醫用電子直線加速器的維修維護及質量控制

吳振明，胡道坤

廣東省廣州市南方醫科大學南方醫院放療科 (廣東廣州 510515)

醫用電子直線加速器是腫瘤放射治療中的核心設備，其運行質量關系著腫瘤患者的治療效果，因此，臨床對于設備的功能、精度和控制等有著極其嚴格的要求。隨著腫瘤患者數量的增加，很多放射治療機構中的設備長期處于滿負荷運轉狀態，因此，要求其必須具備較強的穩定性。基于此，做好醫用電子直線加速器的維修維護和質量控制工作顯得十分重要。本文從醫用電子直線加速器的優點和工作原理出發，就其維修維護和質量控制措施進行了探討，希望能夠為醫用電子直線加速器的使用管理提供借鑒。

1 醫用電子直線加速器概述及工作原理

1.1 醫用電子直線加速器概述

醫用電子直線加速器是一種借助微波電磁場實現對電子進行加速，確保其能夠進行直線運動的裝置，在臨床上被用于對腫瘤或者其他病灶的放射治療。醫用電子直線加速器可以產生具備較高能量的電子線和X線，具有照射時間短、劑量率高、穩定性好等特點。除此之外，醫用電子直線加速器的優點還有很多，如多檔位、多光子、無衰變等，可以人為控制射線的產生，而且源焦點極小，基本不會出現幾何半影問題，也不需要對放射源進行存儲和更換，在不使用的情況下不會對醫護人員的身體以及環境造成任何危害。同時，醫用電子直線加速器能夠根據患者病灶的位置，對射線的類型和能量進行選擇，有著更加廣闊的治療范圍，而且在線束邊緣位置十分清晰，扁平化的等劑量曲線能夠得到更理想的劑量分布，也可以采取多樣化的手段來對劑量分布情況進行調整，因此可以很好地適應絕大部分腫瘤的形狀，取得安全、可靠的治療效果[1]。

1.2 醫用電子直線加速器的工作原理

醫用電子直線加速器的工作原理：將電子源和微波輸入裝置安裝在真空加速管的一段，并且在另一端設置可以移動的靶；由交變正負電位峰構成的微波束會沿真空加速管光速移動，注入真空加速管中的電子在被正電位峰吸引的同時，會被負電位峰排斥，從而實現加速，經過加速后電子能夠被直接引出，用于病變的治療，也可以在打靶后，發射X線進行治療。

2 醫用電子直線加速器維修維護及質量控制

2.1 醫用電子直線加速器維修維護措施

2.1.1束流系統故障處理

束流系統是醫用電子直線加速器的核心部分，其主要功能是產生和調整輻射束，因此，束流系統的工作狀態將會對輻射束的指標產生決定作用，必須予以足夠的重視。束流系統的常見故障有很多，大致可以分為束流軟故障和束流硬故障，前者表現為劑量率下降或者束流分布不對稱等，不同的機型有著不同的報錯代碼頁[2]，不過維修原理基本一致；后者表現有很多，如電離室故障、電子槍故障、磁控管故障等。

以束流硬故障中的磁控管故障為例，對其處理措施進行分析。磁控管故障現象有很多，不同的現象需要采用不同的維修措施：一是預熱電路故障，需要借助專業設備進行檢查，如果是傳輸線故障，需要對其進行更換，如果是觸發板故障，則應該根據實際情況進行處理；二是磁控管打火故障，一般是因為傳輸線路絕緣不夠或者真空系統不足引發，需要做好全面檢查，對于無觸發的情況，應該先檢查觸發電路，再檢查高壓部分；三是自動頻率控制(automatic frequency control，AFC)系統故障，可以分為兩種情況，對于穩頻伺服故障，需要對伺服電路進行檢查，對于加速管取樣故障，可以使用記錄示波器進行測量和檢查。束流故障類型多樣，維修維護難度大，涉及的器件價格高昂，如果醫院檢修人員無法確定故障原因，應該交給廠家進行維修[3]。

