WDVE-6型醫(yī)用電子直線加速器劑量率偏低的原因分析與維修

劉亞軍，李衛(wèi)東

1.陜西省漢中市中心醫(yī)院 放療科，陜西 漢中 723000; 2.深圳市奧力源電子有限公司，廣東 深圳 518000

WDVE-6型醫(yī)用電子直線加速器劑量率偏低的原因分析與維修

劉亞軍1，李衛(wèi)東2

1.陜西省漢中市中心醫(yī)院 放療科，陜西 漢中 723000; 2.深圳市奧力源電子有限公司，廣東 深圳 518000

本文分析了WDVE-6型醫(yī)用加速器的劑量率對(duì)治療的影響，劑量率偏低的4大主要原因及維修方法，并附實(shí)例說明。

醫(yī)用電子直線加速器；加速管；磁控管；醫(yī)療設(shè)備維修

0 前言

WDVE-6/100醫(yī)用電子直線加速器是低能量單光子（6MVX射線）加速器，國(guó)產(chǎn)主流加速器機(jī)型也是這種類型，不同廠家生產(chǎn)的加速器的主要部件、基本結(jié)構(gòu)、工作原理、控制方式基本相同。此類型加速器在使用或維修過程中出現(xiàn)加速器束流（劑量率）偏低的故障時(shí)，使用和維修人員最關(guān)心的是：加速器治療效果是否正常，加速器繼續(xù)使用會(huì)不會(huì)損壞該設(shè)備的主要部件，劑量率偏低的原因，以及如何維修。

6MV低能加速器多數(shù)采用二極電子槍的駐波加速管，直束式（沒有電子偏轉(zhuǎn)磁鐵），射線輸出能量是由加速管決定的一個(gè)固定值（6MV左右）。加速器劑量率大小是指每1min平均的劑量（cGy/min），加速器的高壓出束是工作在脈沖狀態(tài)，每束射線的脈沖時(shí)間4μs左右，每s出200～250個(gè)脈沖，即加速器束流實(shí)際不是連續(xù)的，是脈沖束流。綜合能量的恒定和束流的脈沖性，加速器的劑量率不太低的情況下，治療效果不會(huì)受到影響。但在旋轉(zhuǎn)拉弧放射治療和適形調(diào)強(qiáng)放療時(shí)，對(duì)劑量率要求既不能偏低又要穩(wěn)定，所以對(duì)加速器劑量率偏低和不穩(wěn)定原因的分析及維修在日常工作中非常重要。

加速器的劑量率大小的主要決定因素有以下幾項(xiàng)：①加速管的效率；② 磁控管的功率；③ 波導(dǎo)的傳輸效率（主要是四端或三端環(huán)流器的效率）；④ 高壓電壓的大小，脈沖寬度和重復(fù)頻率。下面根據(jù)這4大因素，并結(jié)合維修的實(shí)例作分析。

1 加速管的效率影響

WDVE-6采用的加速管初始能量為700～900cGy/min，這樣的話，不同的管就有可能在同樣的工作條件下劑量率差別為20%左右。加速管壽命將要終止時(shí)，導(dǎo)致電子槍老化（燈絲變細(xì)，電阻變大），發(fā)射不足（當(dāng)然也有非正常的發(fā)射不足，比如真空漏氣損壞電子槍或單純的電子槍問題），劑量率變低（一般已持續(xù)1個(gè)月的時(shí)間）。這時(shí)加大加速管的燈絲（電壓正常值一般2.3V），有可能使劑量率上升。測(cè)量電子槍的燈絲電壓有時(shí)會(huì)超過14V VAC，說明加速管已老化，應(yīng)該更換。

2 磁控管的功率問題

M5193的標(biāo)稱能量為2.6MW，可能有2.4～3.0MW的偏差（不同的工作條件下），10%的劑量率偏差。如加速器正常工作時(shí)劑量率為180 cGy/min，其他狀況不變的條件下，在短時(shí)間內(nèi)（一般指半個(gè)月）劑量率下降到150 cGy/min左右，再過半個(gè)月劑量率下降到120 cGy/min左右，則表明磁控管已老化。磁控管老化劑量率會(huì)降低，劑量率下降過程中機(jī)器可能出現(xiàn)高壓打火、過流，此時(shí)最可能損壞設(shè)備或其他主要部件（閘流管、波導(dǎo)、環(huán)流管、加速器），所以應(yīng)該及時(shí)更換磁控管。不能因?yàn)槿杂袆┝枯敵龆^續(xù)使用磁控管。M5193的使用時(shí)間為250～1000h。磁控管的自動(dòng)穩(wěn)頻系統(tǒng)（AFC）工作不正常或磁控管AFC驅(qū)動(dòng)電機(jī)的限位松動(dòng)或剛好AFC的劑量率最高位移出轉(zhuǎn)動(dòng)范圍，也會(huì)出現(xiàn)劑量率偏低的問題。若電機(jī)限位不到位，醫(yī)院維修人員打開機(jī)殼，觀察劑量達(dá)到最大值時(shí)，限位擋塊不在中間位置請(qǐng)調(diào)整到正常位置。如果是AFC問題，最好請(qǐng)廠家專業(yè)人員來維修或參考AFC原理及調(diào)整方法的提示來操作。

