瓦里安trilogy直線加速器多葉準(zhǔn)直器的常見故障分析及維修

賈海健，于長輝，候利橋，王燕麗

恩澤醫(yī)療中心(集團(tuán))恩澤醫(yī)院 (浙江臺州 318050)

目前，放射性治療是臨床治療腫瘤的主要手段之一。直線加速器是一種利用高頻電磁波將電子等帶電粒子通過加速管加速到高能的裝置，高能電子束本身可用于治療淺表腫瘤，也可使其擊中X線靶產(chǎn)生X射線，用于治療深層腫瘤[1]。瓦里安trilogy直線加速器為放射治療專用設(shè)備，具有滿足臨床需要的光子線和電子線多檔能量組合，不僅可用于常規(guī)放射治療技術(shù)，還可用于圖像引導(dǎo)放射治療技術(shù)、調(diào)強適形放射技術(shù)、快速旋轉(zhuǎn)容積調(diào)強技術(shù)及動態(tài)自適應(yīng)放射治療技術(shù)等，通過高精度和高穩(wěn)定的劑量率，為腫瘤患者提供全身各部位精準(zhǔn)有效的治療[2]。隨著醫(yī)療科技的高速發(fā)展，調(diào)強適形放射治療被廣泛應(yīng)用于腫瘤的放射治療中。調(diào)強適形放射治療是在三維適形放射治療基礎(chǔ)上演變而來的，其特點是照射野的形狀必須與靶區(qū)形狀一致，照射野內(nèi)諸點的劑量能按要求調(diào)整，使照射劑量分布也與靶區(qū)一致。多葉準(zhǔn)直器是用來產(chǎn)生適形輻射野的機(jī)械運動部件，俗稱多葉光柵、多葉光闌等，被廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。多葉準(zhǔn)直器作為瓦里安trilogy直線加速器的重要組成部分，主要用于調(diào)整適形輻射的照野輪廓。瓦里安trilogy直線加速器的總體性能穩(wěn)定，但在使用過程中仍可能出現(xiàn)故障，影響患者的治療[3]。多葉準(zhǔn)直器由工作計算機(jī)、控制器組、兩組Carriage和葉片電動機(jī)驅(qū)動組件等組成，結(jié)構(gòu)精密復(fù)雜、精度要求高、工作強度大，是瓦里安trilogy直線加速器使用中出現(xiàn)故障頻率最高的器件，因此，對多葉準(zhǔn)直器出現(xiàn)故障的原因進(jìn)行分析，并及時進(jìn)行維修處理，對提升儀器的使用效率和保障醫(yī)療工作的正常開展具有重要意義[4-5]。本研究對我院瓦里安trilogy直線加速器多葉準(zhǔn)直器常見故障的出現(xiàn)原因進(jìn)行分析，并介紹其維修情況，旨在為瓦里安trilogy直線加速器多葉準(zhǔn)直器的維修提供參考，現(xiàn)報道如下。

1 故障一

1.1 故障現(xiàn)象

多葉準(zhǔn)直器的葉片聯(lián)鎖、制動，加速器突然中斷停機(jī)。

1.2 故障原因分析

多葉準(zhǔn)直器使用頻繁，故障發(fā)生率高。經(jīng)分析，導(dǎo)致多葉準(zhǔn)直器發(fā)生葉片聯(lián)鎖的原因可能包括以下幾方面：(1)自動消除故障無法消除；(2)鉛葉的位置與屏顯不一致；(3)電機(jī)的電阻值過低；(4)電機(jī)負(fù)載、扭矩過大，導(dǎo)致電機(jī)堵轉(zhuǎn)燒毀和驅(qū)動芯片；(5)葉片馬達(dá)編碼能力較差；(6)Error initializing carriages。

