醫科達直線加速器故障維修四例

游勇，周勇（通信作者）

瀘州市人民醫院醫學裝備部 （四川瀘州 646000）

醫用電子直線加速器是目前常用的放射治療設備，其原理是利用直線加速器準確地生成、監控和控制電子波束，在微波電場中沿直線加速電子得到較高的能量后，對患者體內的惡性腫瘤進行直接照射治療。由于腫瘤細胞比正常細胞對輻射更為敏感，放療的殺滅能力超過了腫瘤細胞的自我修復能力，從而達到消除或縮小腫瘤的目的。醫科達Precise 直線加速器主要包括雙光子6、10 MV，6擋電子線4、6、9、12、15、18 MeV，集成化多葉光柵，全方位楔形板，碳素纖維精確治療床，調強適形放療（intensity-modntated radiation therapy，IMRT）逆向調強放射治療軟件等最新配置，除了常規的放射治療外，還可實現適形照射和IMRT 逆向調強放射治療等精確放療技術[1]。本文介紹了4例醫科達Precise 直線加速器故障，供同行參考。

1 故障一

1.1 故障現象

醫科達Precise 直線加速器進行開機檢查時，發現小機頭不能旋轉。

1.2 故障分析

由于該直線加速器新購置不到半年，小機頭旋轉電機故障的可能性較小，判斷為小機頭旋轉電機電源故障或小機頭旋轉電機線路故障。

1.3 故障維修

用手控盒和機頭上撥輪分別控制小機頭旋轉，同時測量小機頭旋轉電機端電壓，均為0.6 V，而正常工作電壓為24 V，說明機頭旋轉電機電源故障。查看醫科達Precise 直線加速器電路圖[2]（見圖1），找到小機頭旋轉電機驅動板（unit motor drive，UMD），斷開電機連線插座11 Y，按下電機旋轉開關，同時測量UMD 輸出端（A22，A6-8）電壓，為24 V；接上電機連線插座11 Y，按下電機旋轉開關，同時測量UMD 輸出端（A22，A6-8）電壓，降為0.6 V；經檢查發現，UMD 輸出端A22電機連線對機殼電阻為0.6 Ω，說明A22旋轉電機連線對機殼短路；根據電路圖可以看到，UMD 到驅動電機之間有4個插座，依次斷開25 D 和12 D 插座，檢查A22電機連線對機殼電阻值為0.6 Ω；再斷開12 K 插座后，檢查A22電機連線對機殼的電阻，為正常值無窮大，說明短路的線路在插座12 K 和插座12 D 中間，最后在插座12 K 的前端發現1 根電機連線膠皮被螺絲頭壓破，使電機連線與機殼直接接觸。將電機連線膠皮處理好后，小機頭旋轉恢復正常。

圖1 醫科達Precise 直線加速器電路圖

2 故障二

2.1 故障現象

醫科達Precise 直線加速器開機檢查時出現“10-4 trp G”和“10-4 trp T”報錯，提示電子槍端和靶端真空度低故障。

2.2 故障分析

直線加速器包括2個離子泵，1個在電子槍端，1個在靶端。離子泵要長期通電，維持加速管內壓力在10-6mbar（1 mbar=100 Pa）以下。由于直線加速器開機前，醫院停電數小時，離子泵停止工作，2個離子泵同時損壞的故障可能性較小，而因離子泵停機造成真空泄漏引發真空度低的可能性較大。

2.3 故障維修

因真空度較低，為避免離子泵過載，延長離子泵使用壽命，先斷開離子泵的獨立電源，用廠家提供的外接分子泵，將管內壓力降到10-4mbar 以下，再為離子泵連接電源，繼續抽真空，訓管，反復多次后，電子槍端和靶端壓力均達到10-6mbar 以下，直線加速器出束測試正常。這次維修耗時10多個小時。平時在開機或不開機狀態下，真空離子泵始終保持工作。一般情況下，泵體不熱，電流較小，真空度較高。如果停電時間過長，突然通電，真空度過低則會造成泵體溫度急速上升，降低真空離子泵的使用壽命。為避免同樣的故障再發生，我們為離子泵的獨立電源加裝1個專用的不間斷電源，保證突然停電后，離子泵能持續工作5 h 以上，避免直線加速器真空系統受斷電影響而花費過長時間恢復真空度，同時延長了真空離子泵的使用壽命[3-6]。