3 波導(dǎo)和環(huán)流器的問題

波導(dǎo)的內(nèi)表面應(yīng)該平整干凈，如果使用時(shí)間太長(zhǎng)會(huì)引起氧化或因?yàn)椴▽?dǎo)內(nèi)打火導(dǎo)致波導(dǎo)有損缺，不純凈的F12氣體會(huì)污染波導(dǎo)。最易受損的是方圓轉(zhuǎn)換波導(dǎo)和軟波導(dǎo)。波導(dǎo)受損會(huì)導(dǎo)致傳輸效率下降（在出束過程結(jié)束后即刻觸摸軟波導(dǎo)，可感覺到溫度有上升），打開波導(dǎo)查看，若發(fā)現(xiàn)有問題應(yīng)及時(shí)更換。

環(huán)流器可以說是加速器的第三重要部件。一般來說，國(guó)產(chǎn)的環(huán)流器四端的效率比三端的低，不同批次的環(huán)流器的效率也會(huì)有10%～20%的效率偏差，所以環(huán)流器的質(zhì)量也很重要。磁控管輸入到加速管的微波的相位（環(huán)流器的貼鐵）的調(diào)整，在環(huán)流器的磁鐵邊上貼上鐵片，觀察劑量率大小的變化（其他因素不變），當(dāng)然鐵片少更好, 多了會(huì)影響隔離度。

操作方法：拔出前向波輸入線，以監(jiān)測(cè)二極管的輸出。如果機(jī)器正常情況下，手動(dòng)調(diào)諧磁控管頻率（AFC），可觀察到不同的波形變化，參見圖1、圖2、圖3。如果只有圖③狀態(tài)，一般是四端環(huán)流器有問題。

圖1 微波全饋入

圖2 微波半反射

圖3 微波全反射

環(huán)流器內(nèi)充F12氣體壓力不足（可能是氣體聯(lián)鎖電路故障）或充了含水的F12氣體，導(dǎo)致環(huán)流器內(nèi)部微波打火。這時(shí)，出現(xiàn)MOD故障或高壓過流故障。如果高壓加不上、劑量率下降，就表明環(huán)流器已損壞。

4 高壓脈沖的問題

如果加速器出現(xiàn)高壓過流而高壓不上開，可以用假負(fù)載代替磁控管作檢驗(yàn)。如果這樣能將高壓提升到正常值（脈沖電流100～110A）,說明磁控管有問題，如果該磁控管使用時(shí)間未達(dá)到保證值，一般是磁控管漏氣（損壞）。如果高壓仍加不上，可能屬以下幾種情況：

（1）觀察脈沖變壓器的脈沖波形，若有雜亂干擾波，再聽脈沖變壓器的聲音是否異常，以判斷脈沖變壓器是否正常。

（2）如果有備用的閘流管，換閘流管試試，以檢測(cè)此項(xiàng)是否正常。

（3）高壓脈沖波形的高壓變低的另一種可能是高壓接觸器的三級(jí)跳接觸器有些觸點(diǎn)老化（接觸器、三相調(diào)壓器），或者是外電網(wǎng)/穩(wěn)壓電源的三相電不平衡。

（4）調(diào)制器的反峰硅堆損壞，六相高壓整流硅堆有一相損壞（高壓會(huì)有高低跳動(dòng)）。

（5）高壓變壓器打火，或線圈有短路（變壓器發(fā)熱），加速器劑量率降低或偏低，影響設(shè)備的治療效果，出現(xiàn)的故障還有可能會(huì)損壞主要部件。

加速器屬大型醫(yī)療設(shè)備、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，引起的故障和原因也繁雜，維修人員工作時(shí)應(yīng)認(rèn)真細(xì)致，特別是涉及高壓部件檢測(cè)時(shí)要注意安全，先分析后動(dòng)手，做到有效及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題、解決問題。

[1] 顧本廣.醫(yī)用加速器[M].北京:科學(xué)出版社,2003.

[2] 王京陵,鄭玲.醫(yī)用直線加速器劑量率故障的關(guān)鍵因素[J].醫(yī)療衛(wèi)生裝備,2005,26(6):74.

[3] 李軍科,張廣武,石毅力.醫(yī)科達(dá)直線加速器AFC故障處理的體會(huì)[J].醫(yī)療設(shè)備信息, 2005,(8):56-57.

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[5] 李剛,吳同文. SL-18直線加速器高壓調(diào)制系統(tǒng)原理及檢修方法[J].醫(yī)療衛(wèi)生裝備,2006,(3):90.

The Reasons of the Low dose Rate Analysis and Maintenance Examples of WDVE - 6 Type Clinic Electronic Llinac

LIU Ya-jun1, LI Wei-dong2
1.Radiation Oncology Department,Shanxi Hanzhong Central Hospital ,Hanzhong Shanxi 723000,China;2.Shenzhen Austrian Power Electronics Co., Ltd., Guangdong Shenzhen 518000,China

TH789

B

10.3969/j.issn.1674-1633.2011.07.044

1674-1633(2011)07-0121-02

2010-12-08

作者郵箱：hzlyj0528@163.com