瓦里安直線加速器常見故障分析和處理

花威，李軍，陳婷婷

蘇北人民醫院放療中心 （江蘇揚州 225001）

瓦里安直線加速器是目前國內醫用直線加速器使用最廣泛的品牌之一，分為各種高中端型號，但基本結構相似。隨著放射治療技術的發展，許多醫療機構的加速器已使用近十年，多數設備的故障率越來越高。醫用直線加速器常見故障分為機械故障[1-2]、電路故障[3-4]、劑量通路故障[5-6]、冷卻循環系統故障[6]等。另外，多葉光柵（multi-leave collimators，MLC）因調強放射治療計劃的大量開展，使用率不斷升高，易產生磨損，故障率在所有加速器故障中占比較高[7]，其故可單列為一類。本研究通過對瓦里安直線加速器常見故障進行分析，為加速器維修提供經驗。

1 故障一

1.1 故障現象

治療期間，操作機器時出現“HWFA”（硬件聯鎖），進入工程師模式查看聯鎖指示為治療床頭腳（Couch Long）方向的SPRO（次級電位器）與PRO（初級電位器）相差較大。

1.2 故障分析與排除

重啟加速器發現機器不能自檢，聯鎖提示為電源參考電壓偏低，于是檢查控制柜中XB5 Motor interface（電機接口）電路板，測量CPRO±端、GANTC、GANTPSNR 的參考電壓，結果均為±10 V左右，斷掉PSA±的輸出端，測量PSA PRO±端，即XB5板上的Q3、Q6的2、E 腳，均為±10 V，可以推斷Motor interface 板正常，聯鎖問題可能出在PSA 板上；而當我們把Stand（豎立）主板上的J39斷開，XB5的J33、J34電壓均為±10 V，因此進一步推斷故障可能出在PSA 板的Couch（床）上；Couch Long 方向上的電源及信號線J8到床上Long 方向的電位器信號走向為J8—J17—J19—R7，R8，測量Q3、Q6的2、E 腳電壓均為8 V，且不穩定，懷疑電位器故障；拆掉并測量電位器R7、R8后發現R7已損壞，更換同一型號的電位器，并校準治療床，故障排除。

2 故障二

2.1 故障現象

機器運行過程中出現“HWFA”“COLL”（配件位置不對聯鎖），射野Y 顯示數字為“555.5”。

2.2 故障分析與排除

HWFA 聯鎖表示PRO 參考電壓不正確或超過限值，“COLL”聯鎖表示當前射野大小和人工設置射野大小不匹配，射野Y 讀數異常，故對其控制和位置信號進行檢查，在圖紙COLLIMATOR DISTRIBUTION（準直器分布）上查到相關測試點TP3、TP4，其中TP3為COLL PRO-的測試點，TP4為COLL PRO+的測試點，用萬用表測量，TP3為-10 V，TP4無電壓，初步判斷故障為COLL PRO+這路參考電壓異常所導致的；檢查COLL PRO+的信號走向發現，在COLLIMATOR PATCH PANEL（準直器接線板）上，J14-32→W14a →AUX ELETRONICS（輔助電子設備）主板的P34接口→J32-49→W11→CONSOLE（控制柜）主板的P22接口→J22-49，至此仍測不到電壓，反向尋找CONSOLE 主板的CPRO+電壓供給發現是由Motor interface 的電路板XB5給出的，圖紙顯示其中XB5的J31給的是CPRO+10 V，XB5的J32給的是CPRO-10 V，單獨測量XB5-31電壓為+10 V，證明電壓輸入沒有問題；沿上述信號傳輸方向測量發現，信號至CONSOLE 主板的J22-49時已無電壓，因此可判斷故障點就在此處，查閱圖紙發現J22-49和XB5-31間無元器件，因此推斷可能是兩者連線發生了斷路，用導線將J22-49和XB5-31跳接后，恢復各電路板位置，重啟機器，自檢后“HWFA”“COLL”聯鎖消失，射野Y 數值恢復正常，測量各測量點均為+10 V，至此，對光野進行校準后故障排除。

3 故障三

3.1 故障現象

調強放射治療投照過程中頻繁出現A25 Stalled or not at planned position（A25失速或不在計劃位置），報MLC 聯鎖，手動嘗試有時可以清除聯鎖。

3.2 故障分析與排除

MLC 常見的故障為電機故障、T NUT（梯形螺母）故障、軟電位器故障、電源故障和紅外發射器故障，按照經驗判斷，電機故障和T NUT 故障會提示Leaf A25 is sticking（葉片A25粘滯），于是先檢查電機，手動模式驅動或用手轉動沒有不順暢的異常現象，因T NUT 為塑料件，所以長期運行中易出現磨損，導致與絲桿連接有松動，出現到位不精確故障，拆下A25的T NUT 檢查發現無松動現象，MLC 自檢仍正常通過，接收放射治療計劃時MLC可按照計劃要求走出形狀并無聯鎖，可排除電源故障和紅外發射器故障；在觀察放射治療計劃執行中發現，當未使用A25葉片時，此故障不出現，當使用A25葉片時，有失速或不到位情況，多次關合葉片可清除，因此推斷A25行進過程中反饋的位置信息可能是錯誤的，MLC 軟電位器是由對應各個葉片的一組壓變電阻組成的，每個葉片的位置信息是由覆蓋在葉片上的軟電位器反饋的，每個葉片尾端有一個彈性小球，小球與壓變電阻接觸，當葉片前后運動時，小球會改變與壓變電阻接觸的位置從而產生不同的阻值，在壓變電阻條的中間位置時電阻最大，向兩端呈線性縮小，用萬用表檢測A25對應的壓變電阻隨小球運動阻值改變情況，發現存在突變狀態，故判斷軟電位器損壞，更換新的軟電位器后故障清除。此故障中，仔細觀察還可發現A25的導軌劃痕較深，且有污漬。MLC 組件使用過程中對環境要求較高，要求無塵化，灰塵較多會縮短其使用壽命，因此經常清理葉片和軟電位器是必須的。

4 故障四

4.1 故障現象

機器運行過程中，一出束就出現“HVCB（高壓斷路器）”聯鎖。

4.2 故障分析與排除

經測量，380 V 輸入和穩壓均正常，排除380 V三相電故障；控制HVCB 聯鎖的是調制柜內的CB1開關，經觀察發現出束期間CB1頻繁跳開，但合上后仍能短時間出束，CB1開關跳開的原因有控制CB1線路上的各種元器件損壞、調制柜門未關、過溫，經多次觀察發現輔助配電集成電路板上的K6繼電器在CB1開關跳開前會頻繁發出吸合的聲音，此信號的走向為24 V →K6→K7→CB1，判斷繼電器K6接觸不良，更換同型號元器件后，開機檢測，故障排除。