1.3 故障維修

范永革[6]的研究結(jié)果顯示，瓦里安直線加速器多葉準(zhǔn)直器聯(lián)鎖故障的發(fā)生率較高，及時排除故障并對故障進(jìn)行維修，以確保設(shè)備正常運轉(zhuǎn)，可為患者提供更好的醫(yī)療服務(wù)質(zhì)量和水平。(1)多葉準(zhǔn)直器發(fā)生葉片聯(lián)鎖時，首先應(yīng)重啟控制器，再次自檢，如自動排除故障，則故障解除；如再次重啟自檢后，仍無法排除故障，則檢查瓦里安trilogy直線加速器控制室中的相關(guān)參數(shù)，觀察屏顯與鉛葉的位置是否有誤差，若檢查后發(fā)現(xiàn)有的鉛葉未回到PARK狀態(tài)，則需將機(jī)架(Gantry)轉(zhuǎn)動至180°，小機(jī)頭轉(zhuǎn)到0°，拆掉直線加速器系統(tǒng)的機(jī)殼，并將對應(yīng)的鉛葉電機(jī)取出，在INTERGRATED、STAND-ALONE這兩種模式下進(jìn)行電機(jī)性能測試，觀察電機(jī)運行狀態(tài)，進(jìn)行電機(jī)性能測試時，不接負(fù)載，觀察電機(jī)是否運行，如電機(jī)未運行，則進(jìn)行電機(jī)的電阻檢測；如電機(jī)電阻過低，則將電機(jī)替換到其他位置，替換位置后，如可正常運行，則故障解除；替換電機(jī)位置后，如故障仍存在，則推測可能是電機(jī)發(fā)生損壞，導(dǎo)致電機(jī)損壞的原因主要為電機(jī)負(fù)載、扭矩過大，長時間出現(xiàn)此現(xiàn)象可能會導(dǎo)致電機(jī)堵轉(zhuǎn)，進(jìn)而燒毀和驅(qū)動芯片；若確定電機(jī)損壞，可更換在電機(jī)，并對鉛葉進(jìn)行清洗，采用紗布蘸95%以上高濃度乙醇擦洗鉛葉，然后涂抹相應(yīng)的潤滑劑潤滑卡槽，同時對電路板、發(fā)射器、光纖等進(jìn)行除塵，并在STAND-ALONE模式下進(jìn)行外接負(fù)載，測試電機(jī)性能，如電機(jī)轉(zhuǎn)速恢復(fù)正常，多葉準(zhǔn)直器自檢成功，聯(lián)鎖消除，則表示故障解除，瓦里安trilogy直線加速器可恢復(fù)使用。(2)在使用瓦里安trilogy直線加速器的過程中，加速器可因長時間運行出現(xiàn)螺桿內(nèi)黃油溢出至鉛葉的情況，導(dǎo)致鉛葉摩擦力增強，從而使電機(jī)負(fù)載過重；因此，在日常對瓦里安trilogy直線加速器進(jìn)行檢查時，需仔細(xì)觀察和清潔機(jī)械的各活動部件，將機(jī)械上的灰塵、油漬清潔干凈，確保鉛葉摩檫力降低，以防止聯(lián)鎖故障發(fā)生。(3)當(dāng)瓦里安trilogy直線加速器多葉準(zhǔn)直器葉片出現(xiàn)故障，故障報錯代碼為“Leaf A45 is sticking”、“Leaf should have moved ”，說明葉片馬達(dá)的編碼能力較差，重復(fù)啟動自檢后如無法消除故障，應(yīng)更換馬達(dá)，以解除故障。(4)瓦里安醫(yī)用直線加速器多葉準(zhǔn)直器葉片故障發(fā)生后，如由軟件運行錯誤所致，則關(guān)機(jī)重啟自檢后可解決故障，如重新自檢后短暫解除故障，但不能消除Error initializing carriages，則需先檢查電動機(jī)驅(qū)動板，查看是否需更好電路板；科室如備有MOTOR DRIVER電路板備件，可自行更換；如無備件，需聯(lián)系廠商進(jìn)行更換，以解除故障；同時，如葉片阻力過大出現(xiàn)粘連，導(dǎo)致葉片不能轉(zhuǎn)動時，可能為小電動機(jī)出故障，可更換小電動機(jī)，以消除故障；更換后如仍無法解除故障，可清潔絲桿，如發(fā)現(xiàn)葉片T-nut損壞，則將其更換，以解除故障；同時需注意葉片間的阻力，因阻力增大會再次導(dǎo)致多葉準(zhǔn)直器聯(lián)鎖出現(xiàn)，故需定時清潔葉片。

