醫科達Infinity 直線加速器多葉光柵原理及常見故障分析

王幫才，魏世祥，鄭安梅，武博，陳延俊

甘肅省腫瘤醫院 （甘肅蘭州 730050）

醫科達Infinity 直線加速器是一款用于治療腫瘤疾病的高端醫療設備。目前，臨床已將帶有多葉準直器（multi-leaf conllimator，MLC）的直線加速器用于腫瘤患者的調強放射治療，以滿足不同形狀腫瘤生物特性的設計并保護正常組織，同時獲得治療計劃設計需要的照射野。在此過程中，MLC 頻繁運動會加劇相關組件磨損，提高MLC 故障率，嚴重影響臨床治療。我院Infinity 直線加速器已投入使用3 年，現將MlC 運行中出現的常見故障及維修方法介紹如下，為同行提供參考。

1 基本原理

我院引進的瑞典醫科達Infinity 直線加速器，其治療機頭采用Agility 系統，具有高精度束流系統。采用獨有的紅寶石光學系統進行實時位置檢測，每片MLC 具有不同的反光點，通過小機頭內野燈照射MLC 反光點，75%被反射光線到達聚酯薄膜鏡，再二次反射到專用的CCD 攝像頭；CCD 采集圖像信息后，通過攝像頭控制板、MLC 電源分配板、電纜將圖像信號傳輸至加速器控制柜，控制系統即可檢測MLC 葉片位置[1]。原理如圖1 所示。

圖1 MLC 光學系統基本原理

2 故障一

2.1 故障現象

臨床出束治療時，MLC圖像框出現紅點“眨眼”，治療中斷；連鎖欄報錯葉片丟失，且Leaf pair 19 閃爍，提示需要重置MLC。機器反復復位，故障依舊存在。

2.2 故障分析與處理

錯誤信息提示第19 對MLC 出現葉片丟失，顯示屏上出現一閃一閃的紅點，基本判定為其未脫落。MLC 形如刀狀，由馬達驅動絲桿、絲桿轉動帶螺母的葉片，正常治療時Leaf 出現紅點閃爍，可能是小機頭內野燈亮度未達到運行需求[2]，反光鏡面有灰塵，導致CCD攝像頭對光的捕捉不敏感而出現報錯，MLC 復位后無法恢復。首先，進入Service 模式，在MLC 控制窗口驅動Leaf pair 19 向In 或Out 方向運動，發現運動速度均勻，排除MLC 電機故障。其次，向In 方向驅動Leaf Y2-19，到達中間位置附近時，其反光點稍微變暗[3]，表明明亮度無法通過，反光點或反光鏡有遮擋物，導致信號無法正常接收（MLC 圖像框出現紅點），檢查發現內野燈LED 電壓的設定值偏低，通過機器編號（2540）調節內野燈電壓亮度[4]，通過鍵盤更改Actual 值，發現內野燈電壓由13 V 逐漸增加至18 V 時紅點消除。最后，驅動MLC，觀察反光點亮度，無明顯變化，保存加速器校準，進行循環測試，MLC 未出現報錯，故障排除。

3 故障二

3.1 故障現象

機器報錯（參考反光點丟失），機器無法工作，重啟復位，故障依舊存在。

3.2 故障分析與處理

重啟復位故障無法排除，說明軟件正常，參考反光點丟失可考慮CCD 攝像頭故障，接收信號受阻，或聚酯薄膜鏡太臟、鏡片破碎，使反光點寬度變小甚至消失。首先，進入維修模式，驅動MLC，可正常運行，排除馬達故障，推測聚酯薄膜到達二次反射鏡出現問題，CCD 未接收到信號。其次，檢查MLC 反光寬度[5]，調出Leaf 顯示服務頁面，Part-192 調出Actual Refl Width，發現Leaf Y1-37 值為14，偏低，Leaf Y1-33、Leaf Y1-44 Leaf Y1-48 的實際反射寬度值均為0，需要拆查反光系統組件（拆除光學系統前，將Wedge 停放在In 位置，以保護電離室）；輕微向前壓下大卡扣，取出光學系統，發現反射鏡完好；檢查反光點，并用無毛布棉簽蘸工業用無水乙醇進行擦除，再清理光學系統，拆下攝像機頭前方的二次折射鏡片，用無毛布清理雙面鏡片。最后，安裝光學系統并優化光學系統軟件，使用一鍵自動校準程序，Leaf 37-18、Leaf Y1-33、Leaf 44 的值為18，Leaf Y1-48 的值為17，Actual Refl Width反射值為16～21，均處于正常范圍內。再次進行測試，故障排除。

4 故障三

4.1 故障現象

設備運行報錯MLC 到達位置不準確，Leaf 36 和Leaf 37 運動停止，復位后無法恢復。

4.2 故障分析與處理

在一定時間內，MLC 的某個葉片未到達指定位置，需從馬達、絲桿及運行軌道等方面考慮。首先，檢查馬達和馬達線纜，拆除小機頭外殼可見MLC 組件，用專用工具拆下MLC 馬達，用手轉動（可放耳邊聽聲音）未出現卡頓與噪聲，轉動勻速，馬達接線也正常，說明故障依舊存在，排除馬達故障[6]。其次，考慮絲桿問題，驅動絲桿時要么阻力大、要么空轉，但相鄰兩個絲桿同時報錯的可能性較小；拆下馬達后用小一字螺絲刀手動轉絲桿，先往In 方向檢查阻力，發現轉動順暢，再向Out 方向轉動螺絲刀，轉動過程中發現有輕微卡頓，多次測試后確認有卡頓；拆出絲桿檢查，絲紋清晰未出現磨損，未發現變形和臟物，手動轉動順暢，排除絲桿問題；排查絲桿過程中，MLC 一般都會轉動至前后Leaf Limit，運行過程中如果軌道有問題，會直接影響葉片運行。最后，拆下MLC 組件（圖2）檢查軌道，手電筒照亮發現有小黑物。Infinity 的螺母為塑料模塊，使用的上下絲桿大小不同，拆下發現模塊有缺損，破碎片卡住了Leaf 36、Leaf 37 絲桿，導致運動時有卡頓，清理軌道后更換新的螺母（檢查更換需用AST 設備配套的專用工具[7]），選擇葉片序號，移動指定葉片的螺母，測試數據VD、CH36 和CH37，值均在標準范圍內（測試時螺母不動，只能聽到馬達轉動的聲音）。安裝后驅動測試MLC，運行正常，位置到達準確，故障排除[8]。

圖2 MLC 組件

5 總結

日常工作中MLC 的故障率為80%左右。出現故障后，應通過可靠的分析方法，方便、快捷地查找故障隱患。如灰塵影響反光明亮度，單個多葉光柵出現閃爍無法通過，可能為內野燈泡電壓值偏低；十字叉絲膜具有防塵作用，反光鏡灰塵會影響反射度，清理MLC 反光點時盡可能使用無紡布，避免清理后毛線掉落影響判斷；聚酯薄膜反光鏡保養清理前最好有備用件，輻射越久，反光鏡膜片越脆弱，為避免洗滌劑等與膜片發生化學反應并劃傷膜片，通常用注射器吸入蒸餾水后點滴清除表面灰塵；透光鏡需正反面清潔，注意蒸餾水不宜太多，以免影響其他元件。必要時更換新件，做到定期保養，且保養有記錄。