醫(yī)科達(dá)直線Precise型加速器故障維修及分析二例

邵健

浙江省腫瘤醫(yī)院設(shè)備科 （浙江杭州 310022）

醫(yī)科達(dá)公司生產(chǎn)的Precise型加速器是一款高能數(shù)字化醫(yī)用電子直線加速器，在腫瘤患者放射治療中應(yīng)用廣泛[1-2]。醫(yī)用直線加速器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，既保證機(jī)器的安全性與可靠性，也為故障排除與檢測(cè)提供大量有用的信息。

1 故障一

1.1 故障現(xiàn)象

機(jī)器未運(yùn)行時(shí)，不時(shí)出現(xiàn)治療機(jī)頭（collimator）自動(dòng)向順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，有時(shí)從0°轉(zhuǎn)到180°限位才停下。

1.2 故障分析及排除

控制機(jī)頭轉(zhuǎn)動(dòng)的方式有3種，即控制計(jì)算機(jī)軟件中設(shè)置角度、機(jī)房?jī)?nèi)手控盒控制轉(zhuǎn)動(dòng)、加速器機(jī)頭上的波輪開關(guān)控制。根據(jù)故障現(xiàn)象分析，控制計(jì)算機(jī)中沒有輸入機(jī)頭角度，也沒有進(jìn)行按鍵操作，可以排除。機(jī)房?jī)?nèi)手控是由使能鍵和波輪的組合鍵控制轉(zhuǎn)動(dòng)，2個(gè)按鍵同時(shí)發(fā)生故障的概率很小，可以先排除。因此，推測(cè)是機(jī)頭上的波輪開關(guān)故障。

機(jī)頭上的波輪開關(guān)一共4個(gè)，X方向和Y方向上分別有2個(gè)。將控制軟件切換到維修模式，查看X方向和Y方向波輪的信號(hào)檢測(cè)，分別是Drot.X.dem（Item351/ Part4）與Drot.Y.dem（Item352/ Part4）。正常未進(jìn)行操作時(shí)，波輪處于中間位置，2個(gè)信號(hào)反饋值均為0。出現(xiàn)故障時(shí)Drot.Y.dem的值在8～11跳變，由此懷疑是Y方向波輪開關(guān)故障。撥動(dòng)Y方向的波輪開關(guān)，開關(guān)彈性良好，且能正確回位不卡頓。將波輪開關(guān)面板的插頭拆下，在第2與第7針腳測(cè)量開關(guān)的輸出。開關(guān)在中間位置時(shí)電阻為40 kΩ，將開關(guān)順時(shí)針、逆時(shí)針來回?fù)軇?dòng)時(shí)，電阻在41.7～38.5 kΩ變化，其中順時(shí)針撥到底為41.7 kΩ，屬于正常范圍。將Y方向2個(gè)開關(guān)面板拔下準(zhǔn)備清潔時(shí)，又出現(xiàn)自動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)故障，由此可排除波輪開關(guān)故障。推測(cè)是信號(hào)傳輸線路或控制電路板故障。更換機(jī)頭下方一圈的扁平傳輸電纜，觀察測(cè)試許久，故障不再出現(xiàn)。

1.3 故障小結(jié)

機(jī)頭下方的扁平傳輸電纜隨著機(jī)頭轉(zhuǎn)動(dòng)，常受到摩擦或擠壓受力，容易出現(xiàn)接觸不良或破皮短路的情況。而加速器機(jī)頭由單個(gè)波輪開關(guān)控制轉(zhuǎn)動(dòng)方式，存在著一定缺陷，后期醫(yī)科達(dá)公司對(duì)此做了升級(jí)，由床控制面板的使能鍵加上機(jī)頭波輪開關(guān)的組合鍵方式，控制機(jī)頭轉(zhuǎn)動(dòng)，大大提高了可靠性。

2 故障二

2.1 故障現(xiàn)象

治療過程中，偶爾出現(xiàn)劑量率突然下降，報(bào)“Low Dose Mon”聯(lián)鎖，且報(bào)錯(cuò)幾次后又能恢復(fù)正常運(yùn)行。