2.1.2運控系統故障處理

在醫用電子直線加速器使用過程中，運控系統的故障率較高，包括驅動故障、控制線路故障等，現對其進行簡單分析：一是驅動故障(一般是電機故障或者電源故障)表現為控制電路信號正常，但是運動部分異常動作或者無動作，需要工作人員對操作反應進行觀察，若繼電器運行正常，基本可以確定為驅動電機或者電源問題，依次測試即可找出故障的原因，其中故障不穩定是最難進行判斷和維修的情況，需要依照電路圖對故障進行查找，做好線路的分段檢查，觀察電壓值是否正常，若故障時好時壞，多是存在接觸不良，需要檢修人員觀察設備處于何種狀態時會出現故障、故障又會在什么狀態消失、期間出現哪些變化，實現對故障的快速定位和處理；二是控制線路故障，表現為操作指令下達后拒動或誤動[4]，故障點一般只有1個，解決后可以完成故障的修復，在對故障進行處理時，需要先觀察控制繼電器是否正常工作，如果繼電器沒有動作，應該對線路信號進行檢查，對照電路圖分析信號異常的位置和原因，并進行相應的調整或者更換，若繼電器觸點存在虛接的情況，應該對其進行更換，此外，集成化的電路板使現場維修人員一般只能對是否存在故障進行判斷，而不進行維修，如果是電路板故障，應該優先更換備用板，在沒有備用板的情況下，需要將電路板交給專業人員進行維修處理。在控制線路故障處理中，需要強調具體問題具體分析，在保證醫用電子直線加速器設備完整性和安全性的同時，盡量提高故障的解決速度，減少對正常醫療活動的影響。

2.1.3機械系統故障處理

醫用電子直線加速器屬于精密儀器，對于各種零部件的裝配精度有著非常嚴格的要求，為了能夠保障治療效果，操作人員應該對其進行經常檢查，對偏差及時進行調整。同時，在醫用電子直線加速器中，部分運動元件和傳動部件都具備一定的使用壽命，在長期使用的情況下也會出現磨損和失效的問題，必須進行定期調整和更換。醫用電子直線加速器中的機械系統故障分為兩種情況：一是精度故障，比較常見的部位有治療床、輻射頭、旋轉機架等，其與等中心精度存在密切關聯[5]，應該分別進行故障檢查，通常來講，輻射頭的精度存在較大的零漂，需要通過對其內部光學系統以及十字叉私盤的調整來進行檢查校核，此外，治療床與旋轉機架的調整一般都是在安裝時進行，固定后基本不會變動，如果需要變化，可以通過底座的調整來實現，其中旋轉機架需要由廠家專業人員進行操作，另外，在進行機械系統維修維護的過程中，還應該重視輻射頭旋轉精度調整、電動楔形板走位精度調整以及偏心過濾器精度調整等；二是磨損失效故障，包括傳動阻力增大、部件磨損變形等，故障現象十分明顯，在找出故障位置后，對磨損部件進行更換即可。醫用電子直線加速器有一套完善的質量控制標準和檢測方法，技術人員需要以此為參照，定期檢測機械精度，如果發現誤差超過允許范圍，必須及時進行調整，而從保障機械系統正常穩定運行的角度來講，也應該做好日常保養維護工作，如可以對運動部件和軌道定期加注潤滑油、清理灰塵和油泥等[6]。

2.1.4真空系統故障處理

真空系統故障可以分為兩種類型：一是真空功率源故障(多數體現在離子泵方面)，第一種情況是離子泵因為長期使用性能下降，或者出現損壞，引發真空系統故障，對于此類問題，維修人員需要先對離子泵進行檢查，如供電正常但離子泵無法工作，則基本可以判斷是離子泵發生了損壞，需要對其進行更換，如果供電正常且離子泵工作，但是真空度無法達到正常運行標準，則判斷是離子泵出現了老化，同樣需要進行更換[7]，第二種情況則是離子泵的電源故障，對離子泵電壓進行測量，如果發現數值異常，應該檢查離子泵的電源電路，明確故障的具體位置和原因，并且對其進行解決，保證離子泵的正常供電；二是真空組件故障，一般表現為真空組件的密封性差，或者波導窗的隔離效果不理想，該故障雖然并不經常出現，但解決難度大，往往需要交給廠家的專業技術人員處理，特別是在對真空組件進行更換時，如果缺乏有效密封或者混入了過多的雜質，會影響離子泵的正常運行，工作人員需要對離子泵的狀態進行觀察，若離子泵過熱，需要先將其關閉，以免離子泵在高溫下被燒毀[8]。

