醫科達Precise 直線加速器常見故障及維修分析

范冬冬

（南方醫科大學南方醫院，廣東廣州 510515）

0 引言

直線加速器是現代腫瘤疾病放射治療的主要儀器，具有精度高、操作較為靈活、維修成本低等諸多優勢。但大量實踐表明，該儀器使用過程中會受到諸多因素的影響而出現一些故障，影響其在腫瘤疾病放射治療中的應用效果，不利于患者身體的恢復。因此，當儀器出現故障時，應及時對故障進行診斷，并根據診斷結構制定最佳的故障維修方案，及時排除故障，恢復設備功能，提升設備運行效率。

1 醫科達Precise 直線加速器概述

對腫瘤疾病患者進行放射治療時，采用了由瑞典醫科達公司生產的Precise 直線加速器，它配備了40 對MLC（多葉準直器），通過反光系統對腫瘤進行定位。具體來說，可將整個儀器分成4個模塊，分別為：①光學攝像模塊，用于對腫瘤位置、大小等信息進行拍攝，由攝像頭、反光鏡等元件構成；②葉片運動模塊，用于調節葉片的位置，用于向患者病變位置輸送放療射線；③顯示模塊，用于將患者病變部位直接顯示在醫生眼前；④控制系統，用于對整個系統的運行進行控制。

在MLC 中共包含4 個大的參考反光點，在各分葉片上也設置了一些小的反光點。設備啟動后，機頭內的燈具亮起，并將小反光點照亮，以此得到清晰的成照視野。光線照射到反光鏡后，將其傳輸給攝像頭，并將其中存儲的光學信號提取出來，然后以光纖為媒介將信號傳輸給控制板與MLC 電源分配板，以得到對象的圖像信號。之后，利用光纖將處理后的圖像信號傳輸給加速器的控制系統，以此對信號予以分析，判斷患者病變位置，并發出相應控制指令，控制MLC 移動到相應位置。最后，再次對葉片位置信息進行采集、分析與計算，判斷設備是否出現異常，若出現異常系統則會自動發出報錯信息。直線加速器結構如圖1 所示。

圖1 醫科達Precise 直線加速器結構

2 直線加速器常見故障

應用醫科達Precise 直線加速器時，每年均會出現一些故障（表1）。本文選擇4 例典型故障進行具體分析。

表1 設備故障發生情況

2.1 “HTCONK”報錯故障

2.1.1 故障現象與診斷

醫科達Precise 直線加速器啟動后，設備可以正常開機，操作人員選擇治療模式后，按下出束鍵，設備未能正常發出放射線，并在狀態欄上顯示“HTOCNK”報錯信息，不能對患者進行測量。出現該問題后，操作人員先將治療模式退出，點擊維修模式，并繼續按下出束鍵，觀察顯示屏發現CON K 值出現了變化，由0 變為1，而CON D 與CON J 未發生改變，數值依然顯示為0。查閱設備說明書可知，在出束模式下，上述3 個符號所代表的元件均勻處于閉合狀態，即數值顯示為1[1]。而實際上，CON K 值為1，CIN K 值與CON J 值為0，表明其對應的元件依然處于斷開狀態，不能向出束元件施加高壓，從而導致設備無法正常運行。對設備電路圖進一步分析可知，CON J 的閉合主要是利用繼電器進行控制，由此對該故障作出初步判斷：①ROC 供電電源異常；②DIE 電路板異常；③IRC電路板異常。

2.1.2 故障維修

根據上述故障的初步分析，先對DIE 電路板進行檢測。檢測時，只要將CON K 對應元件的13 與14 腳短接即可進行檢測操作。若檢測結果依然為0，說明DIE 電路存在異常，若結果為1，則表示該電路板無問題。本次故障檢測發現，CON K 的結果是1，因而排除DIE 電路板異常的可能性。

分析電路，設備的電路板分為A、B 兩部分，性能完全一致，將兩部分電路板進行替換，觀察設備運行情況，以進一步縮小故障范圍。將ROC 電路板進行替換后，設備依然存在故障，由此判斷ROC 電路板無異常。

最后，對IRC 電路板進行替換檢測，替換后CON J、CON K與CON D 全部閉合，設備“HTCONK”報錯信息消失。由此最終確定該故障是由于IRC 電路板出現異常而引發的，只需更換繼電器即可。維修后再次將設備調節到治療模式時，設備未出現“HTCONK”報錯信息，表明該故障已解決。

2.2 停機狀態機頭轉動故障

2.2.1 故障現象與診斷

設備處于停機狀態或將設備關閉后，治療機頭依然會頻繁轉動，嚴重時甚至由0°轉動到180°，不利于設備的后續使用。Precise 直線加速機運行過程中，機頭控制模式主要有3 種，分別為：機房手控盒轉動控制、計算機自動控制與加速器撥輪開關控制。控制模式如果出現異常，均可能引發機頭轉動故障。為此，維修人員先對控制計算機進行檢查，發現系統內機頭角度相關參數并無變化，且無人員對按鍵進行操作，由此排除了計算機自動控制模式出現異常。之后，對機房手控系統分析，發現其主要由撥輪開關和使能鍵兩部分組成，只有兩者同時進行操作才可導致機頭控制出現異常，而兩者同時出現異常的概率非常低，由此也可將機房手控系統異常排除。基于此，初步判斷該故障為加速器撥輪開關異常導致的。

