維修進行總結(jié)，以供同行參考。

1 設(shè)備基本情況和工作原理

1.1 設(shè)備基本情況

設(shè)備基本參數(shù)，見表1。

表1 加速器基本參數(shù)

1.2 設(shè)備工作原理

瓦里安Clinac IX直線加速器主要是由加速管、微波功率源、微波傳輸系統(tǒng)、電子槍、束流系統(tǒng)、真空系統(tǒng)、恒溫水冷系統(tǒng)、電源及控制系統(tǒng)、輻射頭、治療床等各個部件組合而成[8-10]。該型號加速器是駐波電子直線加速器，其核心工作原理如圖1所示。三相交流電經(jīng)過升壓、整流和濾波輸出成為11～13 kV直流高壓，經(jīng)充電線圈和充電二極管對調(diào)制器中的脈沖形成網(wǎng)絡(luò)（PFN）進行充電。當PFN電容充電電壓達到要求值時，經(jīng)高功率的氫閘流管輸入到脈沖變壓器產(chǎn)生直流高壓給速調(diào)管，使其產(chǎn)生具有一定頻率、幅值的微波能量，經(jīng)過微波系統(tǒng)一起耦合到加速管內(nèi)，在駐波加速管的諧振腔內(nèi)建立起很強的電場強度。同時另一個高壓直流變壓器產(chǎn)生的直流高壓供給電子槍發(fā)射電子，在加速管的超強電場強度的諧振腔內(nèi)被加速成高能電子束，撞擊金屬靶產(chǎn)生高能X線，或直接引出形成電子束[11-12]。

圖1 加速器基本原理

2 故障一

2.1 故障現(xiàn)象

開機進行OBI系統(tǒng)晨檢過程發(fā)現(xiàn)，OBI機械臂不能伸出，系統(tǒng)提示故障KV Detector shoulder（elbow、wrist、hand）axis is not calibrated，即KVD機械臂各關(guān)節(jié)位置未校正，同時KV Source和MV Detector報相同故障。

2.2 故障分析與維修

OBI系統(tǒng)不明原因機械臂位置校正數(shù)據(jù)丟失，電腦無法判斷機械臂當前位置，使得無法控制運動，系統(tǒng)提示報錯信息。此時必須對OBI機械臂重新進行校正，重啟ICP板，使用BMC手控盒分別將KVS、KVD、MVD機械臂伸出，并將OBI機械臂的Shoulder軸調(diào)至180°，Elbow軸調(diào)至90°，Wrist軸調(diào)至90°，其中KVD和MVD的探測器平移至兩側(cè)缺口處。在調(diào)試過程中，由于重力作用，各軸需要反復(fù)調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)的準度在BMC手控盒上指示燈顯示[13]。關(guān)閉BMC手控盒，使用OBI遙控盒分別對KVS、KVD、MVD機械臂進行校正，直至顯示校正成功，校正過程中需要注意，如果長時間未對手控器進行操作，屏幕顯示會消失，同時前面進行的操作都會失效，需要從頭開始[14]。由于未找到導(dǎo)致該次故障的具體原因，而且經(jīng)過對KVS、KVD、MVD機械臂校正后OBI系統(tǒng)可正常使用，于是繼續(xù)觀察加速器運行情況。

在設(shè)備正常運行了一天后，第二天晨檢OBI系統(tǒng)提示報錯信息Supervisor Connecting，即OBI電腦與Supervisor未連接成功，導(dǎo)致Supervisor未能讀取到OBI電腦數(shù)據(jù)，無法啟動OBI系統(tǒng)。初步判斷連接Supervisor與OBI電腦的連接線故障。通過查看說明書發(fā)現(xiàn)，Supervisor上Serial Comm接口與OBI電腦的I/O2接口直接連接，于是檢查連接線未發(fā)現(xiàn)異常并將各接口重新拔插后測試，故障依舊存在。檢查Supervisor，發(fā)現(xiàn)Serial Comm接口亮黃燈，并且ICP板上D500和D509燈沒亮。正常情況D500燈應(yīng)是綠燈閃爍，D509燈應(yīng)是紅燈常亮，懷疑Supervisor未能正常啟動。關(guān)閉ICP板電源后等待5分鐘重新啟動ICP板，Supervisor仍未能正常啟動，在反復(fù)重啟幾次后故障現(xiàn)象依舊。繼續(xù)查找原因，懷疑是ICP板為Supervisor供電回路故障，通過查看說明書，找到Supervisor供電線路對應(yīng)ICP板上的D300燈，查看D300燈常亮并用萬用表測量該處電壓實測值+5.14 V（正常值+5 V），Supervisor供電正常。懷疑Supervisor故障，訂購并更換Supervisor，OBI系統(tǒng)工作正常。

