瓦里安23EX醫(yī)用直線加速器故障維修2例

潘繼鵬

新疆醫(yī)科大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院 醫(yī)學(xué)工程部，新疆 烏魯木齊 830001

瓦里安23EX醫(yī)用直線加速器故障維修2例

潘繼鵬

新疆醫(yī)科大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院 醫(yī)學(xué)工程部，新疆 烏魯木齊 830001

本文介紹了瓦里安23EX加速器的2例故障的分析及排除過(guò)程。

醫(yī)用直線加速器；加速器真空；能量開關(guān)；醫(yī)療設(shè)備維修

0 引言

隨著醫(yī)學(xué)科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展，醫(yī)用直線加速器以其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于臨床治療，成為當(dāng)今放射治療設(shè)備中的重要成員之一。我院放療中心全部使用美國(guó)瓦里安醫(yī)用直線加速器，23EX型直線加速器為主力機(jī)型。該品牌機(jī)器是駐波電子直線加速器，工作原理是由三相電壓經(jīng)過(guò)升壓、整流和濾波成為110 kV的直流高壓，對(duì)調(diào)制器中的脈沖網(wǎng)絡(luò)（PFN）進(jìn)行充電，經(jīng)高功率的氫閘流管后到高壓電纜，輸入到速調(diào)管內(nèi)的脈沖變壓器產(chǎn)生110 kV的直流高壓給速調(diào)管，使其產(chǎn)生具有一定頻率、幅值的微波能量，經(jīng)過(guò)微波系統(tǒng)一起耦合到加速管內(nèi)，在駐波加速管的諧振腔內(nèi)建立起很強(qiáng)的電場(chǎng)強(qiáng)度；同時(shí)另一個(gè)高壓直流變壓器產(chǎn)生的5～10 kV（根據(jù)治療所需要的能量選擇）直流高壓供給電子槍發(fā)射電子，在加速管的超強(qiáng)電場(chǎng)強(qiáng)度的諧振腔內(nèi)被加速成高能電子束，或者撞擊金屬靶產(chǎn)生高能X線[1-2]。

我院23EX型醫(yī)用直線加速器自2010年開始使用至今，總體性能穩(wěn)定，但使用過(guò)程中也出現(xiàn)了故障。現(xiàn)就我院在使用此機(jī)器過(guò)程中遇到的一系列故障及應(yīng)急處理方法介紹如下,供廣大讀者參考及相互學(xué)習(xí)。

1 故障一

1.1 故障現(xiàn)象

加速器在正常治療病人時(shí)出現(xiàn)VAC（真空）聯(lián)鎖，偶爾VAC故障能夠自動(dòng)消除，故障反復(fù)，降低了治療工作的效率。

1.2 故障分析

加速器VAC1聯(lián)鎖為主要聯(lián)鎖，它的出現(xiàn)致使治療模式下的機(jī)器處于待機(jī)狀態(tài)，直到引起聯(lián)鎖的原因排除將控制臺(tái)計(jì)算機(jī)鑰匙重新復(fù)位到開機(jī)狀態(tài)才能清除聯(lián)鎖，機(jī)器正常工作[3]。因此當(dāng)機(jī)器出現(xiàn)VAC1聯(lián)鎖時(shí)不能治療病人，需要停機(jī)維修。VAC1聯(lián)鎖是由于加速器系統(tǒng)當(dāng)中的加速管真空度過(guò)低、鈦泵電流太高或電壓太低引起。加速器系統(tǒng)當(dāng)中監(jiān)測(cè)電路根據(jù)鈦泵的電流和高壓監(jiān)視真空系統(tǒng)的狀態(tài)來(lái)判斷機(jī)器的真空度。如果加速管鈦泵電流＞700 μA或電壓＜4 kV，則發(fā)出VAC1聯(lián)鎖。根據(jù)加速器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)知道對(duì)VAC提供電源和反饋的電路是真空電子柜，因此分析引起故障的原因主要是真空電子柜或加速管自身故障。

1.3 故障排除

瓦里安23EX型機(jī)器是一臺(tái)高能直線加速器。高能直線加速器的加速管壽命為10～15年左右，本院此臺(tái)機(jī)器只用了5年，推測(cè)VAC1故障的出現(xiàn)和加速管關(guān)系不大。為了進(jìn)一步證明加速管和VAC1沒(méi)有關(guān)系，進(jìn)入維修模式下觀察ACL VAC（加速管真空）=0.11、GUN VAC（電子槍真空）=0.08 、KLY VAC（速調(diào)管真空）=0.13，證實(shí)加速管的真空沒(méi)有問(wèn)題。繼續(xù)檢查真空電子柜，發(fā)現(xiàn)真空電子柜里有2塊電路板：真空電源板和真空控制板。

