后裝治療機編碼器及光耦開關(guān)的工作原理及故障處理

林蔭光，黃向煉，陳志柳，李雅蘭，蘇鑫，趙慧玲

廣西壯族自治區(qū)第二人民醫(yī)院放療科 （廣西桂林 541000）

后裝治療機是集放射物理、輻射計量、機械工程、電子工程、計算機為一體的放療設(shè)備，由放射源、貯源器、控制系統(tǒng)、源驅(qū)動系統(tǒng)組成[1]；通過自動驅(qū)動將放射源置于患者自然體腔或組織間隙，對腫瘤區(qū)進行照射，以提高腫瘤的控制率，減少正常組織的放射反應(yīng)。設(shè)備的檢測程序會對治療系統(tǒng)做運行檢驗，當放射源在輸送、返回過程中檢測不到信號或存在故障時，報警裝置即提示相應(yīng)的故障。本研究主要介紹后裝治療機編碼器及光耦開關(guān)的工作原理及故障處理，供同行參考。

1 后裝治療機編碼器及光耦開關(guān)的工作原理

編碼器是機械與電子緊密結(jié)合的精密器件，通過光電原理將幾何位移量轉(zhuǎn)化為電子信號（電子脈沖信號或者數(shù)據(jù)串），信號通常需要連接到控制系統(tǒng)，系統(tǒng)經(jīng)過計算機即可得到數(shù)據(jù)，以便進一步工作[2]。放射源的到位是依據(jù)參考點由編碼器確定，將位置修正進計數(shù)設(shè)備以確保準確性，且以電子脈沖信號數(shù)表示位移大?。?個脈沖為1 mm）。當編碼器存在故障或未接收到參考點的信息時，即會提示參考點故障或編碼器故障。

光耦開關(guān)是將發(fā)光器件和光敏器件封裝在同一殼體內(nèi)的光電轉(zhuǎn)換器件，起到參考信號反饋的作用，可通過其位置確定放射源出源的參考點。該開關(guān)位于貯源屏蔽罐與通道分配裝置連接管道之間的光孔處，當源辮末端到達管道的光孔時，光耦開關(guān)即發(fā)揮作用，通過控制系統(tǒng)將信號反饋到編碼程序，當信號異?；蚬怦铋_關(guān)存在故障時，即提示參考點故障。

2 故障現(xiàn)象、分析及處理

2.1 故障現(xiàn)象

啟動設(shè)備開始試機治療，冷源探路正常，真源吐出一半時，提示參考點故障。

2.2 故障原因分析及處理

（1）光耦開關(guān)的光孔存在異物：參考點光電管安裝在有機玻璃兩個小洞的上下壁之間，當真假源鋼絲工作時，在兩個小洞中來回通行，異物容易被帶入其中[3]；由于光電管細小， 灰塵、水氣等微小異物均會阻礙其發(fā)射和接收，從而造成參考信號反饋異常；針對此種情況，需要取下光耦開關(guān)，擦拭光孔及光耦開關(guān)的玻璃面，清除異物即可恢復(fù)。（2）光耦開關(guān)故障：排除光耦開關(guān)處的異物后，考慮可能是光耦開關(guān)故障，首先用萬用表測量光耦開關(guān)的輸入電壓，直流電為3 V，說明輸入電源正常；然后用不透明紙遮擋光耦開關(guān)的信號發(fā)射面和接收面，觀察質(zhì)控模塊的信號燈，若信號燈亮，則證明光耦開關(guān)運行正常，若信號燈不亮，可能是光耦開關(guān)損壞，需更換以排除故障。（3）編碼器故障：排除光孔異常和光耦開關(guān)故障后，進一步排查故障原因，因光耦開關(guān)和編碼器之間有信號關(guān)聯(lián)且有共同的信號通路，故懷疑編碼器故障引起參考點的報錯。圖1是E6B2-CWZ6C 編碼器輸出回路圖，其中輸出信號端為三相線，A 相為黑色線、B 相為白色線、Z 相為橙色線，均為同一回路；該治療機只接其中一相輸出信號線，若考慮是編碼器輸出信號問題，可嘗試更換其余兩相線來解決故障，如果更換相線故障依舊，則需更換編碼器排查故障原因。在更換編碼器時應(yīng)注意3個問題（a.要分清電源線和輸出信號線，避免接錯；b.要在電源切斷的狀態(tài)下進行接線，避免輸出回路燒損；c.安裝編碼器后，一定要分析和調(diào)試放射源的到位精度）。

圖1 E6B2-CWZ6C 編碼器的輸出回路

3 放射源的到位精度分析和調(diào)試

放射源的到位精度是后裝治療機的重要參數(shù)，直接影響患者的療效，故更換編碼器和光耦開關(guān)時需要分析和調(diào)試放射源的到位精度。

3.1 放射源的到位精度分析

首先用刻度管道連接施源器和輻射源的輸出通道，再將施源器插入精度測量尺；打開后裝輻射源，通過專用電腦設(shè)置輻射源的輸出程序，在治療計劃系統(tǒng)中設(shè)置6個駐留點（0 mm、2.5 mm、5.0 mm、7.5 mm、9.0 mm、59.0 mm）[4]；通過高清攝像頭觀察并分析放射源的到位精度。

3.2 放射源的到位精度調(diào)試

放射源的到位精度調(diào)試在后裝治療機的開機狀態(tài)下進行，將C200H-PR027手持編碼器與 SYSMAC-COM2A 模塊連接，鑰匙要位于MONITOR 擋位模式下才能進行以下操作。操作步驟如下：按手持編碼器上的CLR+MOTR+CLR 鍵，顯示0000；再按SHIFT+CH+HR 鍵，顯示00；然后輸入17后進行以下選項（0001為冷源加、0002為冷源減、0004為熱源加、0005為熱源加冷源加、0006為熱源加冷源減、0008為熱源減、009為熱源減冷源加、000A 為熱源減冷源減），該項選擇依據(jù)冷源、熱源的偏差進行；按MONTR 鍵，顯示脈沖數(shù)（5個脈沖為1 mm）；按CHR 鍵根據(jù)源到位的偏差值改寫脈沖數(shù)；按WRITE 鍵保存脈沖數(shù)據(jù)；按CLR 鍵退出調(diào)試模式。

4 小結(jié)

后裝治療機的故障存在較多的不確定性，維修人員可通過深入了解各器件的工作原理，制定維修及質(zhì)控規(guī)程，以快速排除故障，保障設(shè)備精度；此外，針對故障情況，工程師與物理師需要緊密配合對設(shè)備進行維修、測量及校準。