放療直線加速器設(shè)備的典型故障與維修措施研究

鄭大偉，劉博宇，鎖威

（吉林省腫瘤醫(yī)院，吉林 長(zhǎng)春 130012）

腫瘤放射治療多采用放療直線加速器設(shè)備，其中醫(yī)科達(dá)Synergy和infinity相對(duì)常見。腫瘤放射性治療期間，放療直線加速器設(shè)備作為粒子加速裝置，通過微波電磁場(chǎng)加速電子，發(fā)出高能X射線以及電子線，實(shí)現(xiàn)對(duì)患者腫瘤、病灶的放射治療。但是放療直線加速器設(shè)備的應(yīng)用，難免會(huì)出現(xiàn)故障，故障不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決，必然會(huì)影響到設(shè)備的正常使用以及醫(yī)療工作。所以，對(duì)于放療直線加速器設(shè)備，需要加強(qiáng)對(duì)故障維修的重視，總結(jié)該設(shè)備典型故障，總結(jié)維修建議，以此提高醫(yī)療管理水平。

1 放療直線加速器設(shè)備

醫(yī)用直線加速器設(shè)備在腫瘤放療領(lǐng)域，是非常重要的微波電子加速器，在電子自微波電磁加速場(chǎng)中采集能量，沿直線軌道完成加速運(yùn)動(dòng)，技術(shù)參數(shù)見表1?？偨Y(jié)該設(shè)備的運(yùn)行原理，即通過集合微波理論，使電子能夠在微波電磁場(chǎng)中，沿指定直線軌跡運(yùn)動(dòng)，其間完成能量集聚，并通過回旋加速器，可以產(chǎn)生高能電子線以及光子線，作用于臨床治療。

表1 醫(yī)用直線加速器設(shè)備技術(shù)參數(shù)

根據(jù)電磁場(chǎng)形式的差異，加速器設(shè)備有駐波型加速器和行波型加速器兩種。駐波型加速器的電子槍與加速管，屬于一體化結(jié)構(gòu)，在滲入氧化、鎢間熱式陰極效應(yīng)的作用下，可以形成高能電子線，這是其發(fā)射能力得以提升的關(guān)鍵。行波型加速器則是依靠單向微波傳輸，與前者相比，此類型加速器的電子槍通減速器并非為一體化結(jié)構(gòu)，考慮到電場(chǎng)強(qiáng)度大，所以具有很高的電子線能量。

本文以醫(yī)科達(dá)Synergy和infinity為對(duì)象（如圖1、2），醫(yī)科達(dá)Infinity應(yīng)用到新一代一體化數(shù)字控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)突破了放療極限。利用超高劑量率、高速高分辨率、高精度多葉光柵、精準(zhǔn)清晰影像引導(dǎo)解決方案，提高了治療效率，這也使腫瘤放療技術(shù)進(jìn)入新的時(shí)期。醫(yī)科達(dá)Synergy屬于高級(jí)多功能直線加速器，支持調(diào)強(qiáng)放射治療以及影像引導(dǎo)放射治療。醫(yī)科達(dá)Synergy在放射治療中應(yīng)用，消除了內(nèi)部器官運(yùn)動(dòng)、患者調(diào)整之間形成的誤差，醫(yī)生治療過程中，可以在相同參考框架中，對(duì)治療位置進(jìn)行分析，采集CT圖像，為患者的治療提供幫助。

圖1 醫(yī)科達(dá) Synergy設(shè)備

圖2 醫(yī)科達(dá) infinity設(shè)備

2 放療直線加速器設(shè)備的典型故障與維修對(duì)策

2.1 線路故障與維修

放療直線加速器設(shè)備由諸多電器元件、控制電路組成，如果線路出現(xiàn)故障，必將影響該設(shè)備的正常使用?？偨Y(jié)設(shè)備運(yùn)行中的常見線路故障，主要有短路、斷路等。如果發(fā)生線路短路故障，將會(huì)增加保險(xiǎn)絲運(yùn)輸點(diǎn)的實(shí)際流量，導(dǎo)致保險(xiǎn)絲發(fā)熱或熔斷。如果發(fā)生斷路，線路則無電流通過，這也會(huì)影響設(shè)備的整體使用。另外，放療直線加速器設(shè)備的長(zhǎng)時(shí)間使用，將會(huì)造成設(shè)備內(nèi)部電氣元件故障。若已經(jīng)超出設(shè)備的使用年限，還會(huì)增加故障發(fā)生的頻率。當(dāng)加速器很長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)均在加速、旋轉(zhuǎn)的工作狀態(tài)，線路摩擦過渡，同樣會(huì)導(dǎo)致線路故障?；诖耍ㄗh維修人員重點(diǎn)檢查設(shè)備的性能，若發(fā)現(xiàn)線路故障，務(wù)必要馬上組織排查與處理，必要時(shí)可以更換新線路。

