WDVE-6型醫(yī)用電子直線加速器劑量率偏低的原因分析與維修

劉亞軍，李衛(wèi)東

1.陜西省漢中市中心醫(yī)院 放療科，陜西 漢中 723000; 2.深圳市奧力源電子有限公司，廣東 深圳 518000

WDVE-6型醫(yī)用電子直線加速器劑量率偏低的原因分析與維修

劉亞軍1，李衛(wèi)東2

1.陜西省漢中市中心醫(yī)院 放療科，陜西 漢中 723000; 2.深圳市奧力源電子有限公司，廣東 深圳 518000

本文分析了WDVE-6型醫(yī)用加速器的劑量率對治療的影響，劑量率偏低的4大主要原因及維修方法，并附實例說明。

醫(yī)用電子直線加速器；加速管；磁控管；醫(yī)療設(shè)備維修

0 前言

WDVE-6/100醫(yī)用電子直線加速器是低能量單光子（6MVX射線）加速器，國產(chǎn)主流加速器機型也是這種類型，不同廠家生產(chǎn)的加速器的主要部件、基本結(jié)構(gòu)、工作原理、控制方式基本相同。此類型加速器在使用或維修過程中出現(xiàn)加速器束流（劑量率）偏低的故障時，使用和維修人員最關(guān)心的是：加速器治療效果是否正常，加速器繼續(xù)使用會不會損壞該設(shè)備的主要部件，劑量率偏低的原因，以及如何維修。

6MV低能加速器多數(shù)采用二極電子槍的駐波加速管，直束式（沒有電子偏轉(zhuǎn)磁鐵），射線輸出能量是由加速管決定的一個固定值（6MV左右）。加速器劑量率大小是指每1min平均的劑量（cGy/min），加速器的高壓出束是工作在脈沖狀態(tài)，每束射線的脈沖時間4μs左右，每s出200～250個脈沖，即加速器束流實際不是連續(xù)的，是脈沖束流。綜合能量的恒定和束流的脈沖性，加速器的劑量率不太低的情況下，治療效果不會受到影響。但在旋轉(zhuǎn)拉弧放射治療和適形調(diào)強放療時，對劑量率要求既不能偏低又要穩(wěn)定，所以對加速器劑量率偏低和不穩(wěn)定原因的分析及維修在日常工作中非常重要。

加速器的劑量率大小的主要決定因素有以下幾項：①加速管的效率；② 磁控管的功率；③ 波導(dǎo)的傳輸效率（主要是四端或三端環(huán)流器的效率）；④ 高壓電壓的大小，脈沖寬度和重復(fù)頻率。下面根據(jù)這4大因素，并結(jié)合維修的實例作分析。

1 加速管的效率影響

WDVE-6采用的加速管初始能量為700～900cGy/min，這樣的話，不同的管就有可能在同樣的工作條件下劑量率差別為20%左右。加速管壽命將要終止時，導(dǎo)致電子槍老化（燈絲變細(xì)，電阻變大），發(fā)射不足（當(dāng)然也有非正常的發(fā)射不足，比如真空漏氣損壞電子槍或單純的電子槍問題），劑量率變低（一般已持續(xù)1個月的時間）。這時加大加速管的燈絲（電壓正常值一般2.3V），有可能使劑量率上升。測量電子槍的燈絲電壓有時會超過14V VAC，說明加速管已老化，應(yīng)該更換。

2 磁控管的功率問題

M5193的標(biāo)稱能量為2.6MW，可能有2.4～3.0MW的偏差（不同的工作條件下），10%的劑量率偏差。如加速器正常工作時劑量率為180 cGy/min，其他狀況不變的條件下，在短時間內(nèi)（一般指半個月）劑量率下降到150 cGy/min左右，再過半個月劑量率下降到120 cGy/min左右，則表明磁控管已老化。磁控管老化劑量率會降低，劑量率下降過程中機器可能出現(xiàn)高壓打火、過流，此時最可能損壞設(shè)備或其他主要部件（閘流管、波導(dǎo)、環(huán)流管、加速器），所以應(yīng)該及時更換磁控管。不能因為仍有劑量輸出而繼續(xù)使用磁控管。M5193的使用時間為250～1000h。磁控管的自動穩(wěn)頻系統(tǒng)（AFC）工作不正?；虼趴毓蹵FC驅(qū)動電機的限位松動或剛好AFC的劑量率最高位移出轉(zhuǎn)動范圍，也會出現(xiàn)劑量率偏低的問題。若電機限位不到位，醫(yī)院維修人員打開機殼，觀察劑量達(dá)到最大值時，限位擋塊不在中間位置請調(diào)整到正常位置。如果是AFC問題，最好請廠家專業(yè)人員來維修或參考AFC原理及調(diào)整方法的提示來操作。

