醫(yī)科達(dá)Synergy 直線加速器特殊故障分析與維修

鐘青松

南方醫(yī)科大學(xué)珠江醫(yī)院 （廣東廣州 510282）

醫(yī)用直線加速器是目前最常用的放射治療設(shè)備，其原理是利用微波電場，沿直線加速電子得到較高的能量后照射人體病變組織，以達(dá)到治療腫瘤患者的目的。由于加速器是一種大型復(fù)雜的醫(yī)療設(shè)備，因此要求維修人員熟練掌握加速器的結(jié)構(gòu)和原理時(shí)，及時(shí)排除機(jī)器常見故障，使放療工作正常進(jìn)行的同時(shí)，在一定程度上保障患者的治療效果。現(xiàn)對我院Synergy 直線加速器常見的一例特殊故障進(jìn)行簡要的分析，以供參考。

1 故障維修

1.1 故障現(xiàn)象

頻繁報(bào)2R Err 連鎖，治療無法進(jìn)行。

1.2 故障分析

出現(xiàn)2R Err 連鎖可能由以下4個方面導(dǎo)致：（1）槍燈絲老化，槍燈絲變細(xì)后工作不穩(wěn)定；（2）電離室及其相關(guān)的信號檢測電路故障，電離室受潮而導(dǎo)致?lián)p壞；（3）13區(qū)電源部分故障，電源有干擾，不穩(wěn)定；（4）束流及控制電路問題。

1.3 故障排除

1.3.1 電子槍燈絲故障排除

該加速器電子槍為可卸電子槍，是易損件消耗品，一般使用壽命為600～1 000 h，電子槍燈絲壽命到期，即當(dāng)ITEM327part 低于7.1 h 時(shí)就需更換[1]。由于該燈絲已使用900 h 左右，根據(jù)以往維修經(jīng)驗(yàn)，初步判斷為燈絲老化；首先更換槍燈絲，抽真空，使真空腔壓強(qiáng)低于5×10-6mbar（1 mbar=102Pa），待機(jī)狀態(tài)低于10-6mbar[2-3]，調(diào)節(jié)伺服一切順利；開機(jī)預(yù)熱完成后試機(jī)，各能量檔均報(bào)2R Err，Gun I：6.9，劑量率基本穩(wěn)定；查看LV PSU，6MV Benging coarse，part 1：40，part 4：39.9（有微小變化39.9～40.1，但仍在1%范圍內(nèi)）；用三維水箱測量Beam profile 時(shí)發(fā)現(xiàn)Symetry 和Flatness 極不穩(wěn)定，觀察2R ctrl I（自動模式）在-15～-165反復(fù)變化；當(dāng)2R 切換到手動模式時(shí)，2R Err 在-19～20反復(fù)變化，故障依舊，考慮新燈絲出現(xiàn)故障的概率很?。环磸?fù)查看LV PSU 各設(shè)置值和實(shí)際值幾乎沒有差別，若束流正常，則排除電離室信號檢測電路故障。

1.3.2 電離室信號檢測電路故障排除

首先拆開小機(jī)頭和Arm 罩殼，測電離室電壓為-320 V，查看電離室到12區(qū)線路：25J-25C-12F1/F2.-母板PP/RR/MM/NN，測量電阻：2R ，2T 兩路比較，沒有區(qū)別；用無水乙醇清潔轉(zhuǎn)接插頭座，前后反復(fù)清潔3～4次，主要考慮電離室信號微弱，無法測量，微小的接觸不良可導(dǎo)致信號的明顯變化；交換12區(qū)和72區(qū)A 側(cè)AI 12 PCB，故障依舊，換回；拆卸12區(qū)整個控制單元，檢查母板后面同軸電纜SK12FF 與SK25FF 的兩端（考慮同軸電纜是否有接觸不良或損壞，轉(zhuǎn)機(jī)架時(shí)電纜輕微晃動導(dǎo)致電離室信號傳輸不暢），測量發(fā)現(xiàn)電纜正常，裝回試機(jī)，故障未消除；由于該加速器電離室更換僅半年，因此判斷電離室及電離室控制信號電路故障可能性比較小。

