瓦里安醫(yī)用直線加速器GFIL 聯(lián)鎖故障的檢修

王鑫，袁玲，劉穎，徐瑤瑤，張紅利，張曉鵬，玉彪，謝兵

1 廣州醫(yī)科大學(xué)附屬第五醫(yī)院 （廣東廣州 510700）；2 廣州醫(yī)科大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院（廣東廣州 510095）

醫(yī)用直線加速器是現(xiàn)代醫(yī)學(xué)放射治療領(lǐng)域的重要醫(yī)療設(shè)備，其價(jià)格昂貴、結(jié)構(gòu)復(fù)雜且集成度極高，隨著使用年限的增長(zhǎng)及工作量的增加，其故障率也隨之增加。我院擁有一臺(tái)瓦里安醫(yī)用直線加速器（型號(hào)Trilogy6427），該設(shè)備的常見(jiàn)故障包括主要聯(lián)鎖、次要聯(lián)鎖及劑量聯(lián)鎖，其中GFIL 聯(lián)鎖為設(shè)備定義的主要聯(lián)鎖，此故障涉及的備件較多，維修難度較大。本文首先分析了GFIL 聯(lián)鎖故障的檢修思路，并總結(jié)了實(shí)際工作中遇到的兩例GFIL 聯(lián)鎖故障的維修過(guò)程，供同行參考。

1 聯(lián)鎖及組件

GFIL 為GUN FILAMENT 的簡(jiǎn)寫，即電子槍燈絲。瓦里安醫(yī)用直線加速器采用柵控?cái)?shù)字化電子槍，相比早期的模擬化電子槍，其優(yōu)勢(shì)在于可以快速控制電子槍的開(kāi)關(guān)和電流的大小。但功能的完善必定會(huì)帶來(lái)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜，故柵控?cái)?shù)字化電子槍報(bào)GFIL 聯(lián)鎖和高壓部分的熱端控制電路及低壓部分的冷端控制電路有關(guān)。復(fù)雜的電子槍控制電路包含的主要部件有：熱端部分由槍脈沖驅(qū)動(dòng)板、燈絲電源板、低壓電源模塊及熱端母板組成；冷端部分由槍控制板、自動(dòng)頻率控制板和槍脈沖控制板、電源板、高壓電源模塊及冷端母板組成，見(jiàn)圖1[1]。

圖1 柵控?cái)?shù)字化電子槍的主要部件接線圖

2 GFIL 聯(lián)鎖的主要原因及維修方法

熱端及冷端的控制電路為電子槍提供了穩(wěn)定的柵極脈沖電壓、燈絲電壓和陰極高壓，任一電壓系統(tǒng)異常均可導(dǎo)致GFIL 聯(lián)鎖。

2.1 柵極脈沖電壓引起的故障

該電路系統(tǒng)主要涉及的硬件是熱端的槍脈沖驅(qū)動(dòng)板及熱端母板。檢修柵極脈沖電壓引起的故障時(shí)，需首先查看槍控制板LCD 顯示屏上的故障代碼，“BIAS+”表示柵極偏壓過(guò)高，“BIAS-”表示柵極偏壓過(guò)低[2]。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，顯示屏顯示“BIAS+”或“BIAS-”時(shí)，可判斷熱端電路板的工作電壓一定是正常的；同時(shí)，該顯示信息表明，槍脈沖驅(qū)動(dòng)板產(chǎn)生的柵極脈沖電壓確實(shí)偏高或偏低，或者柵極脈沖電壓正常，但燈絲電源板上的柵極脈沖電壓在模數(shù)轉(zhuǎn)換過(guò)程中出現(xiàn)故障。柵極脈沖電壓的值因?yàn)槟芰亢湍Ｊ降牟煌嬖谝欢ǖ牟▌?dòng)范圍，一般在-75～+350 V 之間，典型值為-10～+110 V。若實(shí)測(cè)確實(shí)存在柵極脈沖電壓不準(zhǔn)確的現(xiàn)象，在有條件的情況下建議直接更換槍脈沖驅(qū)動(dòng)板；若考慮芯片級(jí)維修則應(yīng)重點(diǎn)排查槍脈沖驅(qū)動(dòng)板上的CR6、CR7、Q2、Q4、U1及U2等元器件。

