VARIAN IX直線加速器7例故障維修與分析

桂龍剛，石 苗，李 軍，張西志，汪步海，侯笑笑

江蘇省蘇北人民醫(yī)院，揚州市，225001

VARIAN IX直線加速器7例故障維修與分析

【作者】桂龍剛，石 苗，李 軍，張西志，汪步海，侯笑笑

江蘇省蘇北人民醫(yī)院，揚州市，225001

該文簡要介紹VARIAN IX直線加速器在使用過程中碰到的7例典型故障，它們分別是電子槍控制板故障（GFIL聯(lián)鎖）、調(diào)制器故障（HVCB聯(lián)鎖）、能量編程板故障（EXQ1）、能量轉(zhuǎn)換電位器故障（CARR聯(lián)鎖）、MLC故障、溫控閥故障（PUMP聯(lián)鎖）和電離室故障（ION聯(lián)鎖）。通過對故障實例的分析并介紹故障排除的方法，為同行提供參考。

直線加速器；聯(lián)鎖；槍控制；調(diào)制器；電離室；醫(yī)療設(shè)備維修

醫(yī)用直線加速器是對腫瘤患者進行放射治療的常用設(shè)備，在治療中發(fā)揮著重要作用。蘇北人民醫(yī)院于2011年安裝了瓦里安Clinic IX直線加速器，投入使用后，性能穩(wěn)定。但隨著病人數(shù)量的增加，機器工作時間的不斷加長，機器的損耗不可避免，近年來故障發(fā)生的頻率明顯加大。本文根據(jù)使用過程中遇到的7種典型故障現(xiàn)象及處理方法進行總結(jié)歸納，為同行在日常工作中解決相關(guān)故障提供參考。

1 電子槍控制板故障

1.1 故障現(xiàn)象

早上開機時，發(fā)現(xiàn)加速器開機之后出現(xiàn)“GFIL”聯(lián)鎖。

1.2 故障分析

經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)電子槍部分的電子槍驅(qū)動板供電系統(tǒng)的主指示燈處于正常亮燈狀態(tài)，但熱端(hot deck) 和高壓端指示燈熄滅，而且電子槍控制板上的指示燈不亮，經(jīng)測量電子槍電源板的三個輸出電源+5 V、+15 V、-15 V均有電壓輸出。因為電子槍控制板上無顯示，而且測量電子槍控制板上的測試點發(fā)現(xiàn)只有TP1測試點上的燈絲電壓和高壓控制有5 V電壓，其他測試點均為0 V。因此考慮此電子槍控制板已壞掉。

1.3 故障分析

由于電子槍控制板上只有TP1測試點上的燈絲電壓和高壓控制有5 V電壓，其他測試點均為0。因此考慮此電子槍控制板壞掉。更換同一型號的電子槍控制板后，加速器故障消失，而此時電子槍電源板上的三個指示燈：“主電源、熱端、高壓控制”均亮起，各測試點的電壓也正常，加速器加上高壓后電子槍控制板上也顯示“正常”，說明此故障排除，機器恢復(fù)正常。

2 調(diào)制器故障

2.1 故障現(xiàn)象

加速器運行過程中，出現(xiàn)“HVCB”聯(lián)鎖，而且此聯(lián)鎖清除不掉。

2.2 故障分析

因為報“HVCB”聯(lián)鎖，可知此聯(lián)鎖出現(xiàn)在加速器的調(diào)制器部分。于是逐一檢查調(diào)制器內(nèi)所有相關(guān)的開關(guān)，但未發(fā)現(xiàn)異常，而且CB1大開關(guān)在“出束”后，隨即三相穩(wěn)壓電流也發(fā)出刺耳的聲音，經(jīng)過三四秒的響聲后最終導(dǎo)致“高壓開關(guān)”聯(lián)鎖產(chǎn)生，CB1開關(guān)跳掉，且三相穩(wěn)壓柜的聲音也消除。經(jīng)觀察發(fā)現(xiàn)是三相穩(wěn)壓柜電壓升不上去，由此可初步判定調(diào)制柜內(nèi)可能出現(xiàn)了短路，導(dǎo)致電流過大而超過三項穩(wěn)壓柜的額定負載。但是更換了調(diào)制柜上的K6、K7繼電器后，故障仍然存在。因此需檢查調(diào)制柜內(nèi)的電路是否存在短路現(xiàn)象。