1.3.3 電源故障排除

查13區(qū)電壓值正常，接地線良好，未發(fā)現(xiàn)問題。Bending coarse/Bending fine 等part 1設(shè)置值和part 4實(shí)際值幾乎無差別，用示波器測PFN、MV 等波形均正常，排除微波部分故障。

至此，基本排除槍燈絲、電離室信號檢測電路、電離室本身、微波等各部分問題；維修陷入僵局，后經(jīng)仔細(xì)分析LV PSU：6MV Benging coarse，part 1：40，part 4：39.9，認(rèn)為束流及其控制電路故障可能性比較大，繼續(xù)回到束流及其控制電路進(jìn)行檢查。

1.3.4 檢查束流及控制電路

重點(diǎn)繼續(xù)檢查Bending coarse LV PSU。6MV X 線：萬用 表 測Bending coarse 電 壓4.15～4.25微 小 波 動，Bending coarse Part 1：40， part 4：39.9～40.1波 動；part 1：170時(shí)，part 4：165.9，拔出13A/13B/13C PCB 驅(qū)動板后，不帶負(fù)載測FS 13A/13B/13C 輸入波，為干凈標(biāo)準(zhǔn)20 V/50 Hz 正弦波，A/B/C 相位各差120度；插入13A/13B/13C PCB 驅(qū)動板后positive 測輸出波形為4 個峰，認(rèn)為與正常波形有差別（圖1）；考慮應(yīng)該是Bending coarse 可控硅出現(xiàn)問題，檢查可控硅發(fā)現(xiàn)可控硅C 正極輸出銅片根部斷裂，重新焊接后試機(jī)，加速器恢復(fù)正常。

2 結(jié)果

Bending coarse part1：40， part4： 40，萬用表測positive：4.25VDC 穩(wěn)定，修復(fù)前在4.15～4.25反復(fù)變化，示波器測positive 波形：恢復(fù)正常（圖2～3）。自動模式，2R ctrl I part 4：穩(wěn)定；手動模式，2R Err：穩(wěn)定。

3 小結(jié)

圖1 故障時(shí)Bending coarse positive 測得電壓異常波形（交流耦合）

圖2 Bending coarse positive 測得正常電壓波形：4VDC 上疊加0.4 V/3.33 ms，

圖3 正常后測得Bending coarse positive 正常波形（交流耦合）

本故障有一個明顯的現(xiàn)象：有時(shí)報(bào)2R Err，有時(shí)報(bào)2R I ctrl，表現(xiàn)為：2R（Auto）：2R Ctrl I 反復(fù)變化，-15～-165變化幅度大。變化值超過100時(shí)報(bào)2R I Ctrl，反之報(bào)2R Err，2R（manual）：2R Err 反復(fù)變化；-20～20變化幅度大。分析其原因?yàn)锽ending coarse 電流波動導(dǎo)致束流來回飄動，2R 伺服來回調(diào)整。出現(xiàn)此類故障首先應(yīng)查13區(qū)LV PSU，可測輸入/輸出波形來判斷，可能是Bending 可控硅出問題。本例中C 可控硅正極輸出端子有裂紋，可控硅本身只是接觸不良，所以Bending coarse 電流/電壓值改變并不明顯。

醫(yī)用直線加速器是一種結(jié)構(gòu)復(fù)雜的大型醫(yī)用放射治療設(shè)備，是采用高能物理量治療腫瘤患者的新型治療設(shè)備[4]，要求維修人員必須熟練掌握加速器的結(jié)構(gòu)和原理，維修時(shí)不可憑借主觀經(jīng)驗(yàn)，應(yīng)根據(jù)故障現(xiàn)象結(jié)合機(jī)器工作原理仔細(xì)分析，重點(diǎn)分析每一個細(xì)節(jié)，做到在維修中盡量少走彎路，提升維修效率，縮短設(shè)備的故障停機(jī)時(shí)間[5]。