瓦里安23EX 直線加速器維修案例分析

莫怡杏，唐健豪

（佛山市第一人民醫(yī)院，廣東 佛山 528000）

通訊作者：唐健豪。

醫(yī)用電子直線加速器是腫瘤患者放射治療中最重要的設(shè)備之一，在各大醫(yī)院中已得到了廣泛應(yīng)用。直線加速器在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的使用已經(jīng)有了深厚的歷史背景。從早期的基礎(chǔ)X 射線設(shè)備到如今的先進(jìn)高能量直線加速器，這些技術(shù)的進(jìn)步為患者帶來了更精確和更高效的治療選擇。與傳統(tǒng)放療手段相比，直線加速器在治療精度和減少正常組織損傷方面都有顯著優(yōu)勢(shì)。然而，正如許多高端技術(shù)設(shè)備，直線加速器也可能遭遇技術(shù)故障或需要定期維護(hù)。為了確?；颊呓邮苓B續(xù)和有效的治療，保持設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行是至關(guān)重要的。適時(shí)的維護(hù)和修理不僅能確保設(shè)備的高效運(yùn)行，還能延長(zhǎng)其使用壽命，進(jìn)而為醫(yī)療機(jī)構(gòu)節(jié)省成本。更重要的是，快速的維修響應(yīng)可以減少因設(shè)備故障導(dǎo)致的治療延誤，確?；颊叩闹委煵皇苤袛?。

1 設(shè)備概述

醫(yī)用電子直線加速器由電子加速模塊、輻射調(diào)節(jié)模塊、劑量檢測(cè)模塊、運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)模塊、管理與控制模塊、溫度與充氣調(diào)控模塊。

1.1 電子加速模塊

電子直線加速器的核心是電子加速模塊，其功能是生成并加速電子。這個(gè)模塊由多個(gè)部件組成，包括加速管、微波系統(tǒng)、功率源和調(diào)制器。電子槍在加熱后釋放出電子，這些電子在電場(chǎng)的推動(dòng)下進(jìn)入加速結(jié)構(gòu)。根據(jù)設(shè)計(jì)，加速結(jié)構(gòu)可以是行波或駐波形式，其中駐波設(shè)計(jì)在相同的長(zhǎng)度下能夠提供更大的能量。微波功率源為加速結(jié)構(gòu)供電，而調(diào)制器為微波源提供脈沖電力。

1.2 輻射調(diào)節(jié)模塊

輻射調(diào)節(jié)模塊的目的是調(diào)整從加速模塊產(chǎn)生的輻射，以滿足放療的特定需求，例如，輻射的均勻性和輻射區(qū)域的大小。這個(gè)模塊包括靶材料、均勻化部件、散射片、定向器和光闌。靶材料用于產(chǎn)生X 射線，而均勻化部件確保輻射區(qū)域內(nèi)的X 射線分布均勻。

1.3 劑量跟蹤模塊

劑量跟蹤模塊的職責(zé)是在治療過程中實(shí)時(shí)監(jiān)控和記錄輻射劑量。這個(gè)模塊由電離室、放大器和劑量監(jiān)測(cè)儀組成。電離室產(chǎn)生代表輻射強(qiáng)度的信號(hào)，這些信號(hào)在經(jīng)過放大器放大后，由劑量監(jiān)測(cè)儀進(jìn)行記錄。

1.4 運(yùn)動(dòng)調(diào)控模塊

為了確保輻射始終精確地照射到患者的目標(biāo)區(qū)域，現(xiàn)代醫(yī)用電子直線加速器的設(shè)計(jì)遵循等中心原則。這意味著機(jī)器的所有移動(dòng)部件，如機(jī)架、輻射頭和治療床，都圍繞一個(gè)稱為等中心的點(diǎn)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。

1.5 管理與控制模塊

管理與控制模塊負(fù)責(zé)加速器的整體運(yùn)行和管理。它由各種電源、保護(hù)機(jī)制、自動(dòng)控制和程序控制組成，確保加速器的運(yùn)行既安全又高效。

1.6 溫度與充氣調(diào)控模塊

為了確保加速器的穩(wěn)定運(yùn)行，溫度調(diào)控模塊負(fù)責(zé)冷卻并帶走各部件在工作中產(chǎn)生的熱量。而充氣調(diào)控模塊則在微波系統(tǒng)被抽真空后充入絕緣氣體，如氮?dú)猓苑乐闺妶?chǎng)擊穿。