翻閱維修手冊(cè)發(fā)現(xiàn)VAC聯(lián)鎖和這兩塊電路板有密切的關(guān)系，將新的真空控制板和真空電源板依次換入真空電子柜，替換真空電源板后，故障消除。將機(jī)器的所有能量測(cè)試幾次沒(méi)有出現(xiàn)VAC1聯(lián)鎖。但當(dāng)機(jī)器進(jìn)入治療模式下進(jìn)行治療不久后VAC1聯(lián)鎖再次出現(xiàn)。觀察故障出現(xiàn)位置和技師對(duì)故障的描述，發(fā)現(xiàn)機(jī)架在某些固定角度VAC聯(lián)鎖出現(xiàn)頻繁，旋轉(zhuǎn)機(jī)架VAC聯(lián)鎖消除，除此在其他角度幾乎不出現(xiàn)此聯(lián)鎖[4-5]。重點(diǎn)檢查VAC有關(guān)線纜。查看真空電子柜以及翻閱手冊(cè)發(fā)現(xiàn)和VAC聯(lián)鎖有關(guān)的線纜，見(jiàn)圖1。

圖1 VAC聯(lián)鎖線纜流程圖

由圖1可知VAC聯(lián)鎖與以上線纜有關(guān)，依次測(cè)量J7線纜、J2線纜、J1線纜、J45線纜，發(fā)現(xiàn)附加電子柜里附加電子柜背板J45和旋轉(zhuǎn)機(jī)架接口板J1之間的線纜在人為彎曲時(shí)阻值有明顯波動(dòng)，其余相關(guān)線纜沒(méi)有問(wèn)題。更換該線纜后，故障排除，機(jī)器正常運(yùn)行。

2 故障二

2.1 故障現(xiàn)象

加速器在選擇能量時(shí)BMAG（偏轉(zhuǎn)磁鐵）聯(lián)鎖不能消除，機(jī)器不能正常治療病人。

2.2 故障分析

查閱資料及機(jī)器原理分析引發(fā)BMAG聯(lián)鎖的主要原因有：① 控制電子柜里的瓦里安通訊板故障；② 機(jī)架輻射頭編碼開關(guān)位置問(wèn)題；③ 編碼開關(guān)傳送信號(hào)線纜問(wèn)題；④附加電子柜890470號(hào)旋轉(zhuǎn)及偏轉(zhuǎn)磁鐵（CARROUSERL，MODE&BMAG）電路板故障[6]。

2.3 故障排除

觀察機(jī)器發(fā)現(xiàn)選擇任何能量時(shí)BMAG聯(lián)鎖都不消除。每個(gè)能量的選擇都有對(duì)應(yīng)的編碼，此編碼由微動(dòng)開關(guān)進(jìn)行不同的排序得出，每個(gè)能量開關(guān)的線路都是分開連接。初步判斷故障不是某個(gè)開關(guān)或某線路問(wèn)題，因此先排除890470號(hào)旋轉(zhuǎn)及偏轉(zhuǎn)磁鐵電路板是否有問(wèn)題，再查找其它原因。

更換新的旋轉(zhuǎn)及偏轉(zhuǎn)磁鐵電路板發(fā)現(xiàn)，BMAG聯(lián)鎖不但沒(méi)有消除反而出現(xiàn)了其它聯(lián)鎖。查看資料發(fā)現(xiàn)此電路板需要將機(jī)器各個(gè)能量的初始電壓值載入新電路板，并且調(diào)節(jié)每個(gè)能量相對(duì)應(yīng)的電位器，使測(cè)試點(diǎn)TP8=TP9=0并將標(biāo)有BMAG的二極管點(diǎn)亮后機(jī)器才能正常使用。載入初始電壓時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，為了節(jié)省時(shí)間替換其它機(jī)器的旋轉(zhuǎn)及偏轉(zhuǎn)磁鐵電路板，選擇能量后調(diào)節(jié)對(duì)應(yīng)電位器都能使TP8=YP9=0并將BMAG二極管點(diǎn)亮，所有聯(lián)鎖消除機(jī)器正常。但此電路板為其它機(jī)器所用，各個(gè)能量初始電壓值和此機(jī)器不一致，不能用于治療，以免引發(fā)新的故障。推測(cè)機(jī)器原裝旋轉(zhuǎn)及偏轉(zhuǎn)磁鐵電路板損壞可能性變大。

