放療直線加速器設備的典型故障與維修措施研究

鄭大偉，劉博宇，鎖威

（吉林省腫瘤醫院，吉林 長春 130012）

腫瘤放射治療多采用放療直線加速器設備，其中醫科達Synergy和infinity相對常見。腫瘤放射性治療期間，放療直線加速器設備作為粒子加速裝置，通過微波電磁場加速電子，發出高能X射線以及電子線，實現對患者腫瘤、病灶的放射治療。但是放療直線加速器設備的應用，難免會出現故障，故障不能及時發現并解決，必然會影響到設備的正常使用以及醫療工作。所以，對于放療直線加速器設備，需要加強對故障維修的重視，總結該設備典型故障，總結維修建議，以此提高醫療管理水平。

1 放療直線加速器設備

醫用直線加速器設備在腫瘤放療領域，是非常重要的微波電子加速器，在電子自微波電磁加速場中采集能量，沿直線軌道完成加速運動，技術參數見表1。總結該設備的運行原理，即通過集合微波理論，使電子能夠在微波電磁場中，沿指定直線軌跡運動，其間完成能量集聚，并通過回旋加速器，可以產生高能電子線以及光子線，作用于臨床治療。

表1 醫用直線加速器設備技術參數

根據電磁場形式的差異，加速器設備有駐波型加速器和行波型加速器兩種。駐波型加速器的電子槍與加速管，屬于一體化結構，在滲入氧化、鎢間熱式陰極效應的作用下，可以形成高能電子線，這是其發射能力得以提升的關鍵。行波型加速器則是依靠單向微波傳輸，與前者相比，此類型加速器的電子槍通減速器并非為一體化結構，考慮到電場強度大，所以具有很高的電子線能量。

本文以醫科達Synergy和infinity為對象（如圖1、2），醫科達Infinity應用到新一代一體化數字控制系統，該系統突破了放療極限。利用超高劑量率、高速高分辨率、高精度多葉光柵、精準清晰影像引導解決方案，提高了治療效率，這也使腫瘤放療技術進入新的時期。醫科達Synergy屬于高級多功能直線加速器，支持調強放射治療以及影像引導放射治療。醫科達Synergy在放射治療中應用，消除了內部器官運動、患者調整之間形成的誤差，醫生治療過程中，可以在相同參考框架中，對治療位置進行分析，采集CT圖像，為患者的治療提供幫助。

圖1 醫科達 Synergy設備

圖2 醫科達 infinity設備

2 放療直線加速器設備的典型故障與維修對策

2.1 線路故障與維修

放療直線加速器設備由諸多電器元件、控制電路組成，如果線路出現故障，必將影響該設備的正常使用。總結設備運行中的常見線路故障，主要有短路、斷路等。如果發生線路短路故障，將會增加保險絲運輸點的實際流量，導致保險絲發熱或熔斷。如果發生斷路，線路則無電流通過，這也會影響設備的整體使用。另外，放療直線加速器設備的長時間使用，將會造成設備內部電氣元件故障。若已經超出設備的使用年限，還會增加故障發生的頻率。當加速器很長時間內均在加速、旋轉的工作狀態，線路摩擦過渡，同樣會導致線路故障。基于此，建議維修人員重點檢查設備的性能，若發現線路故障，務必要馬上組織排查與處理，必要時可以更換新線路。

2.2 機械故障與維修

設備在治療中應用，機械故障是十分常見的故障之一。當已經確認了放療規劃后，設備運行期間，發現準直器與常規位置規定不符，葉片也面臨不到位現象。切換至服務模式，很大可能會出現葉片卡死的故障，即便增加電流，葉片仍然無法運轉。針對以上故障進行維修與檢查，建議在設備準備階段后，開啟start按鈕，此時發出報錯信號，設備上顯示HTCONK。維修人員可以先切換繼電器位置觀察窗，并按下啟動鍵，隨即發現CONK從0切換為1，若DIE板正常運行，代表繼電器存在故障，隨后可以進行針對性的拆卸以及維修，待設備恢復正常運行狀態，再將其重組。應用操作臺期間，沒有任何報警提示，但依然不出束。對此現象，維修人員可以使用萬用表檢測電壓，若測量電壓正常，可以按下出束鍵，其間觀察是否有打火現象。維修人員還需檢查電離室內電纜線，是否有咬斷現象，由此便可排除機械故障。

2.3 控制系統故障與維修

放療直線加速器設備在治療中應用，控制系統體現出精密性的特點，但其也比較容易發生故障，甚至會影響正常放療檢測。例如，葉片運動過程中，速度突然下降，從指定位置可以發現發光點有發紅的現象，分析其原因可能是絲桿阻力大。針對此現象進行維修，可以對調驅動板。放療直線加速器設備面向模擬信號，可以替換為計算機能夠識別的數字，常設置為0、1，排查DIE板故障期間，切換為短接狀態，再判斷CONK顯示數值，從而大概確定根源故障具體位置，換新的驅動板，由此便可以排除故障。設備采用多葉準直器，降低了反光點亮度，識別多葉準直器未知信號無法保證準確性，導致設備中斷運行。針對這一故障，建議維修人員在軟件中進行調整，重新設置系統中的參數，直至各項參數均恢復正常。