2 維修案例

2.1 案例1：HWFA 聯(lián)鎖故障

故障描述：在一次日常操作中，當(dāng)啟動(dòng)直線加速器并嘗試執(zhí)行BEAM ON 操作時(shí)，發(fā)現(xiàn)設(shè)備并未產(chǎn)生預(yù)期的束流。更令人擔(dān)憂的是，設(shè)備界面上出現(xiàn)了一個(gè)明顯的HWFA 聯(lián)鎖警告。

故障分析：面對(duì)這種情況，首先考慮最常見的可能性。由于加速器已經(jīng)運(yùn)行了相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間，懷疑操作鍵盤上的鑰匙開關(guān)可能出現(xiàn)了磨損或損壞。這種開關(guān)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)是由硬質(zhì)塑料制成的，長(zhǎng)時(shí)間的使用和摩擦可能導(dǎo)致其不完全閉合，從而影響束流的產(chǎn)生。但當(dāng)打開鍵盤并檢查這個(gè)開關(guān)時(shí)，發(fā)現(xiàn)它的內(nèi)部結(jié)構(gòu)是完好的，相關(guān)的接觸點(diǎn)也都是正常的。

為了進(jìn)一步診斷問題，我們決定進(jìn)入設(shè)備的維修模式。在這個(gè)模式下，我們觀察到一個(gè)名為DK BMOFF 的信號(hào)異常地呈現(xiàn)高電平狀態(tài)，這與正常情況下應(yīng)為的低電平狀態(tài)相反。通過進(jìn)一步的電壓測(cè)試，我們發(fā)現(xiàn)當(dāng)按下BEAM OFF 按鈕時(shí)，這個(gè)異常的高電平電壓會(huì)消失。這意味著從操作鍵盤到timer interface 的信號(hào)輸入是正常的，但timer interface 的輸出信號(hào)始終為高電平，這暗示該電路板可能存在故障。

解決方案：基于上述分析，我們決定更換疑似故障的timer interface 電路板。在替換新的電路板并重新啟動(dòng)設(shè)備后，加速器恢復(fù)了正常運(yùn)行，HWFA 聯(lián)鎖警告也消失了。

2.2 案例2：AIR 聯(lián)鎖故障

故障描述：在設(shè)備的正常運(yùn)行過程中，突然出現(xiàn)了GAS 聯(lián)鎖警告。這個(gè)聯(lián)鎖功能的設(shè)計(jì)初衷是為了確保機(jī)器內(nèi)部的SF6 氣體壓力維持在一個(gè)安全范圍內(nèi)。當(dāng)氣壓低于28Psi 時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)觸發(fā)這一聯(lián)鎖，作為一個(gè)預(yù)警機(jī)制，以防止設(shè)備因氣體壓力過低而導(dǎo)致的潛在故障。

故障分析：在接到GAS 聯(lián)鎖警告后，我們首先對(duì)SF6 氣壓表進(jìn)行了檢查。這個(gè)氣壓表位于設(shè)備的STAND左側(cè)，是監(jiān)測(cè)SF6 氣體壓力的關(guān)鍵儀器。檢查結(jié)果顯示，氣壓確實(shí)低于28Psi。為了解決這個(gè)問題，我們嘗試調(diào)整氣壓，使其處于30 ～32Psi。但盡管氣壓已經(jīng)調(diào)整到了正常范圍，GAS 聯(lián)鎖警告仍然頻繁出現(xiàn)。這使我們開始考慮其他可能的原因?？赡苁锹?lián)鎖的-12V 電壓通路出現(xiàn)了問題，或者是觸發(fā)聯(lián)鎖的壓力設(shè)置存在誤差。但在深入檢查這兩個(gè)部分后，這些猜測(cè)都被排除了。經(jīng)過一系列的檢查和測(cè)試，我們發(fā)現(xiàn)了真正的問題所在：波導(dǎo)系統(tǒng)存在漏氣的現(xiàn)象。由于其結(jié)構(gòu)和工作原理，微小的氣體泄漏可能不會(huì)立即影響其性能，但隨著時(shí)間的推移，氣體的累積損失會(huì)導(dǎo)致壓力下降，從而觸發(fā)GAS 聯(lián)鎖警告。這種慢速的漏氣現(xiàn)象是不易被發(fā)現(xiàn)的，因?yàn)樗赡苄枰欢螘r(shí)間才能對(duì)設(shè)備產(chǎn)生明顯的影響。