2.2 故障分析及排除

引起劑量率低的因素包括磁控管老化、PFN故障、AFC故障、槍燈絲故障等[3]。先做劑量率優(yōu)化，對(duì)AFC、電子槍伺服相關(guān)參數(shù)進(jìn)行調(diào)試和校準(zhǔn)，發(fā)現(xiàn)無明顯偏差。根據(jù)故障現(xiàn)象，推測(cè)是某些參數(shù)瞬間波動(dòng)較大，導(dǎo)致劑量率突變。選擇6 M的X線能量，觀察GUN V mon（Item216/Part4）、GUN I mon（Item217/Part4）、Tuner ctrl（Item161/Part4）信號(hào)的反饋值，出束時(shí)分別為19.42、7.91、228左右，且基本無波動(dòng)，均正常。用示波器接MI接頭，查看磁控管波形，發(fā)現(xiàn)波形正常且無打火情況。

測(cè)試過程中，突然出現(xiàn)“Bend.Meg V”聯(lián)鎖。Bend.Meg V是對(duì)束流偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)輸入電壓的檢測(cè)，電壓的改變將導(dǎo)致束流能量和劑量率發(fā)生改變。查看Bend.Meg V（Item384/Part4）信號(hào)的反饋值，發(fā)現(xiàn)正常出束時(shí)，反饋值穩(wěn)定在4.10，出現(xiàn)故障時(shí)，反饋值在3.61～3.93波動(dòng)。推測(cè)偏轉(zhuǎn)線圈電壓異常波動(dòng)，導(dǎo)致劑量率下降，而一開始波動(dòng)幅度較小，所以先報(bào)了劑量率聯(lián)鎖。

對(duì)照?qǐng)D紙，偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)在大機(jī)頭底下270°方向上有2個(gè)長(zhǎng)條狀金屬端子，分別連接接地線和輸入電壓（bending coarse）；90°方向有1個(gè)端子，連另一個(gè)輸入電壓（bending fine）。矯正時(shí)通過調(diào)節(jié)2個(gè)輸入電壓的值，以及它們之間的電勢(shì)差，來調(diào)節(jié)3個(gè)偏轉(zhuǎn)線圈的磁場(chǎng)強(qiáng)度。將輸入電纜斷開，測(cè)量各端子與邊上鉛塊之間的電阻，發(fā)現(xiàn)270°方向的兩個(gè)端子與其底下鉛塊間的電阻不到1 Ω，正常應(yīng)為絕緣。推測(cè)端子的絕緣層有破損而導(dǎo)致鉛塊短路，從而影響輸入電壓。吊起大機(jī)頭露出2個(gè)金屬端子，檢查絕緣層，未發(fā)現(xiàn)明顯破損。清潔后裝回，測(cè)量電阻為兆歐級(jí)別，屬于正常。將機(jī)頭裝回，發(fā)現(xiàn)再次出現(xiàn)短路，且3顆固定螺釘稍微松開后，短路現(xiàn)象消失。推測(cè)絕緣層有小裂痕，當(dāng)壓緊時(shí)才發(fā)生與鉛塊接觸短路的情況。再次吊起大機(jī)頭，將包裹端子的絕緣層用絕緣膠布加厚，裝回后反復(fù)測(cè)試，故障消失。

2.3 故障小結(jié)

此故障出現(xiàn)時(shí)僅有“Low Dose Mon”聯(lián)鎖，而引起劑量率波動(dòng)的因素很多，且故障現(xiàn)象偶然出現(xiàn)，難以捕捉，因此排查時(shí)間較長(zhǎng)。醫(yī)科達(dá)Precise加速器使用的是滑雪式消色差偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)，除了實(shí)現(xiàn)束流偏轉(zhuǎn)外，還起到了聚焦和消色差的作用[4]。偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)故障，將對(duì)機(jī)器能量篩選和能量穩(wěn)定造成影響。

3 小結(jié)

直線加速器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，大量有用的信號(hào)和參數(shù)都設(shè)置了單獨(dú)的Item號(hào)，熟悉這些信號(hào)的含義和正常范圍，有助于快速找準(zhǔn)維修方向，并排除故障。