西門子醫(yī)用直線加速器系統(tǒng)常見故障分析

栗江鵬

吉林省人民醫(yī)院腫瘤放射治療科，吉林長(zhǎng)春 130021

西門子醫(yī)用直線加速器系統(tǒng)常見故障分析

栗江鵬

吉林省人民醫(yī)院腫瘤放射治療科，吉林長(zhǎng)春 130021

醫(yī)用直線加速器由主機(jī)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、輻射系統(tǒng)、機(jī)械系統(tǒng)、輔助系統(tǒng)組成，各個(gè)系統(tǒng)相互聯(lián)系，相輔相成。但是儀器每天在高溫、高壓、磁場(chǎng)等強(qiáng)作用力影響下使用，往往會(huì)出現(xiàn)一些使用故障，嚴(yán)重影響患者的治療，因此，儀器操作人員了解此儀器的構(gòu)造和使用原理之后學(xué)會(huì)應(yīng)急故障的分析和維修是非常重要的，該研究在對(duì)醫(yī)用直線加速器進(jìn)行結(jié)構(gòu)剖析基礎(chǔ)上，分析其故障排除原理及方法。

西門子醫(yī)用直線加速器；常見故障；分析

隨著現(xiàn)代醫(yī)學(xué)科技的發(fā)展，醫(yī)療技術(shù)的進(jìn)步，腫瘤的治療取得突破進(jìn)展，放射治療是目前治療手段之一，也是作用較好的方法之一。放射治療技術(shù)發(fā)揮著越來(lái)越重要的效果[1]。西門子醫(yī)用直線加速器就是一種三維適形調(diào)強(qiáng)放射治療技術(shù)，通過(guò)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)對(duì)腫瘤進(jìn)行精準(zhǔn)定位，在立體空間上控制發(fā)射多束強(qiáng)度劑量不等的射線，同時(shí)加大照射劑量不僅可以提升腫瘤治療效果，而且可以最大程度得降低對(duì)正常組織的影響，是一種新型的、先進(jìn)的放射治療技術(shù)[2]，對(duì)全身深部及淺表各部位腫瘤治療中均能發(fā)揮良好的效果。具有精準(zhǔn)度高、治療準(zhǔn)確的特點(diǎn)。但是往往也會(huì)出現(xiàn)一些故障，通常情況下都是請(qǐng)工程師解決，但是治療不可以延誤，所以在平時(shí)工作中學(xué)會(huì)一些常見故障的分析和排除是有必要的。該文通過(guò)對(duì)西門子醫(yī)用直線加速器系統(tǒng)常見故障的總結(jié)分析，并總結(jié)出一套維修方法，現(xiàn)報(bào)道如下。

1 分析方法

1.1 西門子直線加速器的重要構(gòu)成部分

醫(yī)用直線加速器由主機(jī)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、輻射系統(tǒng)、機(jī)械系統(tǒng)、輔助系統(tǒng)組成。主機(jī)系統(tǒng)主要包括微波系統(tǒng)、束流傳輸系統(tǒng)、真空系統(tǒng)等；控制系統(tǒng)主要包括計(jì)算機(jī)控制程序、控制電路、安全聯(lián)鎖等；輻射系統(tǒng)主要包括輻射產(chǎn)生、輻射分布、輻射劑量檢測(cè)等；機(jī)械系統(tǒng)包括治療床、輻射頭、治療附件等；輔助系統(tǒng)包括水冷系統(tǒng)、氣動(dòng)系統(tǒng)、電源系統(tǒng)等。

1.2 西門子直線加速器可能發(fā)生的故障

1.2.1 微波系統(tǒng)常見故障分析 微波系統(tǒng)經(jīng)常出現(xiàn)磁控管和波導(dǎo)管故障，主要由于自動(dòng)穩(wěn)頻調(diào)節(jié)失靈，高壓干擾或者對(duì)地短路等導(dǎo)致磁控管故障；由于隔離器、定向耦合器等波導(dǎo)元件損壞等引起打火，導(dǎo)致波導(dǎo)管故障[3]。

