西門子PRIMUS-E直線加速器多頁光柵無聯鎖報警故障處理

陳偉，何海

內江市第二人民醫院 放療科，四川 內江 641000

引言

西門子公司雖然已經退出直線加速器市場，但西門子直線加速器仍有許多單位在使用。我院西門子PRIMUS-E型直線加速器，于2008年1月投入使用，已運行10年左右。經過我院及西門子維修工程師的共同努力，定期維護保養，設備運行期間內，除更換過磁控管、閘流管等易損件外，并無其他大型配件的更換，現該加速器運行狀況良好，劑量輸出穩定性、平坦度、對稱性、重復性，光野重合度、機架及機頭到位精度等[1]較好，能夠滿足國家相關法律法規的要求。

我院西門子PRIMUS-E型直線加速器，主要配置為：6 MV、10 MV X線，5、7、8、10 Mev電子線，內置29對MLC；能夠進行普通放射治療、三維適形放射治療（3D-CRT）、靜態調強（Step and Shoot，IMRT），現每天治療病人約60人左右，其中一半以上為調強放療病人。

本文就該加速器在2017年運行過程中出現的數次多頁光柵無聯鎖報警故障現象的處理過程加以分析和總結，以供同行參考。

1 故障現象

自2017年4月起，我院加速器運行過程中已發生數次多頁光柵無聯鎖報警故障（圖1），圖1為最近一次發生故障時所拍攝的照片，圖1中發生故障的為X2第15號頁片。當發生此故障時，該頁片停止運動，無法完成打開或閉合，并且無與多頁光柵相關的聯鎖報警出現[2-4]。通過加速器控制臺與多頁光柵控制機柜復位均無法消除此故障，利用加速器手控盒上的OPEN和CLOSE鍵單獨控制該頁片亦無法完成[5-8]。

2 故障處理

因無故障代碼，廠家及醫院的維修工程師無法從代碼上分析故障原因，利用維修工程師的多頁光柵測試軟件，進行測試時也沒有發現與故障葉片相關的問題。通過深入分析，發現當故障發生時，主要表現在頁片無法運動且無聯鎖報警代碼，而加速器仍能正常出束，且故障頁片之外的其他頁片可正常工作。因此，該故障應主要集中在多頁光柵的控制部分上，而與加速器的其他部分無關[9-10]。由于除故障頁片外其他頁片的運行仍正常，那么說明多頁光柵的整套控制系統應工作正常[11-13]。我們對故障頁片所對應的控制組件及相關線路進行了排查，最終決定對故障頁片的控制組件進行更換，以此觀察故障是否能排除。

圖1 多頁光柵發生無聯鎖故障

西門子PRIMUS-E型直線加速器內置多頁光柵的運動控制組件，主要包含電機、編碼器、阻值為1 kΩ的電位器、傳動及相應的固定裝置組成，其機械結構，見圖2所示。圖2中的運動控制組件已拆除1個編碼器、1個電位器，完整的控制組件應包含2個電機、2個編碼器及2個電位器，可控制2根頁片的運動。在進行控制組件的更換時，依據圖3所示的控制組件在機頭上的排布圖，可找到故障頁片所對應的那一組控制組件在機頭上的實際位置。

圖2 西門直線加速器內置多頁光柵運動控制單元

在第1次出現該故障時，即X1的第17號頁片停止工作，為了節約時間及判斷故障之所在，我們對該頁片所對應的運動控制組件即R17和R24整套（電機、電位器、編碼器、傳動及固定裝置已經由廠家組裝好）進行更換，組件更換完成后光柵恢復正常工作。而在之后的幾次故障處理中，我們只對故障頁片所對的控制電機進行了更換，更換之后光柵工作良好。

我們對拆下控制組件的電位器進行阻值及靈敏度進行測試均表現良好，對電機進行24 V加壓測試時其運轉狀態亦表現良好，而編碼器一般則不容易壞。當我們對拆下的電機進行進一步的拆解時，發現電機內部的電刷磨損嚴重，導致其接觸不良，從而發生運行時間一久便停止工作的現象，而加壓測試時沒有顯現出故障，應與運行環境和運行時間有關。

圖3 西門子直線加速器內置多頁光柵機頭運動控制單元排布圖

3 小結

自2017年4月以來，在已出現的數次多頁光柵無聯鎖報警故障中，我們已更換X1的R17、R18、R24以及X2的L15幾組控制組件，在控制組件的更換上也積累了相應的經驗，現將更換過程中的一些注意事項例舉出來以供參考：

（1）將多頁光柵的X開到10（X1為-5，X2為+5）此時電位器的阻值剛好為500 Ω，Y鉛門為0即完全閉合，可防止東西掉入機頭內部。

（2）將機架轉到180°，按圖3在機頭上找到故障頁片所對應的控制組件位置，此時應注意機械維修時的頁片順序與工作模式下的頁片順序是反向的，所以在確定故障頁片序號時一定要按維修順序重新確定，才能在機頭上準確的找到其對應控制組件，節約時間。

（3）在回裝控制組件之前，如果有更換電位器，須用萬用表測量電位器的阻值并撥動前端的轉軸，使其剛好為500 Ω，如果電位器的阻值偏差過大，很難再通過其他手段校準回去。

（4）如果只更換控制組件上的電機或電位器，那么就需要取下它們相應的固定裝置以及轉軸上的傳動齒輪，在操作的時候需要特別注意力度的控制以及工具的選擇，因控制組件上螺釘的硬度均較低，十分容易出現滑絲，從而導致無法進行拆裝。

（5）控制組件回裝時還應注意對頁片的松緊度進行調整，過緊則頁片及齒輪間磨損加大，過松則頁片精度達不到要求。

（6）因電機運行速率已儲存在多光柵控制機柜中可不必校準，但需對整個該組頁片重新進行四點位（-10、0、10、20）的位置校準[14-16]，當該組所有頁片的位置精度達到誤差要求時方可投入使用。

4 討論

我科所發生的數次多頁光柵無聯鎖故障現象，究其主要原因還是在于設備運行年限過久，多頁光柵控制組件上元器件老化所致。經過數個月的觀察，控制組件更換后的頁片運行狀況良好，更換相應的控制組件是處理此故障的有效方法。光柵控制組件可拆分為電機、電位器、編碼器、傳動及固定裝置，但光柵控制組件在機頭上的實際結構復雜程度遠比圖3所示的排布圖要復雜得多，大多數時候需要將機頭上的所有附屬配件拆除后才能進行控制組件的更換。在較順利的情況下更換一整套已經組裝好的控制組件需2～3名工程師合作，整個過程耗時約2 h，如果只是更換控制電機或電位器那么耗時將更久。

西門子PRIMUS-E型直線加速器內置29對多頁光柵的控制組件有數十套之多，雖不至于全部更換，但在配件的使用壽命達到之后，發生故障的組件會越來越多。直接更換一整套已組裝好的控制組件雖可節省一定的人力及時間成本，也能避免拆壞組件上其他配件，但需要花費數萬元之巨。那么對于經費不是很充足，且沒有對多頁光柵進行投保的科室而言，最經濟的辦法就是單獨購買控制組件上的電機及電位器，對發生故障頁片控制組件進行部份更換，當然這對維修人員的要求也就更高。