2.3 故障維修

在檢查調(diào)制柜時發(fā)現(xiàn)，與大變壓器T1相連的穩(wěn)壓整流組件的整流硅堆有擊穿的痕跡，而且拆下后測量其導(dǎo)通性，結(jié)果發(fā)現(xiàn)此硅堆A：“+｛1、2、3｝-”，正常情況下“+”與“1、2、3”均不導(dǎo)通，而“1、2、3”與“-”也不導(dǎo)通，即“+”與“-”之間也不導(dǎo)通，只有當電壓超過導(dǎo)通值時才能導(dǎo)通，起到一個整流穩(wěn)壓的作用。而此時測量發(fā)現(xiàn)“+”與“-”之間已導(dǎo)通，說明此硅堆已被擊穿。再仔細測量發(fā)現(xiàn)“+”、“-”均與“1、2、3”全部導(dǎo)通，于是更換同一型號（VARIAN 編號：1104994）的硅堆，加速器恢復(fù)正常。

3 能量編程板故障

3.1 故障現(xiàn)象

加速器在出15 MV X射線時，出現(xiàn)“EXQ1”聯(lián)鎖。

3.2 故障分析

加速器在出15 MV X線時，出現(xiàn)“EXQ1”聯(lián)鎖，而且出束10～11 MU時就會中斷，報“EXQ1”聯(lián)鎖，而6 MV X線和其他電子束均正常，由此判斷故障出現(xiàn)在15 MV X線的能量板上，此板即為能量編程板。

3.3 故障維修

在維修模式下測量與EXQ1有關(guān)的“R對稱性”值為+15 V左右，而其正確值應(yīng)為1.12 V左右，在調(diào)節(jié)“R對稱性”時發(fā)現(xiàn)其已不受調(diào)，即調(diào)節(jié)此能量板上的R4，其TP3對地點的電壓，調(diào)R4時TP3值未有變化。因此初步猜測R4壞掉，導(dǎo)致R對稱性值不受調(diào)，更換R4，調(diào)R4使得TP3對地電壓為1.12 V左右，之后聯(lián)鎖消失。

4 能量轉(zhuǎn)換電位器故障

4.1 故障現(xiàn)象

加速器在6 MV X線與15 MV X線，或其他能量轉(zhuǎn)換時頻繁出現(xiàn)“CARR”聯(lián)鎖。

4.2 故障分析

加速器在6 MV X線與15 MV X線，或其他能量轉(zhuǎn)換時頻繁出現(xiàn)“轉(zhuǎn)盤驅(qū)動”聯(lián)鎖，即不同能量間的能量轉(zhuǎn)換時的轉(zhuǎn)換盤出錯。而且是6 MV X線或15 MV X線本身之間也出現(xiàn)此聯(lián)鎖，即用同一能量的不同射野之間也會出現(xiàn)此聯(lián)鎖。開始以為是微動開關(guān)不靈所致，但如果同一能量的不同射野之間也出現(xiàn)此聯(lián)鎖，那就不是微動開關(guān)S9的問題，可能是能量轉(zhuǎn)換電位器（瓦里安編號：36-792062）存在問題，當選擇不同的X射線或電子束時，它對應(yīng)的電位器讀數(shù)會不同，即使每次能量都一樣，它也會讀取自身的電位器讀數(shù)。

4.3 故障分析

后更換同一型號的電位器，再調(diào)節(jié)其電壓為5 V，此故障排除。

5 MLC故障

5.1 故障現(xiàn)象

加速器報“MLC”聯(lián)鎖。

5.2 故障分析

放療過程中，加速器報“MLC”聯(lián)鎖，查維修菜單發(fā)現(xiàn)B39葉片不到位。更換B39的MLC電機后，故障依然存在；更換MLC電機的絲桿螺帽和軟電位球，再拆MLC滑軌時發(fā)現(xiàn)有滾珠從其上掉下，而且滑塊有裂縫。

5.3 故障維修

由于發(fā)現(xiàn)MLC滑軌的滑塊有裂縫，于是整體更換滑塊（包括滾珠在內(nèi)），加速器故障排除。此處注意拆MLC滑軌和滑塊的8個大螺絲和2個小螺絲時，可將MLC滑軌垂直抬下來。處理好MLC滑軌后，再將其小心的垂直放下，這樣滑塊就不會被壓壞或因受力不均勻而導(dǎo)致滑塊的邊緣損壞。

6 溫控閥故障

6.1 故障現(xiàn)象

加速器報“PUMP”聯(lián)鎖。

6.2 故障分析

加速器出現(xiàn)“PUMP”聯(lián)鎖，而且在之前水溫會很高，當溫度設(shè)定40o時，水溫顯示可達48o，隨即會報“PUMP”聯(lián)鎖。經(jīng)查發(fā)現(xiàn)內(nèi)循環(huán)水過熱，而外循環(huán)水的“進出水”溫度接近，即外循環(huán)水未能進入內(nèi)循環(huán)水箱進行水溫交換，懷疑溫控閥沒進行控制，而外循環(huán)水的水流也正常，這說明外循環(huán)水沒有進入內(nèi)循環(huán)水箱進行水溫交換，進一步說明更換溫控閥（VARIAN編號：1015928-01）有故障。

