醫科達Compact 電子直線加速器開機預熱過程系列故障

鞏麗娜，郭明

鄒平市人民醫院 （山東濱州 256200）

自1895年倫琴教授發現X 線，許多物理學家都在積極地研究和探索X 線的應用。由于X 線具有的穿透性、熒光作用、感光作用、生物效應，決定了其在醫療和工業探索上有重大的應用價值。尤其是在現代醫學中，X 線的應用越來越廣泛，如診斷醫學中的常規透視和攝影、數字減影血管造影（digital subtraction angiography，DSA）、X 線計算機輔助斷層掃描成像裝置（X-CT）等[1]。

由于X 線具有明顯的生物效應，還用于治療，特別是惡性腫瘤患者的治療。高能X 線通過電離作用、康普頓效應及電子對與人體組織相互作用，引發系列生物效應，使細胞DNA 單鏈或雙鏈發生斷裂，細胞受到抑制、破壞甚至死亡，從而達到治療腫瘤患者的目的。治療用高能X 線不同于臨床診斷用Kv 級的X 線，其能量一般可達到4～25 MV。電子直線加速器是產生高能X 線的主要設備，由加速管（駐波或行波）、微波功率源（磁控管或速調管）、高壓調制器、微波傳輸系統、電子槍、束流系統、真空系統、恒溫水冷系統、治療床和各種電路控制系統組成，是一種高精密醫療設備[2]。加速器的設計涉及許多學科和技術領域，如高能物理、微波理論、劑量測量技術、電子真空技術、無線電技術、計算機技術等。在加速器使用中為保障設備安全運行，從開機預熱到安全出束狀態，歷經低壓上電、高壓上電、系統初始化、各系統測試等步驟。

1 醫科達Compact 電子直線加速器開機相關流程

醫科達Compact 電子直線加速器是醫科達北研在加速器BJ-6B 基礎上改進的，其開機流程如下：打開加速器的總隔離開關，+24 V 直流電源SP-3通電，按下操作臺控制盒[通電（I）]按鈕；繼電器RL4通過治療室墻上6個不同位置安裝的EMERGENCGY Switches 開關→Sw-OFF（關機按鈕）開關常閉接電點→Sw-ON（開機按鈕）開關常開接點，得到+24 V 供電，繼電器RL4吸合并自鎖；繼電器RL3通過RL4常開接點得到+24 V 供電，吸合，使上位機FEC 上電（交流220 V）；同時電源PSU 和SP-2上電，此時按下上位機啟動按鈕，系統開始初始化，連鎖測試水壓、水溫、波導內氣壓；測試完成后開始預熱電子槍、磁控管等，約15 min，設備預熱完成，加速器進入正常出束狀態。

2 故障一

2.1 故障現象

按下開機按鈕，開機設備無反應。

2.2 分析與檢修

首先考慮供電是否正常，進入治療室用萬用表交流“電壓擋”測試配電箱，主供電三相交流380 V供電正常；三相交流電經穩壓器輸出后供給加速器，但穩壓器有電壓輸入無電壓輸出，同時穩壓器面板顯示處于停止狀態，重新按穩壓器啟動鍵，穩壓器不能啟動；咨詢穩壓器生產廠家得知此穩壓器有相序保護裝置，三相交流電壓相序有變化時，穩壓器將啟動保護裝置，無法啟動；電話咨詢醫院供電室，醫院總線檢修且調相，按穩壓器說明復位相序保護裝置按鈕，啟動穩壓器，穩壓器輸出正常，加速器供電正常，按下啟動開關，加速器正常啟動。

3 故障二

3.1 故障現象

按下控制臺開機按鈕，設備無反應。

3.2 分析與檢修

此故障現象與上述故障類似，首先檢測加速器供電，用萬用表測試穩壓器輸出正常，加速器供電正常，用萬用表直流擋測直流SP-3電源輸出+24 V正常，但繼電器RL4沒有吸合，考慮RL4供電通路有斷路；用萬用表“二極管”擋分別測試6個緊急停機開關的通斷狀態，萬用表均提示“short”狀態，無斷路；RL4通路無斷路，+24 V電源正常，RL4不吸合，考慮RL4兩端電壓不正常，低于繼電器吸合電壓，而引起電壓下降的原因是通路阻值過大，導致繼電器兩端欠壓，不吸合；改用萬用表“歐姆擋”，重新測試6個緊急停機開關，其中兩個內阻較大，打開開關發現開關接點有銹點，于是更換開關；重新開機，加速器正常開機。

4 故障三

4.1 故障現象

按下控制臺開機按鈕，控制臺上位機、下位機加電正常，進入初始化時出現：上位機、下位機通訊超時。

4.2 分析與檢修

上位機、下位機加電正常，說明低壓上電控制正常。上位機與下位機由串口通過電纜X11H 連接，如果電纜中有斷路或接口端接點接觸不良，都會引發上、下位機通訊異常；從上、下位機分別拔下電纜兩端，用萬用表“二極管”擋，逐個測試兩端接觸腳，未發現斷路；重新插上電纜并對兩段加以固定，開機加電，上、下位機加電正常且沒有出現通訊超時故障，從而斷定故障是由電纜松動，接觸不良引起的。

5 故障四

5.1 故障現象

開機，加速器加電正常，初始化正常，進行狀態測試，上位機故障提示欄顯示“氣路欠壓”。

5.2 分析與檢修

加速器波導管中充有SF6（高純度），它是微波傳輸的介質，而“氣路欠壓”說明波導管傳輸系統內SF6壓力低于設定值。進入治療室，觀察與波導管連接的氣壓表，顯示氣壓為0.13 Bar，低于設定值0.15 Bar；打開充氣瓶重新對波導系統加氣，加到0.17 Bar略高于設定值時，故障消失。

設備正常運行一周后，再次出現“氣路欠壓”故障。由于波導系統密封性較高，理論上，幾個月內不需要加氣，所以短時間內連續出現“氣路欠壓”，說明波導系統微滲漏；采用鹵素檢測儀，調高靈敏度，逐個檢測波導系統連接處，包括氣體壓傳輸管、四端環流器接口、磁控管與波導管接口等，發現磁控管與波導管接口處有微滲漏；重新松開接口端，整圈固定螺栓，平衡每個螺栓位置，再次擰緊固定，然后重新加氣并用鹵素檢測儀檢測，無明顯滲漏現象，設備正常運行，短時間內未再次出現“氣路欠壓”現象。

6 故障五

6.1 故障現象

按下開機按鈕，加速器上電正常，初始化正常，預熱正常；關閉治療室防護鉛門進行出束時，出現“門未關閉”故障提示。

6.2 分析與檢修

加速器正常工作時，為保障輻射安全，設有“門機連鎖”保護，只有防護門關閉，才能正常出束；故障提示“門未關閉”，但此時防護門已經關閉，考慮“門機連鎖”開關出現問題；用手接觸“門機連鎖”開關時，發現開關處于臨界狀態，開關與防護門接觸不徹底；重新調整防護門的到位開關狀態，使防護門與“門機連鎖”開關完全壓合，“門未關閉”故障消除，機器正常進入出束狀態。

7 小結

上述醫科達Compact 電子直線加速器的故障雖小，但在日常工作中比較常見，影響設備的安全運行，所以需要維修工程師了解加速器的工作原理，總結加速器故障的維修經驗，在發生故障的第一時間及時有效地對加速器進行維修，以保證臨床治療工作的正常開展。