3 故障三

3.1 故障現象

直線加速器在患者治療過程中頻繁報錯“MLC not ready”，無法進行治療。

3.2 故障分析

醫科達直線加速器配置的多葉光柵（Multi-Leave Collimators，MLC）系統（見圖2）由80個MLC 葉片組成，在治療患者過程中的作用是有效形成腫瘤實際形狀，達到保護患者正常組織器官、最大限度消滅腫瘤病灶的目的。80個MLC 葉片在設備上分為AB 兩側（維修模式中的標識為Y1和Y2），每側各有1塊MLC 馬達驅動板（MDB_Y1和MDB_Y2），分別對40個葉片進行運動控制，位置檢測及微動調整補償，其運動誤差小于1 mm，非常精確，屬于MLC 運動控制系統核心部件。在患者治療過程中，兩塊馬達驅動板會一直控制80個葉片運動，使MLC 葉片形成所需要的治療射野形狀。在加速器上進行一次普通調強治療的過程中，MLC 馬達驅動板會控制80個葉片進行約150次運動（特殊病例則更多）。因此，MLC 馬達驅動板在正常使用一段時間后都會出現葉片運動慢、葉片運動不到位等故障現象，造成治療中斷甚至終止，影響患者的正常治療。

圖2 醫科達直線加速器配置的多葉光柵系統

3.3 故障維修

經維修工程師檢查發現，是Y2方向的葉片無動作引發報錯，故障原因可能是MLC 系統Y2方向馬達驅動板（MDB_Y2）損壞。將MDB_Y2與Y1方向馬達驅動板（MDB_Y1）對換后，Y2方向的葉片動作正常，而Y1方向的葉片無動作，確定是原MDB_Y2故障。更換該電路板后，加速器恢復正常，故障排除。

MLC 馬達驅動板故障現象，在醫科達所有加速器中都會出現，電路板壽命主要與機器使用時間、患者數量有關，大概壽命為1～3年。在維護保養設備時需要重點檢查MLC 系統的功能是否正常。

4 故障四

4.1 故障現象

加速器工作時報錯“10-4trp T，10-4trp G”，提示電子槍端和靶端真空度低故障，無法放出射線，無法治療患者。

4.2 故障分析

直線加速器包括2個離子泵，1個在電子槍端，1個在靶端。離子泵要長期通電，維持加速管內壓力10-6mbar（1 mbar=100 Pa)以下。對2個離子泵表面外殼溫度進行檢查發現，溫度均較低。檢查過程中還發現，加速器在X 線準備模式下，故障解除，管內壓力為10-5.9mbar，比正常值略高。加速器在電子線準備模式下，管內壓力為10-4.8mbar，比正常值高，故障又重新出現。經過與廠家工程師聯系，分析如果是加速器波紋管密封圈損壞，則管內壓力不會出現變化。波紋管是直線加速器真空系統的重要配件之一，加速器工作中依靠波紋管在X 線和電子線兩種射線模式下切換。在日常患者治療過程中，加速器的波紋管頻繁運動，使用時間較長就會出現波紋管因磨損老化而損壞，導致加速管內真空泄漏而出現故障。因此，判斷故障為加速器波紋管損壞，由于波紋管工作的特殊性會導致加速管真空度數值變化，當真空度較低時不能達到出射線的閾值而引發報錯。

4.3 故障維修

關閉真空系統的離子泵電源，向加速管內填充干燥的純氮氣，更換波紋管。波紋管更換后先斷開離子泵電源，用廠家提供的外接分子泵，將加速管內壓力降至10-4mbar 以下，再接通離子泵電源，繼續抽真空，訓管。反復多次后，電子槍端和靶端壓力均達到10-6mbar 以下。直線加速器出束測試正常，加速器真空度數值穩定。最后配合醫師對加速器相關技術指標進行檢測，保證符合廠家及國家相關標準，加速器恢復正常。

在加速器故障中，真空系統故障是最常見的。離子泵的放電電流可以真實反映加速管內的真空狀態，離子泵電流和真空度對應關系測算顯示，離子泵工作電流大，則真空度低；離子泵工作電流小，則真空度高，所以離子泵不但是超高真空獲得設備，也是真空取樣檢測設備。在故障分析過程中，可以首先對離子泵表面的溫度進行檢查，根據離子泵的具體溫度情況，配合查看電子槍端和靶端真空度數值，進行故障判斷，有助于盡快找到原因，恢復加速器正常工作[7-9]。