醫科達Precise直線加速器光學系統的基本原理、故障處理及維護

于志遠，李燊

赤峰學院附屬醫院放療科 （內蒙古赤峰 024000）

隨著精確放療的廣泛開展，臨床對直線加速器的要求越來越高，多葉準直器（MLC）作為適形的主要工具，在放療過程中發揮非常重要的作用。MLC葉片運動故障是直線加速器最常見的故障[1-3]，其多由機械故障、光學系統故障和電路故障引起。現主要針對MLC光學系統故障作簡單分析。

1 光學系統的基本原理

1.1 光學系統的構成與功能

Precise直線加速器配置MLCi型治療頭，該治療頭包含控制系統、機械系統、電子系統和光學系統4個部分[4]。控制系統由加速器治療控制系統、遠程終端和限束裝置電子組件組成；機械系統主要包括40對葉片、2對鎢門和電動楔形板等；電子系統主要用來進行直線加速器控制系統數據的傳輸；光學系統由射野燈、反光鏡、分光鏡、聚酯薄膜反射鏡、葉片反光點、攝像頭反光鏡和攝像頭等組成，其可將射野燈的光投射到患者表面，模擬束流的照射位置，還可將射野燈的光投射到葉片的反光點及4個參考反光點上，反射的光傳到攝像頭系統，以此來確定葉片的位置。

1.2 光學系統的原理

射野燈的光經過射野反光鏡將光反射到分光鏡，其中25%的光束經分光鏡透射出去，75%的光束經分光鏡反射到聚酯薄膜反射鏡，通過聚酯薄膜反射鏡將光束反射到葉片反光點上，光束經過垂直照射反光點后再一次反射至聚酯薄膜反射鏡，經聚酯薄膜反射鏡反射及分光鏡的透射，最多有18.75%的光束透射并通過攝像頭反光鏡反射至攝像頭，攝像頭將捕捉到的圖像傳至CCU，CCU再將射頻信號傳到直線加速器，并通過RTU組件從直線加速器柜接收視頻同步信號[5]。見圖1。

當計算機加載處方后，控制系統向MLC電動機驅動板傳達指令，電機驅動絲桿旋轉，帶動葉片運動，當對應葉片在顯示器上的紅色指示消失，電動機停止旋轉，此時葉片達到相應位置。

2 常見故障及處理

圖1 光學系統光路

MLC故障為直線加速器常見故障，其中部分故障由光學系統引起。圖1中光路的每一部分都可能造成MLC不能正常工作。醫科達Precise直線加速器光野燈設計為常亮狀態，極易老化，使用一段時間后光亮度變弱，inhibits欄報類 似 Lost Leaf X2-Not Found、2nd Refl Search-Not Found 聯鎖，此時首先提高光野燈電壓，最高可調至12擋，若調高電壓聯鎖仍不消失，再適度調節光圈，通常經此調節MLC可以恢復正常工作。若聯鎖仍存在，則更換光野燈，并根據MLC反光點的亮度適度調低光野燈電壓和光圈至合適值，故障即可消除。

光學系統中射野反光鏡、分光鏡和聚酯薄膜反射鏡灰塵堆積過多，也可以造成光亮變暗，影響攝像頭采集葉片的信息，顯示MLC故障，清洗鏡片可以有效解決上述問題。首先按順序拆除鉛擋塊和電動楔形板，將鉛擋塊放置在方凳上，然后緩慢拆卸光學組件（圖2），將其置于鉛擋塊上。射野反光鏡和分光鏡是玻璃鏡片，可將其拆下，在流動水下用紗布蘸洗滌靈輕輕擦拭，待清洗干凈后放置晾干，防止水滴落在電離室上致其損壞，而后再安裝到光學組件上。聚酯薄膜反射鏡長期處于輻射場中，質脆，不建議清洗，直至其徹底損壞再更換新的反射鏡即可。攝像頭在工作一段時間后，通常其采光會變差，屏幕上MLC顯示會變小、變暗，且故障較頻繁，此時可觀察item 2217 part 101值，用該值除以410，接近3.5則代表攝像頭性能變差，亟需更換。

3 維護

3.1 更換反光點

MLC長期處于輻射場中，葉片反光點年久老化，屏幕上MLC顯示出現變圓、缺角的現象。若上述處理方法仍不能有效解決故障，可考慮更換反光點，且40對葉片反光點和參考反光點要同時更換，防止反光點明暗不一而導致新的錯誤。

