西門子ONCOR直線加速器脈沖調制系統故障維修

班衛華，李曉芳，盧海濱，梁兆寧，陶 瑩，梁力文

廣西省百色市人民醫院放療科，百色市，533000

西門子ONCOR直線加速器脈沖調制系統故障維修

【作 者】班衛華，李曉芳，盧海濱，梁兆寧，陶 瑩，梁力文

廣西省百色市人民醫院放療科，百色市，533000

該文介紹了西門子ONCOR直線加速器脈沖調制系統原理，并結合實際故障現象，描述了故障分析、維修過程及方法。

西門子加速器；調制系統原理；維修

我院2011年初購進西門子oNcoR直線加速器，醫用直線加速器是目前放射治療的主要設備，脈沖調制系統是直線加速器的重要組成部分，其性能直接影響到束流及射線的質量。在加速器的日常使用過程中，該系統故障相對較高，調制器為高壓、大電流部件，維修難度大并且有一定的危險性，如能詳細了解系統的原理和構造，將有助于及時地排除設備故障[1-3]。現將我院西門子oNcoR直線加速器脈沖調制系統故障判斷及維修過程及方法介紹如下，供同行參考。

1 脈沖調制系統原理

在西門子oNcoR直線加速器中，利用脈沖調制系統來得到盡可能高的加速電場，進而產生大功率的微波源，脈沖調制系統基本原理框架圖如圖1所示。由觸發器電路觸發脈沖調制器，產生一定功率的、一定重復頻率的和一定寬度、波形合適的高壓脈沖電壓，經過微波傳輸系統進入加速管[4]。因此加速器的性能及工作的穩定性與脈沖調制器產生的脈沖質量有著直接關系。

圖1 脈沖調制系統原理框架圖Fig.1 The frame of the principle of pulse modulation system

西門子oNcoR直線加速器的脈沖調制系統主要由高壓油箱、高壓抽屜電源、速調管及速調管燈絲電源和偏轉電源組成，高壓油箱包括：PFN網絡、低Q電路、脈沖變壓器、閘流管及相關檢測、觸發和保護電路[5]。系統工作時，由抽屜電源提供直流高壓電源，當有觸發信號注入高壓油箱，產生一定功率的脈沖電壓，由速調管放大微波，經過微波傳輸系統進入加速管。

2 故障現象

啟動數字直線加速器后，復位數字直線加速器電源，發現aux Interlock K2抽屜上的Vac SUP DS1指示燈不亮，及速調管真空(Vac)指示燈、速調管燈絲電源(FiL e, FIL 1)指示燈、速調管偏轉線圈電源(Sol1 I, Sol2 I, Sol3 I, Sol4 I)指示燈、微波輸入窗檢測到有反射波(VSWR)指示燈、微波系統內有打火(WG aRc)指示燈、偏轉電流(Bias current)指示燈、六氟化硫(SF6)指示燈、抽屜電源(charge System, charge Drawer)指示燈、外循環水(Facility Water)指示燈、速調管油箱(oil Temp)指示燈這些燈全部顯示紅色，重新復位數字直線加速器電源，仍然顯示紅色，此時數字直線加速器的操作電腦顯示屏報30號連鎖“MoDULaToR INcoMPLeTe”(調節器或速調管的某些連鎖未就緒)，造成數字直線加速器不能正常運行。

3 故障分析

根據西門子公司提供的維修手冊以及相關維修經驗，與aux Interlock K2調制器模塊和30號連鎖的有關的原因有：①外循環冷水機及內循環水機的水壓、水溫等存在問題；②本身的內置去離子水自循環次級水冷系統對速調管油箱、聚焦線圈、加速管、偏轉磁鐵、射線靶等高產熱部件的保護存在問題(如：閘流管)等；③與K2調制器模塊相關的高壓電源的各個回路或部件存在問題。

4 故障排除

首先，檢查外循環冷水機，水壓、水溫是否存在短時間波動現象，未發現異常。其次，檢查數字直線加速器內循環水機，水位、水壓及水溫等各項參數也都在正常工作范圍，并且對于內循環次級水系統進行電壓檢查，都未發現異常。再次，檢查內置去離子水自循環次級水冷系統對速調管油箱、聚焦線圈、加速管、偏轉磁鐵、射線靶等高產熱部件的保護都未發現異常。