2.2 機(jī)械故障與維修

設(shè)備在治療中應(yīng)用，機(jī)械故障是十分常見的故障之一。當(dāng)已經(jīng)確認(rèn)了放療規(guī)劃后，設(shè)備運(yùn)行期間，發(fā)現(xiàn)準(zhǔn)直器與常規(guī)位置規(guī)定不符，葉片也面臨不到位現(xiàn)象。切換至服務(wù)模式，很大可能會(huì)出現(xiàn)葉片卡死的故障，即便增加電流，葉片仍然無法運(yùn)轉(zhuǎn)。針對(duì)以上故障進(jìn)行維修與檢查，建議在設(shè)備準(zhǔn)備階段后，開啟start按鈕，此時(shí)發(fā)出報(bào)錯(cuò)信號(hào)，設(shè)備上顯示HTCONK。維修人員可以先切換繼電器位置觀察窗，并按下啟動(dòng)鍵，隨即發(fā)現(xiàn)CONK從0切換為1，若DIE板正常運(yùn)行，代表繼電器存在故障，隨后可以進(jìn)行針對(duì)性的拆卸以及維修，待設(shè)備恢復(fù)正常運(yùn)行狀態(tài)，再將其重組。應(yīng)用操作臺(tái)期間，沒有任何報(bào)警提示，但依然不出束。對(duì)此現(xiàn)象，維修人員可以使用萬用表檢測(cè)電壓，若測(cè)量電壓正常，可以按下出束鍵，其間觀察是否有打火現(xiàn)象。維修人員還需檢查電離室內(nèi)電纜線，是否有咬斷現(xiàn)象，由此便可排除機(jī)械故障。

2.3 控制系統(tǒng)故障與維修

放療直線加速器設(shè)備在治療中應(yīng)用，控制系統(tǒng)體現(xiàn)出精密性的特點(diǎn)，但其也比較容易發(fā)生故障，甚至?xí)绊懻７暖煓z測(cè)。例如，葉片運(yùn)動(dòng)過程中，速度突然下降，從指定位置可以發(fā)現(xiàn)發(fā)光點(diǎn)有發(fā)紅的現(xiàn)象，分析其原因可能是絲桿阻力大。針對(duì)此現(xiàn)象進(jìn)行維修，可以對(duì)調(diào)驅(qū)動(dòng)板。放療直線加速器設(shè)備面向模擬信號(hào)，可以替換為計(jì)算機(jī)能夠識(shí)別的數(shù)字，常設(shè)置為0、1，排查DIE板故障期間，切換為短接狀態(tài)，再判斷CONK顯示數(shù)值，從而大概確定根源故障具體位置，換新的驅(qū)動(dòng)板，由此便可以排除故障。設(shè)備采用多葉準(zhǔn)直器，降低了反光點(diǎn)亮度，識(shí)別多葉準(zhǔn)直器未知信號(hào)無法保證準(zhǔn)確性，導(dǎo)致設(shè)備中斷運(yùn)行。針對(duì)這一故障，建議維修人員在軟件中進(jìn)行調(diào)整，重新設(shè)置系統(tǒng)中的參數(shù)，直至各項(xiàng)參數(shù)均恢復(fù)正常。