目前，醫(yī)院對腫瘤患者一般選擇動態(tài)調(diào)強放射治療進(jìn)行治療，導(dǎo)致瓦里安trilogy直線加速器多葉準(zhǔn)直器使用頻繁，故而故障出現(xiàn)頻率較高。常見的瓦里安trilogy直線加速器多葉準(zhǔn)直器聯(lián)鎖故障的維修方法對確保醫(yī)療工作的正常開展尤為重要[7-8]。對于瓦里安trilogy直線加速器多葉準(zhǔn)直器聯(lián)鎖故障的處理方法，本研究認(rèn)為，可先啟動自檢，觀察系統(tǒng)能否自動消除故障；再檢查屏顯與鉛葉的位置是否一致，然后拆除多葉準(zhǔn)直器系統(tǒng)機(jī)殼，測試電機(jī)性能，判斷是否正常運行，必要時更換電機(jī)，以解除故障。

2 故障二

2.1 故障現(xiàn)象

下載患者治療計劃時，Clinac Console突然中斷出束，Clinac Console提示Active Interlocks，多葉準(zhǔn)直器在“MLC Hyper Terminal”軟件中報錯B14 SEC_IL：Tolerance error counts：raw=1317：sec=24.193 pri=25.900,dif=-1707和ASSERT MLCX_IL_Secondary_Feedback代碼。

2.2 故障原因分析

經(jīng)分析，導(dǎo)致下載患者治療計劃時Clinac Console突然中斷出束、Clinac Console提示Active Interlocks、多葉準(zhǔn)直器在“MLC Hyper Terminal”軟件中報錯代碼的原因可能包括以下兩點：(1)多葉準(zhǔn)直器B14葉片運動部件故障；(2)Secondary Feedback PCB電路故障，PCB的J14-3端口與J63-34兩端的電阻值不穩(wěn)定，中間排線虛斷。