將機(jī)器原裝旋轉(zhuǎn)及偏轉(zhuǎn)磁鐵電路板更換回機(jī)器，調(diào)節(jié)各個(gè)能量電位器，發(fā)現(xiàn)不能調(diào)試出TP8=YP9=0的狀態(tài)，標(biāo)有BMAG的二極管不能點(diǎn)亮，聯(lián)鎖不能消除，懷疑此電路板電壓0位漂移。測(cè)量發(fā)現(xiàn)測(cè)試點(diǎn)TP15與TP7兩點(diǎn)值不為0，電壓0點(diǎn)漂移。嘗試調(diào)節(jié)電位器R9使其為0，發(fā)現(xiàn)不能將此值調(diào)0懷疑電位器R9損壞，因?yàn)殡娐钒咫娮硬考谑褂眠^(guò)程會(huì)老化。長(zhǎng)時(shí)間工作后電子元器件變熱使電阻增大，導(dǎo)致電位器調(diào)節(jié)失靈[7]。更換R9電位器調(diào)回0位，調(diào)節(jié)各能量對(duì)應(yīng)電位器使標(biāo)有BMAG二極管點(diǎn)亮聯(lián)鎖消除。機(jī)器能夠正常運(yùn)行，故障排除。

3 總結(jié)

瓦里安直線加速器采用支臂式機(jī)架。從輻射頭、旋轉(zhuǎn)機(jī)架安裝的各種電氣設(shè)備的電纜以及水氣管路都是從旋轉(zhuǎn)機(jī)架中部穿過(guò)引向機(jī)座后固定的。當(dāng)機(jī)架旋轉(zhuǎn)時(shí)，電纜受到扭轉(zhuǎn)。為防止機(jī)架連續(xù)向一個(gè)方向旋轉(zhuǎn)造成電纜扭轉(zhuǎn)而損壞，加速器采用限位開關(guān)，限制旋轉(zhuǎn)機(jī)架只能在±180°內(nèi)連續(xù)旋轉(zhuǎn)。但隨著直線加速器使用年限的增加，電纜由于不斷受到摩擦、擠壓而造成破損、變形。從而導(dǎo)致信號(hào)傳輸出現(xiàn)誤差，嚴(yán)重的甚至?xí)斐尚盘?hào)的中斷，會(huì)嚴(yán)重影響直線加速器的正常工作。所以日常工作中應(yīng)多加注意，經(jīng)常進(jìn)行預(yù)防性的檢修。更換新線纜后將線纜盡量固定，防止其隨機(jī)架的旋轉(zhuǎn)而與其他物體接觸過(guò)多發(fā)生摩擦。由故障2可以發(fā)現(xiàn)并不是所有損壞的電路板都需要直接更換，特別是含有機(jī)械元件的電路板。機(jī)械元件可能由于使用時(shí)間過(guò)長(zhǎng)固有屬性改變從而影響整個(gè)電路板，最終影響機(jī)器工作。因此熟悉機(jī)器原理，了解元件工作原理是設(shè)備維修的基礎(chǔ)。

[1]張炳昌,宋強(qiáng).瓦里安醫(yī)用直線加速器MLC部分工作原理與維修[J].中國(guó)醫(yī)療設(shè)備,2015,30(3):157-158.

[2]張東強(qiáng).瓦里安CL23EX型直線加速器欠劑量率聯(lián)鎖檢修[A].中華醫(yī)學(xué)會(huì)醫(yī)學(xué)工程學(xué)分會(huì)第十一次學(xué)術(shù)年會(huì)暨2010中華臨床醫(yī)學(xué)工程及醫(yī)療信息化大會(huì)[C],2010.

[3]楊紹洲,陳龍華.醫(yī)用直線加速器[M].北京:人民軍醫(yī)出版社,2004.

[4]仇云峰.醫(yī)科達(dá)Precise加速器磁控管工作原理及故障維修[J].中國(guó)醫(yī)療設(shè)備,2015,30(5):164-166.

[5]宋偉平,周振遠(yuǎn),林鵬.Varian 23cx直線加速器CARR和FOIL故障維修一例[J].醫(yī)療裝備,2015,28(1):99-100.

[6]王恒,姜澎.瓦里安21EX直線加速器GFIL聯(lián)鎖故障檢修一例[J].中華放射腫瘤學(xué)雜志,2012,21(5):411.

[7]孟憲春,呂鴻韜.瓦里安23EX直線加速器低劑量率故障維修[J].醫(yī)療衛(wèi)生裝備,2011,32(3):134.

Two Cases of Troubleshooting and Maintenance of Varian 23EX Medical Lineal Accelerators

PAN Ji-peng
Department of Medical Engineering,the Affliated Tumor Hospital of Xinjiang Medical University,Urumuqi Xinjiang 830001,China

TL53

B

10.3969/j.issn.1674-1633.2016.04.051

1674-1633(2016)04-0165-02

2015-05-22

2015-07-09

作者郵箱：254037149@qq.com