1.2.2 注入器常見故障 注入器系統(tǒng)是加速器的核心系統(tǒng)之一，注入器由一些特定電路組成，主要通過(guò)射出具有一定初速度的電子束流，經(jīng)微波加速形成高速電子流通過(guò)撞擊金屬靶產(chǎn)生射線。注入器產(chǎn)生射線進(jìn)行放射往往由于磁場(chǎng)、電壓的影響，會(huì)出現(xiàn)射線劑量出現(xiàn)錯(cuò)誤、射線平坦度對(duì)稱錯(cuò)誤等故障。往往呈現(xiàn)以下情況：當(dāng)加速器在出束過(guò)程中出現(xiàn)“Dose rate(sw)”和“Pre/Temp saturation”聯(lián)鎖時(shí)，此聯(lián)鎖受氣壓和溫度的影響較大，所以應(yīng)該檢查劑量母板G42上的氣壓或溫度電路是否存在問(wèn)題，然后進(jìn)行氣壓和溫度的參數(shù)校正。當(dāng)加速器在出束過(guò)程中出現(xiàn)“Hi rate”和“Power supply check”聯(lián)鎖時(shí)，屏幕狀態(tài)欄中顯示“ERROR”狀態(tài)，并且經(jīng)過(guò)自檢后仍讓不能通過(guò)。因?yàn)榇寺?lián)鎖也是電壓電路的作用，所以檢查劑量預(yù)放電路電壓值，可見模擬電源的電壓值漂移超過(guò)4%，并引起單位脈沖劑量超出允許值[4]。

1.2.3 自動(dòng)穩(wěn)頻系統(tǒng)（AFC）常見故障分析 AFC系統(tǒng)通過(guò)控制電壓負(fù)反饋信號(hào)把治療信號(hào)進(jìn)行輸出，并通過(guò)改變調(diào)諧控制電壓，使兩個(gè)負(fù)反饋信號(hào)一致，達(dá)到自動(dòng)穩(wěn)頻的效果。往往出現(xiàn)選擇6MV X線時(shí)，出束時(shí)報(bào)13#DOSE RATE2(SW）和54#DOSE RATE2(HW)聯(lián)鎖的故障，這就需要檢查RF-REFL波形，判斷儀器共諧點(diǎn)是否一致。這就需要調(diào)節(jié)ANUAL/AUTO信號(hào)切換回路上的兩個(gè)電子觸點(diǎn)。若出現(xiàn)選擇電子線時(shí)機(jī)器不出束，報(bào)劑量率相關(guān)聯(lián)鎖的情況，應(yīng)該在service模式下旁路相關(guān)聯(lián)鎖，示波器檢測(cè)顯示反射波波形變形嚴(yán)重，檢查AFC放大板，發(fā)現(xiàn)光隅U14的6腳邏輯電平有錯(cuò)，電子線檔時(shí)的誤差信號(hào)沒有輸出到指定的位置，反而誤用了低能X線的分壓電位器進(jìn)行分壓，從而導(dǎo)致不出束[5]。

1.2.4 治療床系統(tǒng)故障 治療床常常出現(xiàn)的故障時(shí)床不能移動(dòng)，治療床的移動(dòng)方向?yàn)榇怪边\(yùn)動(dòng)，其是通過(guò)限位開關(guān)控制，當(dāng)治療過(guò)程中治療床下降過(guò)低，會(huì)觸發(fā)限位開關(guān)進(jìn)而產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)聯(lián)鎖，這就會(huì)導(dǎo)致床不能運(yùn)動(dòng)。導(dǎo)致此故障發(fā)生的原因主要是過(guò)渡下降治療床導(dǎo)致的，這就要求操作人員手動(dòng)旋轉(zhuǎn)升降驅(qū)動(dòng)，手動(dòng)將治療床搖到限位高度以上，這時(shí)機(jī)器才可以復(fù)位運(yùn)行，故障消除。

1.2.5 水冷系統(tǒng)常見故障 西門子直線加速器水冷系統(tǒng)通過(guò)高效渦旋壓縮機(jī)控制，并且通過(guò)微電腦智能溫控系統(tǒng)控制水溫。常常出現(xiàn)水溫太高或水流速度太慢或水不夠純聯(lián)鎖，一般是由于水泵壓力下降或外水冷機(jī)故障導(dǎo)致內(nèi)水泵溫度上升，內(nèi)水泵黃燈亮?xí)r未更換去離子器等。

1.2.6 多葉準(zhǔn)直器系統(tǒng)故障分析 多葉準(zhǔn)直器系統(tǒng)是先進(jìn)放療設(shè)備的重要組成部分，其可以根據(jù)腫瘤靶區(qū)的狀態(tài)調(diào)整自我劑量，達(dá)到與腫瘤靶區(qū)高度適形，最大程度提高靶區(qū)劑量覆蓋，與此同時(shí)隔離對(duì)周圍正常組織器官輻射，降低對(duì)腫瘤周圍正常組織器官的傷害。其在計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制下精確運(yùn)動(dòng)的，同時(shí)具備故障自動(dòng)診斷報(bào)警系統(tǒng)。在使用西門子直線加速器治療的時(shí)候，發(fā)生過(guò)的故障包括：①多葉光欄數(shù)據(jù)發(fā)生突然丟失的情況，②傳動(dòng)結(jié)構(gòu)齒合不良，導(dǎo)致個(gè)別葉片無(wú)法正常移動(dòng)。主要原因多葉準(zhǔn)直器系統(tǒng)的開閉狀態(tài)發(fā)生故障，通過(guò)開閉程度控制劑量輸出，當(dāng)全部閉合的時(shí)，會(huì)有狹窄野形成，而當(dāng)全部打開的時(shí)侯，會(huì)出現(xiàn)最大程度的劑量覆蓋，這樣反復(fù)開閉則會(huì)出現(xiàn)顯示數(shù)據(jù)與實(shí)際位置之間出現(xiàn)嚴(yán)重偏差[6]，繼而影響劑量輸出，出現(xiàn)故障。