2.3 故障維修

當(dāng)出現(xiàn)上述故障時，根據(jù)多葉準(zhǔn)直器的工作原理，即先將從服務(wù)器調(diào)取的患者治療計劃文件通過多葉準(zhǔn)直器工作站傳輸?shù)蕉嗳~準(zhǔn)直器控制器，多葉準(zhǔn)直器控制器接收到計劃運行后，立即發(fā)送命令到多葉準(zhǔn)直器機(jī)頭，所有葉片將移動到指定位置，完成計劃目標(biāo)射野，與此同時，多葉準(zhǔn)直器控制器還會同步多葉準(zhǔn)直器每個葉片的計劃位置和實際位置，并將驗證結(jié)果反饋至多葉準(zhǔn)直器工作站。根據(jù)多葉準(zhǔn)直器的工作原理，按常規(guī)維修方法排除故障；首先，將維修控制板Service Panel PCB切換至維修模式，手動運行B14葉片時，若實際動態(tài)運行出現(xiàn)卡頓情況，提示B14運動部件存在故障；然后，根據(jù)各部件狀態(tài)更換配件，并清潔B14葉片表面的灰塵、油漬等，更換多葉準(zhǔn)直器運動部分配件后，在“Hyper Terminal”中對多葉準(zhǔn)直器進(jìn)行初始化操作；操作時，提示“多葉準(zhǔn)直器ready for treatment”，則表示多葉準(zhǔn)直器運動部件測試成功。但瓦里安trilogy直線加速器運行30 min后再次出現(xiàn)相同的故障，經(jīng)更換配件、清潔B14葉片、初始化操作后，基本排除B14運動部件故障，此時，可考慮Secondary Feedback PCB電路故障；首先，將A、B兩側(cè)的Secondary Feedback PCB進(jìn)行交換測試，如故障仍未排除，則綜合上述操作，繼續(xù)排查接口線，考慮B14葉片相關(guān)回路中可能存在斷電，拆下“馬達(dá)連接板Motor Interconnect,Side B”PCB，排查思路為從B14葉片Motor所在的“Motor Interconnect, Side B”電路板跳線座J14開始，逆時針分段排查；排查時，先用萬用表電阻擋、蜂鳴擋配合測量，測量到Interconnect PCB的J14-3端口與J63-34兩端電阻值存在異常時，比較測量3次電阻值，判斷是中間排線虛斷造成PCB的J14-3端口與J63-34兩端電阻值不穩(wěn)定。原廠排線電阻值為1 Ω范圍內(nèi)，實際反復(fù)測量電阻值3次，第4次增加人為模擬Gantry轉(zhuǎn)動時的晃動情形，測量發(fā)現(xiàn)，J14-3與J63-34兩點間的阻值無窮大，提示中間排線為人為制造晃動弄斷；排除故障時，如無新備件，可用飛線方式恢復(fù)設(shè)備運行，盡可能保證所需導(dǎo)線電阻符合原裝Flex Cable阻值的要求；先對Motor Interconnect, Side B中其余Flex Cable間的電阻進(jìn)行實際測量，共測量4次，第1次為靜置時測量，第2次為輕微晃動測量，第3次為連續(xù)晃動測量，第4次為持續(xù)晃動測量，實際阻值由小到無窮大，然后在可代替Flex Cable導(dǎo)線選擇上3款導(dǎo)線進(jìn)行數(shù)據(jù)測試，顯示實際阻值相差不大；選擇單芯銅線實際焊接操作完成后，測得J14-3與J63-34間的阻值為1.5 Ω，并經(jīng)多葉準(zhǔn)直器初始化成功，隨后投入運行；瓦里安trilogy 直線加速器當(dāng)天運行6 h后未出現(xiàn)故障，表示故障排除。雖經(jīng)以上操作后故障排除，儀器投入使用，但考慮到瓦里安trilogy直線加速器的安全性與穩(wěn)定性，應(yīng)立即聯(lián)系廠家預(yù)定新的備件進(jìn)行更換[9]。

總之，當(dāng)瓦里安trilogy直線加速器多葉準(zhǔn)直器出現(xiàn)下載患者治療計劃時，Clinac Console突然中斷出束，首先應(yīng)進(jìn)行常規(guī)維修，清潔葉片、更換部件、測量電阻值，同時導(dǎo)線值需靠近原裝，易上錫焊接；在無新備件的情況下，可選擇單芯銅線。

3 總結(jié)

瓦里安trilogy直線加速器在臨床上的應(yīng)用較為廣泛。該設(shè)備造價昂貴，擁有獨立的多葉準(zhǔn)直器控制器，長時間使用及多種因素共同作用后可發(fā)生故障，影響患者的放射治療進(jìn)程及效果，并給醫(yī)院帶來經(jīng)濟(jì)損失。因此，做好瓦里安trilogy直線加速器多葉準(zhǔn)直器的故障排除和維修工作十分重要。瓦里安trilogy直線加速器多葉準(zhǔn)直器的常見故障為葉片聯(lián)鎖和代碼報錯，本研究對其常見故障及維修方法進(jìn)行分析總結(jié)，有望幫助使用該設(shè)備的同行快速解決其故障問題，提高設(shè)備使用效率，確保醫(yī)療工作的正常開展。直線加速器多葉準(zhǔn)直器的故障維修大同小異，但不同故障的最終判定方向大相徑庭；正確有效的維修對于減少設(shè)備故障發(fā)生、降低設(shè)備維修成本、減少因設(shè)備故障所導(dǎo)致的醫(yī)院和患者損失均具有十分重要的意義。