6.3 故障維修

由于外循環(huán)水未能進入內(nèi)循環(huán)水箱進行水溫交換，說明溫控閥沒有進行控制，這顯然是溫控閥故障。更換同一型號的溫控閥后，故障得以排除。

7 電離室故障

7.1 故障現(xiàn)象

加速器正常出束過程中，出現(xiàn)“ION1”聯(lián)鎖，機器停止出束。

7.2 故障分析

初步懷疑電離室系統(tǒng)出現(xiàn)問題，進入機房發(fā)現(xiàn)Vac/Ion power supply盒中的ION1 clear (DS11)燈熄滅，說明沒產(chǎn)生電離室高壓 (500DC)，于是檢查Vac/ Ion power supply中的電路，此處電路信號走向為：ION1→J7-4 IL ION1→J10-3→Vac/Ion H.V PS J11-3→J9-2,3→6A4P9→W109→J4。

首先斷開J9的插頭，用萬用表測量發(fā)現(xiàn)PS4（電源升壓模塊，提供500 V電壓）的輸出無500 V的直流電源，而它的輸入接口的±12 V電源存在，并且ION2通道的DS12燈正常亮。說明ION1通道的PS4電源模塊很可能已損壞，而ION2通道的PS4電源模塊未壞，隨后將ION1和ION2的PS4電源模塊調(diào)換并分別量壓測試，證明了之前ION1的PS4確實已損壞，這樣就說明PS4損壞導(dǎo)致DS11燈的熄滅。

但是PS4燒壞的原因可能是其負載即電離室存在短路。這時一定要將負載的故障查出，否則仍會燒掉PS4電源模塊，于是決定拆開電離室。由于PS4電源與電離室的J4相通，先拔掉電離室上的J4的四個輸入端，結(jié)果J4的AB間，CD間均有0.27 kΩ的電阻，而正常情況下此值應(yīng)為無窮大，是一個開路。這樣就更進一步證明了電離室存在短路現(xiàn)象。

7.3 故障維修

拆開電離室后，發(fā)現(xiàn)電離室內(nèi)空腔有明顯擊穿的小洞，直徑大約有1～2 mm，且已將表皮的導(dǎo)電層損壞。這時，只須將電離室外殼的螺絲固定，就能測量J4的AB和CD間的電阻，這是由于表皮層的材料燒壞后可能與外殼上的固定環(huán)導(dǎo)通，因此產(chǎn)生了一定的電阻，后用小刀將這燒壞的材料用刀輕輕刮掉，直到測不到電阻為止，再將整個電離室重新安裝。

重新打開Vac/Ion power supply盒中的總電源后，發(fā)現(xiàn)“ION1”聯(lián)鎖消失，但卻出現(xiàn)了“EXQ1”、“EXQ2”聯(lián)鎖，分析原因，應(yīng)該是電離室的重新拆裝導(dǎo)致與原電離室的安裝位置和結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，從而導(dǎo)致劑量分布發(fā)生變化。于是，通過調(diào)節(jié)主控制柜上的XA19 (B19) Beam position servo 板上的 R14、R16，并最終將EXQ1、EXQ2的數(shù)值調(diào)到接近于0的數(shù)值，這時“EXQ1”、“EXQ2”聯(lián)鎖消失，故障得以排除。最后再用MatriXX二維平板電離室對射線進行重新校準，確保射線質(zhì)的平坦度和對稱性符合國家標準。

分析此次故障，先是電離室內(nèi)的的導(dǎo)電層被高壓擊穿，導(dǎo)致短路，后又燒掉 Vac/Ion H.V PS板上的PS4電源，進而使Vac/Ion power supply上的DS11(ION1 clear 綠燈)熄滅，最終產(chǎn)生“ION1”聯(lián)鎖。

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Seven Cases of Troubleshooting and Analysis on VARIAN IX Medical Linear Accelerator

【W(wǎng)riters】GUI Longgang, SHI Miao, LI Jun, ZHANG Xizhi, WANG Buhai, HOU Xiaoxiao Northern Jiangsu People’s Hospital, Yangzhou, 225001

This paper briefly introduced seven cases of malfunctions occurred in the VARIAN IX linear accelerator during operation, i.e., control board malfunction of electronic gun (GFIL interlock), modulator malfunction (HVCB interlock), energy programming board malfunction (EXQ1), energy conversion potentiometer malfunction (CARR interlock), MLC malfunction, thermostat valve malfunction (PUMP interlock) and ionization chamber malfunction (ION interlock). Moreover, malfunction cases analyzed and troubleshooting methods presented in this paper can provide reference for colleagues.

linear accelerator, interlock, gun controller, modulator, ionization chamber, medical equipment maintenance

R197.39

A

10.3969/j.issn.1671-7104.2016.05.020

1671-7104(2016)05-0388-03

2016-04-01

桂龍剛，E-mail: 18051062470@163.com

石苗，E-mail: 18051064587@163.com