2.3 應(yīng)急維修

由于OBI系統(tǒng)報錯，導(dǎo)致除機械臂不能運動外，機架也無法轉(zhuǎn)動，但是小機頭和治療床可正常運動。因為每天還有大量病人需要治療，并且只有新病人才會使用OBI系統(tǒng)進行驗證，大部分病人在進行治療時不需要使用OBI系統(tǒng)。為了不影響這部分病人的正常治療，可以使用瓦里安公司提供的5A20P23短接頭插在Stand Mother PCB上的J23插頭上，此時OBI聯(lián)鎖去除，機架可正常旋轉(zhuǎn)并治療病人。為防止機械臂碰撞，在短接前應(yīng)首先使用備用手控盒將機械臂收回。

3 故障二

3.1 故障現(xiàn)象

早上開機時發(fā)現(xiàn)加速器報FLOW聯(lián)鎖，加速器無法上高壓。

3.2 故障分析與維修

由于FLOW是主聯(lián)鎖，會導(dǎo)致速調(diào)管KFIL聯(lián)鎖而無法上高壓，出現(xiàn)此聯(lián)鎖表示加速器內(nèi)部恒溫循環(huán)水流可能有問題。FLOW聯(lián)鎖的原因有很多：① 內(nèi)循環(huán)水溫過高；② 水流量過低；③ 水流量開關(guān)故障；④ 水泵故障；⑤ 水質(zhì)差，水流不暢；⑥ 水壓低；⑦ 速調(diào)管油箱液位低或油位開關(guān)故障；⑧ 偏轉(zhuǎn)磁鐵溫度過高等[15-16]。

對上述可能原因進行逐一查看排除。檢查外循環(huán)水冷機工作狀態(tài)，各參數(shù)正常，加速器水泵工作正常，內(nèi)循環(huán)水溫40℃，水壓76 psi，均處于正常范圍內(nèi)。通過排查，初步判斷是流量開關(guān)出現(xiàn)了故障。通過查看圖紙確認，F(xiàn)LOW聯(lián)鎖電壓為-12 VDC，其走向為：-12 VDC→Gantry Patch Panel(J1413)→Gantry Flow Switches(A24-TB1)→(J4228)Aux Electronics(J2711)→(J1411)Stand Mother PCB(J366)→Pulse Tank(J7C-D)→Stand Flow Switches(A18-TB3)→Input I/F PCB→CRDIO PCB，中間主要節(jié)點有A24-TB1和A18-TB3。逐一測量上述兩個節(jié)點后發(fā)現(xiàn)，在A24-TB1處均能測到-12 V電壓，而在A18-TB3處測得的電壓為0.59 V，因此可判定故障點在A24-TB1與A18-TB3之間，進一步測量中間的Stand Mother PCB上J36第6引腳上有-12 V電壓，緊接著測量脈沖變壓器油箱上J7C-D之間的開關(guān)，發(fā)現(xiàn)開關(guān)斷開，該開關(guān)是浮子型的油位開關(guān)，推測是油箱內(nèi)油位降低，導(dǎo)致油位開關(guān)斷開。考慮到我院該臺加速器剛裝機兩年，并且仔細查看了油箱周圍，未發(fā)現(xiàn)有漏油痕跡，排除冷卻油減少。仔細詢問放療科技師開機時設(shè)備狀況，由于放療科供電線路調(diào)整，停電一天時間，因此考慮可能是因為停機時間過長，導(dǎo)致油箱變涼，油位因熱脹冷縮原因下降，從而導(dǎo)致油位開關(guān)斷開。

仔細查看圖紙，發(fā)現(xiàn)J7C-D之間只有油位開關(guān)，考慮將J7C-D短接，先將機器加上高壓，待油箱溫度升至正常時再測試油位開關(guān)情況。于是用約2 cm長細導(dǎo)線將J7C-D短接，注意此時必須將線纜插回插座并壓緊，否則加速器仍舊無法加上高壓。接好線纜后，機器可正常加上高壓，等待約一小時時間，速調(diào)管油箱溫度升高至正常溫度，此時測量油位開關(guān)處于閉合狀態(tài)，取消J7C-D短接恢復(fù)至正常狀態(tài)，F(xiàn)LOW聯(lián)鎖解除。

4 總結(jié)

瓦里安醫(yī)用電子直線加速器所配的OBI系統(tǒng)使用率不高，但故障率比較高，機械臂伸縮故障經(jīng)常發(fā)生。此時可使用BMC手控盒測試機械臂運動狀態(tài)以排除硬件故障，如果不是硬件故障，掌握維修方法后可快速排除故障，減少宕機時間。FLOW聯(lián)鎖出現(xiàn)的原因有很多，熟練掌握維修技巧，快速找到關(guān)鍵節(jié)點，按照線路走向逐一排除，同時需要詳細了解故障發(fā)生前后設(shè)備工作狀態(tài)，有助于判斷故障情況，既節(jié)約時間又節(jié)省維修成本。另外，直線加速器因其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，需要定期維護，及時更換易損元器件，定期觀察有無異常現(xiàn)象，每季度定期清理灰塵，更換冷卻水，保障設(shè)備正常運行，確保醫(yī)療質(zhì)量[17-18]。