2.1.5循環系統故障處理

該設備的循環系統主要是指恒溫水循環系統，其最為常見的故障是控制電路故障和報水循環故障，在對故障進行維修處理時，需要先將被檢查對象放在水泵上，如果確認水泵可以正常運行，則應該依次檢查水冷卻部分、溫控電路部分以及分流電磁閥部分；如果上述幾個部分都能夠正常運行，則應該查看循環水是否充足、水壓表的數值是否正常，確認不存在異常后，檢查循環水路，觀察是否存在截流或者漏水的問題[9]，之后再查看下水速度及流量，對比標準數值，若水流速度偏慢，則判斷可能是因為水體中雜質導致水路管道阻塞，造成流量降低無法滿足設備的運行需求，同時也可能是因為在對管路進行鋪設的過程中缺乏合理規劃而導致管路存在比較嚴重的彎曲現象，從而引發水路閉塞，針對這樣的問題，只需要重新對管路進行鋪設，消除擠壓和過度彎曲，就可以有效解決[10]。

2.2 醫用電子直線加速器的質量控制對策

2.2.1安裝驗收

醫用電子直線加速器的安裝質量會對其運行產生直接影響，初次安裝精度能夠決定其長期使用精度，因此，必須予以足夠的重視。基建工作完成后，醫用電子直線加速器的安裝作業就可以開始，應重點注意：一是在對機座、治療床等進行安裝的過程中，應該明確其相對于基坑中心位置的尺寸，做到精準、牢固；二是在對線路進行鋪設的過程中，應該避免出現相互纏繞、過度彎曲以及線路緊繃的問題[11]，為穿墻線路留出足夠的空間，鋪設完成后需要對線路的完整性進行檢查；三是高壓部件和輻射頭等的安裝，需要嚴格依照安裝手冊的要求進行，避免出現擠壓、磕碰，保障作業安全；四是機械等中心調校，作為醫用電子直線加速器中的一個核心指標，等中心對于臨床治療精度的影響巨大，在相關規范中要求等中心精度直徑不超過2 mm，而實踐中加速器調試的精度能夠達到1 mm以內[12]，由于治療床和機架旋轉中心安裝固定后基本不會對等中心精度進行調整，如果后期使用中誤差超出允許范圍，則調整難度較大，因此在安裝環節應該盡可能減小誤差；五是控制室系統的安裝必須保證接線正確，連線合理，避免線路的散放和交叉，對長度過大的線路進行處理；六是在所有系統安裝完成后需要檢查安裝是否正確，避免遺漏，并依照相關標準對系統進行調試，最后安裝設備外殼，對機房進行整理[13]。

醫用電子直線加速器安裝完成后的驗收同樣非常重要，需要由廠家工程師和醫院專業技術人員共同進行，依照合同要求對設備的性能、采購清單和技術資料進行檢查，從醫院的角度，在驗收環節應該嚴格依照驗收手冊的要求，關注各項指標方法的準確性，一些可以調節的指標應該結合臨床需求要求廠家將其調試的更加精準和穩定。

2.2.2質量控制

醫用電子直線加速器是腫瘤放射治療的核心設備，如果設備出現問題，即使科學合理的治療方案也無法達到預期治療效果，因此，必須切實做好醫用電子直線加速器的質量控制工作[14]。

醫用電子直線加速器的質量控制包括治療設備和模擬設備參數的檢測和調整、加速器劑量監測系統的校對、治療計劃系統數據的檢測等。考慮到設備本身的精密性，多數醫院都會通過購買保修合同的方式來為加速器提供保修，在每一次保養和大修結束后都需要依照質量保證的要求，做好檢查工作，對維修保養情況進行記錄。另外，醫院還需要建立完善的質量控制體系，制定具備良好可行性的執行和檢查程序，以保證質量控制措施的順利執行[15]。

3 結束語

醫用電子直線加速器的結構精密復雜，操作煩瑣，使用要求嚴格，對于維修和質量控制有著很高的要求，需要醫院制定出完善的直報體系，保證治療安全，并且加強對于設備使用人員和維護人員的培訓工作，提升其專業素質。近年來，醫用電子直線加速器的更新換代速度不斷加快，每一次更新換代都意味著放射治療技術的飛躍發展，也對人員的能力和素質提出了更高要求。醫院相關人員只有保持不斷學習，對自身專業知識進行更新，才能充分發揮醫用電子直線加速器的性能，為臨床治療工作提供更加穩定的環境，確保治療計劃的順利執行，提升治療的成功率，保障腫瘤患者治療的安全有效。