圖2 Precise直線加速器光學組件

3.1.1 準備工具

安全條、更換反光點專用支架、反光點、手術刀片、吊帶、滑輪、無水乙醇、棉簽、9 V焊有導線的電池。

3.1.2 起吊小機頭

首先，準備好滑輪并檢查其上下、左右運動是否正常，開機，將機架旋轉至0°，開30×40照射野，轉床到側面，機架轉到180°，旋轉小機頭到90°，將專用支架放置在滑輪橫向運動軌跡下方靠近小機頭位置，并保證固定支架轉動的螺母在鎖死狀態，用安全條固定住機架；關掉ICCA降加速器狀態，拆加速器罩殼和防碰環，按順序拆掉鉛擋塊、動態楔形板和光學系統組件，安裝4個吊環以起吊小機頭；準備好后拆小機頭的8顆固定螺釘，注意其中2顆需要拆掉扁平電纜和接口板，將拆掉的扁平電纜用較軟的物品固定在機臂上；將專用吊帶穿過吊環掛在滑輪上面，緩慢起吊同時觀察小機頭高度，使其超過定位銷，并保證機頭平衡；繼續提到一定高度，緩慢平移到支架的位置并下放到一定高度，用8顆螺釘將小機頭固定在支架上，之后找蓋板放在電離室上面，防止異物掉落損壞電離室；松掉支架轉動的固定螺母，轉到反光點向上的位置并對其進行固定；標記電動機與電動機驅動板的對應關系，然后斷開兩者之間的連接。

3.1.3 更換

用9 V帶有導線的電池連通電動機，驅動單個葉片向中心運動，待葉片至容易操作的位置，用手術刀片刮掉上面舊的反光點，為防止新的貼不穩，必須將舊反光點刮干凈，同時保證碎屑不要掉進小機頭；準備好后粘貼新的反光點，并確保反光點沒有起泡或剝落，表面平整，無凹痕；用刀片將反光點修剪到正確大小，然后用9 V電池將換好反光點的葉片拉回；40對葉片逐一進行更換，該過程操作空間小，注意力需高度集中，因此建議中途休息2～3次，以防疲勞導致操作不穩，使得更換的葉片質量不理想；取掉參考反光點位置的長方形擋塊，更換參考反光點；待4個反光點都換完后，檢查每個反光點是否都符合標準，安裝長方形擋塊，并用濕棉簽清理反光點表面；將小機頭旋轉起吊，緩慢移至定位銷里，然后裝其他螺釘，并保證每顆螺釘擰緊，接好扁平電纜和接口板；按順序將攝像頭、楔形板和擋塊裝好，開ICCA升狀態；檢查葉片完整性，運動是否正常，反光點的明暗、數目，一切正常后開始校準。

3.2 光學校準

（1）進行光野垂直度的校準，將機架和小機頭都置于0°，床面SSD=100 cm，開40×40照射野，在床面上放置一鋼板尺，將帶圓孔的一頭伸出床面并固定，在圓孔于地面投影處鋪上坐標紙并用膠帶固定，用記號筆標記好圓孔投影的位置；將小機頭旋轉180°，再觀察圓孔投影的位置，并記錄與初始位置偏移的距離，以向X2方向偏移1 mm為例，通過調節聚酯薄膜反射鏡螺母將投影向X1方向調0.5 mm，然后重新對準坐標紙標記好的位置，將小機頭轉回0°，觀察圓孔投影與180°標記位置的偏移情況；如此往復，調到無論如何旋轉小機頭，圓孔投影的位置都不變為止。（2）進行十字線的校準，將機架和小機頭都置于0°，坐標紙上畫出十字并置于床面上，使其SSD=100 cm，開40×40照射野，移動坐標紙使兩者十字重合，固定坐標紙，然后旋轉小機頭180°，觀察十字線的變化情況，以向Y1方向偏移2 mm為例，將十字膜向Y2方向移動1 mm，然后重新對準十字線，將小機頭旋轉回0°，觀察兩者的偏差。反復上述調整，直到小機頭無論如何旋轉，十字線的中心與坐標紙的中心在同一位置。（3）進入service模式，在MLC下Calibrate Video Lines和 Calibrate Reference Reflectors調 video line和4個參考反光點紅線在虛影的中間。（4）將機架和小機頭置于0°，床面鋪坐標紙并使SSD=100 cm，在MLC下Display Shape Codes打開 Minor offset shape，對準十字線，觀察MLC投影是否在±7.5 mm處，若有偏差，逐一調回正確位置；調好后，打開Leaves only（30×30），觀察左右兩側投影對稱情況，Save MLC Calibration。

4 小結

由光學系統故障引起的MLC故障非常常見，處理得當，可以有效避免或減少日后此類故障的發生。在日常使用中留意MLC反光點的亮度，及時調節光野燈電壓可以有效延長燈泡的使用壽命。以我院8 h/d工作量統計，光野燈每6個月更換1次，射野反光鏡和分光鏡每6個月進行1次徹底清洗，MLC反光點每3年更換1次即可保證光學組件正常運行，并能有效減少因光線變弱導致的MLC機械故障。此外，對于風沙較大的地區，通風系統導致沙塵進入室內也應引起注意，應及時除塵并定期對MLC進行保養，保證設備的正常運行。