拉出aux Interlock K2抽屜的連鎖板，根據維修手冊說明檢查開關S1，各個開關所處的狀態表1所示，處于正常狀態。

表1 S1各個開關所處的狀態Tab.1 The state of each switch of S1

測量X47、X52、X36、X48、X49、X50、X5的電壓值分別為：9.51 V、9.53 V、9.49 V、9.52 V、9.51 V、9.50 V、9.52 V，正常。測量K5 PS3、K5 PS2、K5 PS1、K5 PS4的電壓值為43 V、39 V、32 V、3.5 V，正常。測量X41至X42的電壓值為1.64 V，正常。aux Interlock K2抽屜上的Vac SUP DS1指示燈不亮，用高壓棒連接萬用表測量由K2調制器到速調管的連接線K10 P5的輸出高壓值才有36 V，查看維修手冊發現輸出高壓值大約在5 kV左右，由此說明K2調制器給速調管提供高壓電源損壞。查看電路圖圖紙，如圖2所示，可發現輸出高壓是由一個高壓直流電源提供的，具體型號為UM6P20L，發現其輸入為24 V/1 a的直流電壓，經過UM6P20L變壓為6 kV/3.33 ma的直流高電壓。檢查測量點+VIN和-VIN之間有輸入電壓24 V，高壓輸出端HVoUT未有高壓輸出，可以確定直流高壓模塊損壞。另外，采購新的電源更換上去，Vac SUP DS1指示燈變亮，檢測各個參數，調節優化各個參數在誤差范圍內。復位數字直線加速器電源，K2調制器模塊板面上所有指示燈變綠色，機器恢復正常。

圖2 K2調制器速調管高壓真空電源電路圖Fig.2 The circuit diagram of high pressure vacuum power of modulator klystron for K2

5 總結

30號連鎖是西門子oNcoR直線加速器最為常見的連鎖之一，其出現的頻率較高，如果不能及時得到解決，勢必影響到腫瘤患者的治療。本文通過對西門子oNcoR直線加速器脈沖調制系統原理的說明，由30號連鎖現象和aux Interlock K2調制器模塊板上顯示燈顯示情況來分析其起因，逐漸排除所有可能產生30號連鎖以及K2調制器模塊板上顯示紅燈的所有故障，使設備盡快得到維修。

總之，西門子oNcoR直線加速器的維修都要進入到維修模式，然后根據原理說明和錯誤代碼所提示的信息，結合西門子公司提供的維修資料進行分析。找出與故障所有的關聯，逐一排查。對于高端、結構復雜的全進口西門子數字直線加速器，作為物理師和維修工程師要透徹理解直線加速器所執行步驟的各項原理及工作流程，多積累維修經驗，盡量借助西門子公司配有的維修資料并多和西門子維修工程師交流吸取他們的經驗來檢測故障所在。當機子出現故障時，盡可能在最短時間內做出準確判斷，快速地解決故障，保證機器正常運行[6]。

[1] 孫東. 醫用電子直線加速器脈沖調制器檢修流程[J]. 醫療設備信息, 2005, 20 (8): 57-58.

[2] 陳俊, 王雪桃. 西門子PrimusH直線加速器脈沖調制系統原理與故障分析[J]. 醫療衛生裝備, 2012, 33(12): 146-147.

[3] 雷烈. 醫用直線加速器調制器部分原理及故障維修[J]. 中國醫學裝備, 2007, 4(5) :40-41.

[4] 顧廣本. 醫用加速器[M]. 北京: 科學出版社, 2003.

[5] 楊紹洲. 醫用電子直線加速器[M]. 北京: 人民軍醫出版社, 2003.

[6] 班衛華, 范向華, 等. 西門子oNcoR直線加速器治療床數顯故障維修[J]. 中國醫療設備, 2014: 29(01): 135-136.

The Maintenance of Pulse Modulation System of Siemens ONCOR Linear Accelerator

【 Writers 】BAN Weihua, LI Xiaofang, LU Haibin, LIANG Zhaoning, TAO Ying, LIANG Liwen
Department of Radiotherapy, Guangxi Province Baise City People's Hospital, Baise, 533000

Siemens linear accelerator, principle of modulator system, maintenance

TL53；TH774

A

10.3969/j.issn.1671-7104.2016.03.021

1671-7104(2016)03-0230-02

2015-12-22

班衛華，e-mail：bwh96@163.com

【 Abstract 】This paper mainly introduces the principle of the pulse modulation system of ONCOR Siemens Oncor linear accelerator, then describe the analysis, maintenance processes and methods of faults.