3 優(yōu)化放療直線加速器設(shè)備運(yùn)行效果與性能的建議

3.1 增加電子元件的檢查頻率

放療直線加速器設(shè)備內(nèi)的電子元件作為重要組成，直接關(guān)系到設(shè)備的使用效果與性能。所以，建議醫(yī)院日常使用該設(shè)備時(shí)，需要定期檢查電子元件，并可以適當(dāng)增加檢查頻率。工作人員針對(duì)電子元件的檢查，若發(fā)現(xiàn)有元件不符合預(yù)期，建議馬上展開針對(duì)元件性能的全方位檢查，必要時(shí)，還可以更換新的元件。如果設(shè)備內(nèi)部存在磨損，工作人員需要檢查設(shè)備的外觀，做好已磨損元件的維修、更新工作，以免長(zhǎng)時(shí)間磨損導(dǎo)致?lián)p壞程度更加嚴(yán)重。放療直線加速器設(shè)備在治療中使用，工作人員需要組織設(shè)備的初期使用檢查，保證在治療中保持最佳運(yùn)行狀態(tài)，后續(xù)則要定期校準(zhǔn)與加固。針對(duì)該設(shè)備，醫(yī)院方面需要安裝溫度檢測(cè)系統(tǒng)，以此來測(cè)量水溫，并定期觀察水溫的變化，以免發(fā)生水溫過高的現(xiàn)象。

3.2 觀察元器件運(yùn)行指標(biāo)

放療直線加速器設(shè)備開始運(yùn)行后，設(shè)備內(nèi)的元件運(yùn)行指標(biāo)狀態(tài)要求非常高，而且只有滿足運(yùn)行指標(biāo)狀態(tài)要求，方可保證此設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性與高效習(xí)慣。這就需要醫(yī)院定期安排該設(shè)備元器件運(yùn)行指標(biāo)的檢查。

第一，工作人員實(shí)時(shí)觀察真空指標(biāo)。元器件本身可以直接反映出真空抽取程度，在治療中使用此設(shè)備的過程中，觀察指標(biāo)狀態(tài)，便可以有效獲取指標(biāo)狀態(tài)，如果指標(biāo)偏離可以馬上組織檢查元器件真空，快速控制故障。

第二，工作人員實(shí)時(shí)觀察設(shè)備運(yùn)行環(huán)境。此設(shè)備在運(yùn)行狀態(tài)下，需要眾多大功率器件的輔助，此類器件發(fā)熱速度快，工作人員觀察其發(fā)熱狀況，就可以有效規(guī)避環(huán)境溫度異常造成的嚴(yán)重后果。必要時(shí)，還可以在設(shè)備上安裝風(fēng)扇、水循環(huán)系統(tǒng)等散熱裝置，幫助設(shè)備散熱。但應(yīng)注意選擇安裝散熱裝置，必須定期對(duì)其進(jìn)行清理，以免大量灰塵堆積，降低散熱裝置的性能與運(yùn)行效率。

加強(qiáng)設(shè)備溫控，建議采用溫控系統(tǒng)?，F(xiàn)階段，醫(yī)院為了保證該設(shè)備的有效運(yùn)行，針對(duì)自動(dòng)溫控系統(tǒng)進(jìn)行了定期維護(hù)。其中加速管是以無氧銅為主要材料，但考慮到加速管比較容易受外界溫度的干擾，而且外界溫度一旦發(fā)生變化，將會(huì)導(dǎo)致加速管的收縮、膨脹，還會(huì)使其尺寸發(fā)生改變，降低加速管運(yùn)行頻率，并對(duì)加速管的工作狀態(tài)形成消極影響。另外，高速電子只有部分動(dòng)能可以轉(zhuǎn)化成X射線，大量動(dòng)能可以轉(zhuǎn)化成熱能，借助溫控系統(tǒng)中的水循環(huán)，可以帶走熱量。工作人員控制內(nèi)外循環(huán)水泵壓力，檢查散熱器的運(yùn)行狀態(tài)以及水質(zhì)，在循環(huán)水量減少速度快的情況下，檢查設(shè)備是否存在泄漏。設(shè)備的內(nèi)循環(huán)水必須要定期更換，一般是2～3周更換一次，確保良好的水質(zhì)。對(duì)于內(nèi)循環(huán)水，建議選擇去離子水，只有如此，才能夠保證水質(zhì)滿足要求。另外，工作人員還需定期 更換內(nèi)循環(huán)水管，一般最長(zhǎng)的使用時(shí)間不能超過3年，以免水管長(zhǎng)時(shí)間受射線照射，加速老化，或是水管破裂，因此造成滲水。