3 優化放療直線加速器設備運行效果與性能的建議

3.1 增加電子元件的檢查頻率

放療直線加速器設備內的電子元件作為重要組成，直接關系到設備的使用效果與性能。所以，建議醫院日常使用該設備時，需要定期檢查電子元件，并可以適當增加檢查頻率。工作人員針對電子元件的檢查，若發現有元件不符合預期，建議馬上展開針對元件性能的全方位檢查，必要時，還可以更換新的元件。如果設備內部存在磨損，工作人員需要檢查設備的外觀，做好已磨損元件的維修、更新工作，以免長時間磨損導致損壞程度更加嚴重。放療直線加速器設備在治療中使用，工作人員需要組織設備的初期使用檢查，保證在治療中保持最佳運行狀態，后續則要定期校準與加固。針對該設備，醫院方面需要安裝溫度檢測系統，以此來測量水溫，并定期觀察水溫的變化，以免發生水溫過高的現象。

3.2 觀察元器件運行指標

放療直線加速器設備開始運行后，設備內的元件運行指標狀態要求非常高，而且只有滿足運行指標狀態要求，方可保證此設備運行的穩定性與高效習慣。這就需要醫院定期安排該設備元器件運行指標的檢查。

第一，工作人員實時觀察真空指標。元器件本身可以直接反映出真空抽取程度，在治療中使用此設備的過程中，觀察指標狀態，便可以有效獲取指標狀態，如果指標偏離可以馬上組織檢查元器件真空，快速控制故障。

第二，工作人員實時觀察設備運行環境。此設備在運行狀態下，需要眾多大功率器件的輔助，此類器件發熱速度快，工作人員觀察其發熱狀況，就可以有效規避環境溫度異常造成的嚴重后果。必要時，還可以在設備上安裝風扇、水循環系統等散熱裝置，幫助設備散熱。但應注意選擇安裝散熱裝置，必須定期對其進行清理，以免大量灰塵堆積，降低散熱裝置的性能與運行效率。

加強設備溫控，建議采用溫控系統。現階段，醫院為了保證該設備的有效運行，針對自動溫控系統進行了定期維護。其中加速管是以無氧銅為主要材料，但考慮到加速管比較容易受外界溫度的干擾，而且外界溫度一旦發生變化，將會導致加速管的收縮、膨脹，還會使其尺寸發生改變，降低加速管運行頻率，并對加速管的工作狀態形成消極影響。另外，高速電子只有部分動能可以轉化成X射線，大量動能可以轉化成熱能，借助溫控系統中的水循環，可以帶走熱量。工作人員控制內外循環水泵壓力，檢查散熱器的運行狀態以及水質，在循環水量減少速度快的情況下，檢查設備是否存在泄漏。設備的內循環水必須要定期更換，一般是2～3周更換一次，確保良好的水質。對于內循環水，建議選擇去離子水，只有如此，才能夠保證水質滿足要求。另外，工作人員還需定期 更換內循環水管，一般最長的使用時間不能超過3年，以免水管長時間受射線照射，加速老化，或是水管破裂，因此造成滲水。

3.3 定期開展設備檢查與管理

放療直線加速器設備內部結構具有復雜性，相關技術也涵蓋諸多類型，若是比較簡單的問題，醫院需要通過日常維護與檢查解決，若是難度比較大的技術性故障，便需要由專業人士進行處理。醫院針對此設備，可以建設檢修維護的在線網站，使用人員每次檢修情況，都需要及時上傳到網站中，管理人員可以直接在網站中，了解設備的所有使用性能和參數，醫院中的相關部門，需要配合檢修維護人員，對于設備出現的故障，要各個部門之間相互合作，排查發生故障的原因，解決設備故障的基礎上，也可以為以后預防同類故障提供參考。除此之外，醫院還需與設備的生產廣場廠家密切聯系，在發現故障的同時，可以馬上聯系廠家，由廠家安排專業技術人員解決故障問題。

3.4 控制設備空氣濕度

放療直線加速器設備內部構造的分析，發現有大量真空部件，如閘流管與磁控管。如果設備所在環境的濕度控制過高或過低，必然會導致設備損壞。這就需要醫院做好濕度控制，例如，可以設計濕度控制系統，安裝傳感器，自動控制濕度。若傳感器發現濕度已經大于70%，便需要自動開啟去濕機，自動降低周圍環境的濕度。通過此系統，可以使機房濕度始終地域70%，確保放療直線加速器設備的正常運轉，并且能夠避免閘流管、磁控管故障，達到節約設備使用成本的目的。

3.5 嚴格控制加速器機械精準度

（1）定期檢查劑量監測系統。對于溫度計氣壓計和現場計量儀等儀器，可以直接由國家計量部門負責校對。針對處方劑量的測量，可以直接使用加速器計量儀，這就需要工作人員檢驗加速器治療儀在實際應用中的穩定性。（2）醫院的放射性治療中，治療計劃系統尤其要受到重視，利用治療計劃系統的控制，可以優化治療方案，使治療更具精度。但需要注意的是，計算機軟硬件比較容易出現問題，而且會直接影響治療計劃設計，醫院中的工作人員需要參考現行標準，對其進行對比，尤其是數據的檢查，確保物理數據與治療計劃的準確性，這也能夠為患者治療提供助力。

4 結語

綜上所述，放療直線加速器設備作為醫院放射治療的重要設備，對其進行維護，一方面，可以優化設備的使用效果；另一方面，則能夠避免因該設備出現故障，而造成的嚴重后果。對于醫院而言，需要開展針對該設備的日常維護與管理，如果面臨比較復雜且嚴重的技術性故障，則需要聯系廠家，安排技術人員負責處理。根據設備的典型故障，采取針對性的故障處理方法，從而盡快恢復設備運行，投入放射治療中，為提高醫院治療水平以及放療直線加速器設備的使用質效提供支持。