3 波導(dǎo)和環(huán)流器的問題

波導(dǎo)的內(nèi)表面應(yīng)該平整干凈，如果使用時間太長會引起氧化或因為波導(dǎo)內(nèi)打火導(dǎo)致波導(dǎo)有損缺，不純凈的F12氣體會污染波導(dǎo)。最易受損的是方圓轉(zhuǎn)換波導(dǎo)和軟波導(dǎo)。波導(dǎo)受損會導(dǎo)致傳輸效率下降（在出束過程結(jié)束后即刻觸摸軟波導(dǎo)，可感覺到溫度有上升），打開波導(dǎo)查看，若發(fā)現(xiàn)有問題應(yīng)及時更換。

環(huán)流器可以說是加速器的第三重要部件。一般來說，國產(chǎn)的環(huán)流器四端的效率比三端的低，不同批次的環(huán)流器的效率也會有10%～20%的效率偏差，所以環(huán)流器的質(zhì)量也很重要。磁控管輸入到加速管的微波的相位（環(huán)流器的貼鐵）的調(diào)整，在環(huán)流器的磁鐵邊上貼上鐵片，觀察劑量率大小的變化（其他因素不變），當(dāng)然鐵片少更好, 多了會影響隔離度。

操作方法：拔出前向波輸入線，以監(jiān)測二極管的輸出。如果機器正常情況下，手動調(diào)諧磁控管頻率（AFC），可觀察到不同的波形變化，參見圖1、圖2、圖3。如果只有圖③狀態(tài)，一般是四端環(huán)流器有問題。

圖1 微波全饋入

圖2 微波半反射

圖3 微波全反射

環(huán)流器內(nèi)充F12氣體壓力不足（可能是氣體聯(lián)鎖電路故障）或充了含水的F12氣體，導(dǎo)致環(huán)流器內(nèi)部微波打火。這時，出現(xiàn)MOD故障或高壓過流故障。如果高壓加不上、劑量率下降，就表明環(huán)流器已損壞。

4 高壓脈沖的問題

如果加速器出現(xiàn)高壓過流而高壓不上開，可以用假負(fù)載代替磁控管作檢驗。如果這樣能將高壓提升到正常值（脈沖電流100～110A）,說明磁控管有問題，如果該磁控管使用時間未達(dá)到保證值，一般是磁控管漏氣（損壞）。如果高壓仍加不上，可能屬以下幾種情況：

（1）觀察脈沖變壓器的脈沖波形，若有雜亂干擾波，再聽脈沖變壓器的聲音是否異常，以判斷脈沖變壓器是否正常。

（2）如果有備用的閘流管，換閘流管試試，以檢測此項是否正常。

（3）高壓脈沖波形的高壓變低的另一種可能是高壓接觸器的三級跳接觸器有些觸點老化（接觸器、三相調(diào)壓器），或者是外電網(wǎng)/穩(wěn)壓電源的三相電不平衡。

（4）調(diào)制器的反峰硅堆損壞，六相高壓整流硅堆有一相損壞（高壓會有高低跳動）。

（5）高壓變壓器打火，或線圈有短路（變壓器發(fā)熱），加速器劑量率降低或偏低，影響設(shè)備的治療效果，出現(xiàn)的故障還有可能會損壞主要部件。

加速器屬大型醫(yī)療設(shè)備、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，引起的故障和原因也繁雜，維修人員工作時應(yīng)認(rèn)真細(xì)致，特別是涉及高壓部件檢測時要注意安全，先分析后動手，做到有效及時發(fā)現(xiàn)問題、解決問題。

[1] 顧本廣.醫(yī)用加速器[M].北京:科學(xué)出版社,2003.

[2] 王京陵,鄭玲.醫(yī)用直線加速器劑量率故障的關(guān)鍵因素[J].醫(yī)療衛(wèi)生裝備,2005,26(6):74.

[3] 李軍科,張廣武,石毅力.醫(yī)科達(dá)直線加速器AFC故障處理的體會[J].醫(yī)療設(shè)備信息, 2005,(8):56-57.

[4] 劉建強,程陽,徐崢浦.醫(yī)科達(dá)PRECISE直線加速器故障檢修2例[J].醫(yī)療設(shè)備信息, 2006,(4):96-97.

[5] 李剛,吳同文. SL-18直線加速器高壓調(diào)制系統(tǒng)原理及檢修方法[J].醫(yī)療衛(wèi)生裝備,2006,(3):90.

The Reasons of the Low dose Rate Analysis and Maintenance Examples of WDVE - 6 Type Clinic Electronic Llinac

LIU Ya-jun1, LI Wei-dong2
1.Radiation Oncology Department,Shanxi Hanzhong Central Hospital ,Hanzhong Shanxi 723000,China;2.Shenzhen Austrian Power Electronics Co., Ltd., Guangdong Shenzhen 518000,China

TH789

B

10.3969/j.issn.1674-1633.2011.07.044

1674-1633(2011)07-0121-02

2010-12-08

作者郵箱：hzlyj0528@163.com