解決方案：為了徹底解決這個(gè)問題，我們決定更換整個(gè)波導(dǎo)系統(tǒng)。這是一個(gè)復(fù)雜的過程，需要確保新的波導(dǎo)系統(tǒng)與設(shè)備完美匹配，并且在安裝過程中不會(huì)對(duì)其他部分造成損害。經(jīng)過更換和一系列的測(cè)試后，設(shè)備重新啟動(dòng)。此次維修后，GAS 聯(lián)鎖警告不再出現(xiàn)，設(shè)備恢復(fù)了正常的工作狀態(tài)。

2.3 案例3：FLOW/PUMP 聯(lián)鎖故障

故障描述：在直線加速器的日常運(yùn)行中，突然出現(xiàn)了FLOW/PUMP 的聯(lián)鎖報(bào)警，導(dǎo)致整個(gè)加速器系統(tǒng)停機(jī)。為了查找原因，我們轉(zhuǎn)向了與加速器相關(guān)的冷水機(jī)系統(tǒng)。冷水機(jī)的顯示屏上出現(xiàn)了H1 的報(bào)警代碼，溫度顯示為42℃，明顯偏高，表現(xiàn)為過溫狀態(tài)。

故障分析：首先，我們注意到H1 的報(bào)警代碼，這是一個(gè)高壓報(bào)警，意味著壓縮機(jī)的排氣口壓力超出了正常范圍。結(jié)合直線加速器的FLOW/PUMP 聯(lián)鎖報(bào)警，初步懷疑是冷水機(jī)組的循環(huán)泵可能出現(xiàn)了故障或流量不足，導(dǎo)致制冷劑無法正常循環(huán)，從而引發(fā)壓縮機(jī)的壓力異常增高。進(jìn)一步檢查循環(huán)泵和相關(guān)流量傳感器，確實(shí)發(fā)現(xiàn)流量存在異常。此外，為了確保直線加速器的穩(wěn)定運(yùn)行，應(yīng)定期對(duì)其關(guān)聯(lián)的冷水機(jī)進(jìn)行檢查和維護(hù)，確保制冷劑可以正常循環(huán)。特別是在高溫和高負(fù)荷的情況下，更應(yīng)加強(qiáng)設(shè)備的日常巡檢。

解決方案：我們對(duì)冷水機(jī)的循環(huán)泵進(jìn)行了檢查和維護(hù)，并清潔了相關(guān)的流量傳感器。經(jīng)過這一處理，流量恢復(fù)正常，直線加速器的FLOW/PUMP 聯(lián)鎖報(bào)警得到了解除，直線加速器恢復(fù)正常運(yùn)行。

3 結(jié)語

在醫(yī)療領(lǐng)域，設(shè)備的正常運(yùn)行是確?；颊甙踩吞峁└哔|(zhì)量醫(yī)療服務(wù)的關(guān)鍵。瓦里安直線加速器23EX 作為一種先進(jìn)的醫(yī)療設(shè)備，其性能和穩(wěn)定性對(duì)于放射治療的成功至關(guān)重要。因此，對(duì)這種設(shè)備的維修不僅是恢復(fù)其功能，更是確保患者接受到最佳治療。在臨床使用中，維修工程師應(yīng)經(jīng)常進(jìn)行預(yù)防性的檢修工作，同時(shí)仔細(xì)觀察故障特點(diǎn)，準(zhǔn)確實(shí)施維修工作，減少故障排除時(shí)間，保障放射治療的正常進(jìn)行。

隨著醫(yī)院腫瘤患者數(shù)量的不斷增多，對(duì)直線加速器的治療需求也在不斷增加。直線加速器的日常維護(hù)及維修要求也在不斷提高，若不能及時(shí)維修，會(huì)嚴(yán)重影響患者的正常治療，可能導(dǎo)致治療延誤，進(jìn)而增加患者的健康風(fēng)險(xiǎn)。維修不僅可以延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命，而且可以避免由于設(shè)備故障導(dǎo)致的患者治療中斷，從而確保醫(yī)療服務(wù)的連續(xù)性。此外，定期維護(hù)和維修也能夠提前發(fā)現(xiàn)潛在的問題，避免更大的故障和更高的維修成本。