西門子PRIMUS 直線加速器機架旋轉機構故障解決實例

張忻宇

惠州市中心人民醫院 （廣東惠州 516001）

機械運動控制系統是醫用直線加速器的重要組成部分，主要包括機架、輻射頭、鎢門（光闌）和治療床等，其作用是實現特定形狀的輻射束從靶區表面的多個方向攝入，滿足調強放射治療臨床靶區的劑量要求[1]。其中，機架是整個機械運動控制系統中的重要組成部件，承載了直線加速器的加速管、準直器、電離室等核心組件，其旋轉準確性及穩定性直接影響直線加速器的臨床使用[2-3]。控制機架旋轉運動并提供旋轉動力的部分為旋轉機構，其主要由傳動裝置、驅動電機、減速裝置、控制監測部分組成[4]。現將我院使用的西門子PRIMUS 直線加速器近期出現的兩例機架旋轉機構故障報道如下，以供臨床工程師參考。

1 故障一

1.1 故障現象

西門子PRIMUS 直線加速器在治療過程中機架停止旋轉，設備出現Interlock63#連鎖，導致無法治療。

1.2 故障分析和處理

首先，進入設備維修模式，可見設備連鎖類型為Interlock63#下的Error53 （gantry positioning error），提示設備出現機架旋轉故障；其次，檢查機架驅動控制部分，測量機架旋轉驅動控制電路G31模塊的輸入電壓，顯示DC12 V、DC5 V、DC±15 V 均正常；隨后，檢查機架傳動模塊，機架傳動鏈條連接正常、松緊度正常，與傳動齒輪咬合正常，但由于設備使用年限過長及設備日常保養工作欠缺，導致傳動齒輪咬合部分存在雜質碎屑，遂使用機油清洗、潤滑，之后，使用機架后側的旋轉直控驅動模塊旋轉機架，機架可緩慢旋轉但運動過程存在卡頓；進一步，檢查機架驅動電機，發現驅動電機供電電壓正常，然后將電機脫線，引出兩端供電電線，測量發現阻值偏小，判斷驅動電機可能存在故障；機架在使用后側驅動模塊測試運動過程中，未聽到剎車通電后松開馬達的聲音，判斷亦存在剎車控制部分故障；經上述分析，初步判斷為驅動電機及剎車組件故障，采取整體更換驅動電機模塊的方式；更換后再次檢查機架傳動模塊及承重平衡情況無誤后，測試設備機架旋轉，連鎖消除，設備恢復正常。此類驅動電機模塊故障在機架旋轉機構的故障現象中較為頻發，多呈現驅動電機、剎車組件、控制電位器等元器件故障，通過整體更換驅動組件的方式可高效解決故障問題。

2 故障二

2.1 故障現象

直線加速器在機架旋轉過程中出現Interlock63#連鎖，通過復位設備狀態操作可有效清除，但后續旋轉治療過程中仍會出現故障連鎖，故障偶發，影響治療效率。

2.2 故障分析和處理

首先確定故障類型，為Interlock63#下的Error59（gantry over current），提示設備出現機架旋轉控制故障；檢查機架驅動控制電路供電電壓及機架傳動模塊，可發現故障一排查的問題在此故障現象中測試正常；進一步檢查發現，機架傳動模塊中的機架轉動軸承是靈活的，但機架轉動限位開關未發生作用，可鎖定故障區域為S32模塊，該模塊主要用于控制機架的旋轉觸發；使用手控盒手動轉動機架，觀察S32模塊的工作情況，發現在觸發轉動過程中未聽到繼電器S32[K1]吸合的聲音，而正常工作狀態下，在機架側旁應可聽到清晰的繼電器吸合聲；強制手動吸合K1繼電器，控制機架旋轉，機架轉動正常未出現連鎖；使用手控盒發送機架轉動命令，同時測量發現K1繼電器的A1、A2輸入控制端未測得控制電壓，隨即檢查繼電器控制電路（見圖1），發現手動調整S32 PCB1電路板上的J5端子接插角度，連鎖偶發；拆開端子，繼續按照控制電路測量，發現S32 J5-24、S32 J5-25兩引腳接觸不良；最后，取下S32PCB1 J5端子，焊接上1個全新的37腳J5端子，機架轉動正常，連鎖消除。此類驅動控制模塊故障在機架旋轉機構故障中亦較為常見，由于設備工作時間長，受工作環境溫度、濕度變化影響較大，多呈現控制電路模塊元器件故障，通過準確排查找出故障原因可高效解決故障問題。

圖1 S32 PCB1 機架旋轉機構旋轉運動控制電路

3 小結

機架旋轉機構在直線加速器旋轉過程中起了強有力的驅動及控制作用，通過總結我院發生的旋轉機構故障可發現，該類故障大多出現在驅動電機和控制監測部分。因此，對于臨床維修工程師而言，熟悉設備結構及工作原理，能快速、準確地解決故障問題，提高臨床設備維修的工作效率。設備長期高強度工作，工作環境溫度、濕度控制欠佳均會對旋轉機構中的傳動及驅動裝置產生較大影響，鏈條、輪盤、軸承等傳動系統上的潤滑油易沾染灰塵、干燥固化，定期保養清潔、加注潤滑油可以保障其穩定運行。定期對設備進行日常保養能夠有效降低故障率，提高設備開機率，保障直線加速器的臨床治療精度。