1.2.7 X射線電離室故障 在機(jī)器運(yùn)行過(guò)程中，由于X射線電離室上高壓過(guò)流，導(dǎo)致加速器在6 MV X射線照射過(guò)程中，出現(xiàn)“Dose rate(sw)”和“Chamber high voltage”聯(lián)鎖，這時(shí)主機(jī)屏幕顯示XMON1和XMON2嚴(yán)重不同步的提示，出現(xiàn)此故障的原因是電離室電路出現(xiàn)故障，因?yàn)殡婋x室有可能出現(xiàn)水膜，引發(fā)漏電或者短路的情況。解決方法就是首先打開機(jī)頭，檢查電壓，確認(rèn)X射線電離室存在故障，然后打開準(zhǔn)直器，觀察電離室上是否有水膜漏水導(dǎo)致漏電。最后檢查水管，更換。

2 結(jié)語(yǔ)

醫(yī)用直線加速器是精密的大型醫(yī)療設(shè)備，它涉及物理、微波、真空技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、電子、光學(xué)等等眾多科技領(lǐng)域，具有能量高、射線深部能量大、皮膚反應(yīng)小，精準(zhǔn)殺傷的特點(diǎn)，是目前治療惡性腫瘤最有力的武器[7-8]。其應(yīng)用廣泛，故障發(fā)生率較高，若在治療過(guò)程中故障停機(jī)勢(shì)必會(huì)對(duì)患者治療帶來(lái)影響，所以為確保醫(yī)用電子直線加速器的正常工作，在使用過(guò)程中不僅要學(xué)會(huì)正確使用，嚴(yán)格按照SOP的各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)執(zhí)行，而且要學(xué)會(huì)處理一些故障，學(xué)會(huì)合理維護(hù)加速器的使用。對(duì)放射治療工作人員而言，要求在治療時(shí)維持周圍環(huán)境的合格，維持溫濕度、水流、灰塵顆粒、真空度的變化，保持機(jī)房干凈整潔，保證機(jī)器正常運(yùn)行。同時(shí)維修人員切實(shí)做好機(jī)器保養(yǎng)維護(hù)，定期進(jìn)行運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)。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，所以操作人員在日常使用的過(guò)程中，要定期對(duì)機(jī)器進(jìn)行保養(yǎng)和維護(hù)，要嚴(yán)格檢測(cè)儀器的各項(xiàng)系統(tǒng)，盡早發(fā)現(xiàn)隱患，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。

[1]李金禹.醫(yī)用直線加速器劑量校準(zhǔn)的因素分析與控制措施[J].世界最新醫(yī)學(xué)信息文摘,2015,15(31)：190-192.

[2]張瑞友.西門子直線加速器機(jī)械系統(tǒng)出現(xiàn)故障的維修對(duì)策分析[J].世界最新醫(yī)學(xué)信息文摘,2015,15(48):145-146.

[3]李軍,張西志,汪步海,等.西門子M6E型醫(yī)用直線加速器故障維修與分析[J].中國(guó)醫(yī)療設(shè)備,2013，10（11）：121-122.

[4]趙書學(xué),廖福錫.西門子直線加速器ONCORMcL-82故障淺析[J].中國(guó)醫(yī)療設(shè)備,2013,28(11):139-140.

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[6]余海坤，嚴(yán)穎機(jī)，韋天有,等.西門子醫(yī)用直線加速器系統(tǒng)聯(lián)鎖常見故障分析及處理[J].醫(yī)療裝備,2014,27(11):76-77.

[7]王斌,徐群武,張衛(wèi)東.Mevatron77型醫(yī)用直線加速器劑量率不穩(wěn)故障分析[J].醫(yī)療裝備,2001(10):163-165.

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R197.39

A

1672-5654（2017）10（b）-0060-02

10.16659/j.cnki.1672-5654.2017.29.060

栗江鵬(1984-)，男，吉林長(zhǎng)春人，本科，工程師，主要從事醫(yī)用直線加速器維護(hù)管理工作。

2017-07-20）