2.2.2 故障維修

設備機頭處共有4 個撥輪開關，其中，Y 軸方向上2 個，X軸方向上2 個，用于對機頭位置的調節。操作設備，使其進入到維修模式，分別觀察撥輪信號，用符號Drot.Y.dem 與Drot.X.dem表示。正常操作情況下，撥輪位于中心區域，信號結果顯示為0。而通過對故障設備的檢測后可以發現，其值處于8～11 范圍內，由此初步判斷該設備Y 軸方向的撥輪開關出現了問題。將Y 軸撥輪開關向外波動之后，在其自身彈性的作用下，可自動恢復到正常狀態，且中間無卡頓。將撥輪面板拆下，分別對第2、7 引腳進行測量，得到結果見表2。由表2 可知，撥輪開關一直處于正常區間內。對Y 軸方向的開關面板進行清理，設備又出現了轉動異常問題，以此可以排除撥輪開關故障。由此，判斷該故障可能是由設備控制電路出現問題而引發的，并對電路進行了梳理與改造，則設備未再次出現故障。

表2 撥輪開關第2、第7引腳測量結果 kΩ

2.3 12 MV 能量級電子線劑量不穩定故障

2.3.1 故障現象與診斷

設備啟動后，點擊治療模式，12 MV 能量級電子線劑量數值頻繁波動，同時在顯示器上顯示“Magnetron timer 聯鎖”報錯信息。出現該故障后，先對設備運行模式進行調整，使設備處于維修模式。之后分別將出束參數設置成電子線20 MV、10 MV、6 MV以及X 射線15 M 與6 M，并監視系統運行情況，判斷顯示器是否出現“Magnetron timer 聯鎖”報錯信息。通過檢查可以發現，只有參數設置為電子線6 MV 時，才會顯示“Magnetron timer 聯鎖”報錯信息，而其他參數條件下設備均可正常運行，無報錯信息。根據工作經驗，結合說明書中的解釋，初步判斷該故障主要是由于磁控管異常引起的。

2.3.2 故障維修

根據上述分析，維修人員通過替換磁控管的方式對該故障進行處理，主要操作流程為：①將設備打開，按順時針方向將機架調整270°，將開關、氣泵完全暴露出來；②將設備關閉，并在放氣口處套上一個塑料袋，并打開放氣閥門，收集設備產生的有毒氣體并排放到室外，以免對室內工作人員的身體健康造成危害；③關閉水管閥門，松開水管，以將管內剩余的水分排出，以免工作人員接觸有毒液體而對身體健康造成危害；④將與磁控管相連的電容打開，待磁控管溫度下降到一定溫度后緩慢將其去除，這時后腔處于負壓狀態，應小心仔細地將與磁控管相連的連接管卸下，以促進后腔內外空氣的流通，使內外側氣壓處于同一水平；⑤將新的磁控管安裝到特定位置，并依次將其與氣管、電容等連接到一起；⑥對修復后的系統進行檢測，以判斷故障是否解決[3]。本設備器維修檢測后發現，故障已得到解決。

2.4 Thy.Grid420 聯鎖故障

2.4.1 故障現象與診斷

將設備啟動后，顯示器上顯示“Thy.Grid420 聯鎖”報錯信息。本設備采用的是Cx1154 閘流管，檢測該元件可以發現電壓值處于正常狀態。在設備機械運作模式下，進一步對柵極電壓進行檢測，檢測結果約為DC 132 V，且呈現出不斷上升的趨勢。當數值達到正常設定值時，“Thy.Grid420 聯鎖”報錯信息自動消失，整個過程用時3 min。通過上述檢測現象可以判斷出，閘流管元件出現異常。

依次對所有元件的電壓水平進行檢測，其中在陰極燈絲檢測時發現該處電壓不穩定，反復出現過低壓與過高壓的情況。由相關資料查詢可知，陰極燈絲處于正常狀態時電壓數值為正常標準。若測量結果偏高，可初步判斷其原因是設備使用時間較長，發射電子的能力降低，加之線路老化，電路內阻升高，從而在陰極出現了還原反應。若測量結果偏低，則會導致管內氫氣濃度下降，使得電路導通，從而產生持續放電的現象，閘流管自動跳閘。基于上述分析，判斷該故障是由于閘流管異常，使電路內電壓出現較大偏差而引發的[2]。

2.4.2 故障維修

對設備檢測可以發現，柵極電壓為DC 132 V，儲氫處的電壓為AC 5.4 V，陰極燈絲處的電壓為AC 5.9 V。導致這一問題的原因為：設備內氫氣濃度低于正常水平，導致柵極不能正常導通，提升了電阻的阻值，與燈絲連接高壓提升，使得整個設備處于超負荷工作狀態。因此，對該問題的維修方法是，將儲氫電壓增加至5.8 V、陰極燈絲電壓提高至6.1 V，將柵極電壓降低至114 V，即可消除該故障。

3 總結

綜上所述，醫科達Precise 直線加速器工作過程中可能出現各種故障，影響設備正常使用。所以，當設備出現故障后，應根據故障現象、報錯信息，通過查詢說明書等方法確定故障原因，并以此為基礎制定相應的維修策略，有效排除故障，為設備安全、穩定運行提供支持。