2.2 燈絲電壓引起的故障

廠家在設(shè)備出廠前，已設(shè)置好柵極脈沖電壓、燈絲電壓及陰極高壓并保存在EPROM 里，其中的柵極脈沖電壓和陰極高壓要分別設(shè)置每一種能量和模式下的值，而燈絲電壓在所有的能量和模式下均為同一個(gè)設(shè)置值且該值可重新設(shè)置。當(dāng)燈絲電壓故障時(shí)，可參考槍控制板LCD 顯示屏上的提示信息進(jìn)一步判斷。若顯示“Fil I+（-）”則表明燈絲電流過(guò)大（過(guò)小）；若提示“Fil V+（-）”則表明燈絲電壓過(guò)高（過(guò)低）[2]。若出現(xiàn)以上提示信號(hào)，則需要重點(diǎn)考慮熱端母板及燈絲電源板故障，母板上的U7、U10也是易損元器件。

該故障多由槍高壓電源引起，同樣可通過(guò)槍控制板LCD 顯示屏上的提示信息進(jìn)行判斷，如“HVPS+/-”等。

2.3 其他可能原因

當(dāng)控制臺(tái)顯示GFIL 聯(lián)鎖時(shí)，首先應(yīng)檢查電子槍系統(tǒng)熱端及冷端的連接光纖是否正常，若連接正常則進(jìn)一步分析具體的提示信息。提示信息包含“HD5+/-”“HD15+/-”“HD-15+/-”信號(hào)時(shí)，應(yīng)重點(diǎn)檢查熱端電源電路（隔離變壓器故障也會(huì)導(dǎo)致該聯(lián)鎖，但較為少見(jiàn)）；包含“HD PWM+/-”信號(hào)時(shí)，應(yīng)重點(diǎn)檢查熱端燈絲電源板的J12及U1單元；包含“HD A/D GND”信號(hào)時(shí)，應(yīng)重點(diǎn)檢查冷端光電耦合板的J13、U3及電源板。若光纖連接不正常，則應(yīng)首先看J13是否正常，若不正常，則重點(diǎn)檢查燈絲電源板上的J13及U3；若J13正常，則進(jìn)一步檢查其他光纖是否正常，若有光纖不正常則更換光纖，若所有光纖均正常則檢查冷端光電耦合板，在光電耦合板正常的情況下，則要重點(diǎn)考慮冷端槍冷端母板、電源板、槍控制板及自動(dòng)頻率控制板和槍脈沖控制板。

3 故障實(shí)例

3.1 故障實(shí)例一

控制臺(tái)顯示GFIL 聯(lián)鎖，通過(guò)提示按下鍵盤“ENTER”鍵可消除，但再次出束反復(fù)出現(xiàn)該聯(lián)鎖。維修人員經(jīng)過(guò)排查發(fā)現(xiàn)，熱端燈絲電源板故障，最后更換該板上的U2元器件后故障排除。

3.2 故障實(shí)例二

控制臺(tái)顯示GFIL 聯(lián)鎖，系統(tǒng)進(jìn)入維修界面，輸出能量6 MV，切換至模擬參數(shù)頁(yè)面，發(fā)現(xiàn)“GUN V”參數(shù)為0（正常應(yīng)為16 kV 左右），切換至其他能量，該參數(shù)也為0，說(shuō)明無(wú)高壓輸出。維修人員經(jīng)過(guò)仔細(xì)排查，確認(rèn)為隔離變壓器故障，通過(guò)多次輸寫程序發(fā)現(xiàn)，該隔離變壓器的耐壓值僅能維持在9 kV 左右，達(dá)不到設(shè)備所需的16 kV，更換隔離變壓器后故障排除。

4 小結(jié)

在醫(yī)用直線加速器使用過(guò)程中，各種參數(shù)須全部達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)值才能正常出束，尤其是其高壓部分結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，可引起故障的部件也較多，故需設(shè)備維護(hù)人員耐心、細(xì)心地進(jìn)行維護(hù)和保養(yǎng)，維修前需熟悉設(shè)備的結(jié)構(gòu)和原理，注意高壓危險(xiǎn)，嚴(yán)格遵守維修手冊(cè)的指引，根據(jù)故障現(xiàn)象逐一排查，不斷積累維修經(jīng)驗(yàn)以及熟記設(shè)備正常參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)，做到快速準(zhǔn)確地確定故障原因并排除故障，以保證設(shè)備的正常使用[3]。