3.3 定期開展設(shè)備檢查與管理

放療直線加速器設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)具有復(fù)雜性，相關(guān)技術(shù)也涵蓋諸多類型，若是比較簡(jiǎn)單的問題，醫(yī)院需要通過日常維護(hù)與檢查解決，若是難度比較大的技術(shù)性故障，便需要由專業(yè)人士進(jìn)行處理。醫(yī)院針對(duì)此設(shè)備，可以建設(shè)檢修維護(hù)的在線網(wǎng)站，使用人員每次檢修情況，都需要及時(shí)上傳到網(wǎng)站中，管理人員可以直接在網(wǎng)站中，了解設(shè)備的所有使用性能和參數(shù)，醫(yī)院中的相關(guān)部門，需要配合檢修維護(hù)人員，對(duì)于設(shè)備出現(xiàn)的故障，要各個(gè)部門之間相互合作，排查發(fā)生故障的原因，解決設(shè)備故障的基礎(chǔ)上，也可以為以后預(yù)防同類故障提供參考。除此之外，醫(yī)院還需與設(shè)備的生產(chǎn)廣場(chǎng)廠家密切聯(lián)系，在發(fā)現(xiàn)故障的同時(shí)，可以馬上聯(lián)系廠家，由廠家安排專業(yè)技術(shù)人員解決故障問題。

3.4 控制設(shè)備空氣濕度

放療直線加速器設(shè)備內(nèi)部構(gòu)造的分析，發(fā)現(xiàn)有大量真空部件，如閘流管與磁控管。如果設(shè)備所在環(huán)境的濕度控制過高或過低，必然會(huì)導(dǎo)致設(shè)備損壞。這就需要醫(yī)院做好濕度控制，例如，可以設(shè)計(jì)濕度控制系統(tǒng)，安裝傳感器，自動(dòng)控制濕度。若傳感器發(fā)現(xiàn)濕度已經(jīng)大于70%，便需要自動(dòng)開啟去濕機(jī)，自動(dòng)降低周圍環(huán)境的濕度。通過此系統(tǒng)，可以使機(jī)房濕度始終地域70%，確保放療直線加速器設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，并且能夠避免閘流管、磁控管故障，達(dá)到節(jié)約設(shè)備使用成本的目的。

3.5 嚴(yán)格控制加速器機(jī)械精準(zhǔn)度

（1）定期檢查劑量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。對(duì)于溫度計(jì)氣壓計(jì)和現(xiàn)場(chǎng)計(jì)量?jī)x等儀器，可以直接由國(guó)家計(jì)量部門負(fù)責(zé)校對(duì)。針對(duì)處方劑量的測(cè)量，可以直接使用加速器計(jì)量?jī)x，這就需要工作人員檢驗(yàn)加速器治療儀在實(shí)際應(yīng)用中的穩(wěn)定性。（2）醫(yī)院的放射性治療中，治療計(jì)劃系統(tǒng)尤其要受到重視，利用治療計(jì)劃系統(tǒng)的控制，可以優(yōu)化治療方案，使治療更具精度。但需要注意的是，計(jì)算機(jī)軟硬件比較容易出現(xiàn)問題，而且會(huì)直接影響治療計(jì)劃設(shè)計(jì)，醫(yī)院中的工作人員需要參考現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)其進(jìn)行對(duì)比，尤其是數(shù)據(jù)的檢查，確保物理數(shù)據(jù)與治療計(jì)劃的準(zhǔn)確性，這也能夠?yàn)榛颊咧委熖峁┲Α?/p>

4 結(jié)語

綜上所述，放療直線加速器設(shè)備作為醫(yī)院放射治療的重要設(shè)備，對(duì)其進(jìn)行維護(hù)，一方面，可以優(yōu)化設(shè)備的使用效果；另一方面，則能夠避免因該設(shè)備出現(xiàn)故障，而造成的嚴(yán)重后果。對(duì)于醫(yī)院而言，需要開展針對(duì)該設(shè)備的日常維護(hù)與管理，如果面臨比較復(fù)雜且嚴(yán)重的技術(shù)性故障，則需要聯(lián)系廠家，安排技術(shù)人員負(fù)責(zé)處理。根據(jù)設(shè)備的典型故障，采取針對(duì)性的故障處理方法，從而盡快恢復(fù)設(shè)備運(yùn)行，投入放射治療中，為提高醫(yī)院治療水平以及放療直線加速器設(shè)備的使用質(zhì)效提供支持。