瓦里安Trilogy維修故障一例

陸奇鵬

中國科學(xué)院腫瘤與基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)研究所，中國科學(xué)院大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院，浙江省腫瘤醫(yī)院 設(shè)備科，浙江 杭州 310011

引言

直線加速器利用具有一定能量的電子與微波電磁場的相互作用下，加速電子以獲得更高的能量并且具有直線運動[1]。其根據(jù)所采用的加速磁場形態(tài)的不同分為：行波加速器和駐波加速器兩類。它具有復(fù)雜和豐富的控制和保護(hù)系統(tǒng)，涉及氣路、水路和電路。加速器是一種技術(shù)復(fù)雜而精密的設(shè)備，在實際醫(yī)院放療治療中應(yīng)用廣泛，不僅可以進(jìn)行常規(guī)放療還能夠進(jìn)行圖像引導(dǎo)放療、復(fù)雜適型放療、容積調(diào)強(qiáng)等技術(shù)。它適應(yīng)癥廣泛，可以用于頭頸、胸腔、腹腔、盆腔、四肢等部位的原發(fā)或繼發(fā)腫瘤，以及手術(shù)前的術(shù)前治療或手術(shù)后殘留的病灶治療等，也可以進(jìn)行單純根治的腫瘤或與化療結(jié)合治療腫瘤[2-3]。

1 設(shè)備信息

我院自2012 年1 月起開始啟用美國瓦里安Trllogy 直線加速器，是現(xiàn)今我院進(jìn)行放射放療工作設(shè)備中不可缺少的部分[4]，設(shè)備使用至今整體性能相對穩(wěn)定，但常見故障還時有發(fā)生。

2 設(shè)備故障

2.1 故障現(xiàn)象

治療過程中出現(xiàn)GFIL 報錯，無法進(jìn)行消除連鎖操作。當(dāng)電子槍出現(xiàn)異常情況時會出現(xiàn)此連鎖[5]。查找瓦里安手冊根據(jù)報錯信息“GFIL”主要原因一般為槍燈絲或者柵極偏置電壓太低[6]。有時候轉(zhuǎn)動機(jī)架在122 度附近和313 度附近位置連鎖能夠消除。發(fā)生故障時，檢查機(jī)架電子槍控制電路冷端電路[7]（圖1），發(fā)現(xiàn)POWER SUPPLY 電源板僅有DS1 指示燈常亮，DS2 和DS3 指示并未亮，與此同時，GUN CONTROLLER 板顯示“HD A/D +”，懷疑為熱端+5 V電壓有異常情況[8]。再進(jìn)行重新啟動POWER SUPPLY 電源板的MASTER、HOT DECK 、HIGH VOLTAGE 電源之后GFIL 報錯消掉，調(diào)試后恢復(fù)正常，但治療一個患者之后故障又重復(fù)出現(xiàn)GFIL 報錯。

2.2 故障分析

電子槍的控制電路可分為低壓冷端和高壓熱端兩部分[9]。根據(jù)以上故障現(xiàn)初步判斷，可能的原因有：① 由于熱端高壓部分的hot deck 板或者電源板有問題，導(dǎo)致通訊不連貫或電壓不穩(wěn)定；② 由于在122℃左右和313℃左右位置報錯“GFIL”可以消掉[10]，判斷故障可能是因控制線或電源線接觸不良導(dǎo)致電壓不穩(wěn)。

圖1 POWER SUPPLY部分電路圖

2.3 故障維修

2.3.1 操作一

將選擇萬用表伏安選項，將萬用表一端接觸要測量端，將另一表棒接地（可靠接地）。測量冷端POWER SUPPLY板子上的TEST TP1、TEST TP2、TEST TP3 電壓，分別為4.9、14.95、-14.97 V，而它們的標(biāo)準(zhǔn)電壓分貝為5、15、-15 V，根據(jù)《電能質(zhì)量供電電壓允許偏差》GB l2325-90 規(guī)定中，允許電壓偏差為額定電壓的±5%，測量電壓屬于正常誤差范圍之內(nèi)，排除+5 V 和±15 V 電源故障。

2.3.2 操作二

先將熱端高壓電源斷電，然后機(jī)架打至合適操作位置，并將機(jī)架熱端封蓋打開，先用機(jī)架上放電棒進(jìn)行高壓外殼放電，為安全考慮可以在放電結(jié)束后再用萬用表金屬外殼測下電壓。拆除外殼后，更換Hot deck 板子后，重新上電，GUN CONTROLLER 板顯示“HVPS OFF”和“Errs...”[11-12]，關(guān)閉POWER SUPPLY 電源，等待5 min，重啟故障報錯故障依舊存在，重新插拔板子檢查跳線，并將光纖重新對接口放置，上電后報錯消除測試正常，原以為故障因此修復(fù)，可兩天后連鎖依舊存在。槍控制板報錯信息表，見表1。

表1 槍控制板報錯信息表

2.3.3 操作三

進(jìn)行測量hot deck 板子，可僅打開POWER SUPPLY 電源板MASTER 電源，關(guān)閉HOT DECK 、HIGH VOLTAGE電源，隨后進(jìn)行放電操作，進(jìn)行測量hot deck 板子（圖2），將表棒一端接P1（接地），紅表棒分別測試P2、P3、P4，分別測出電壓（5 根光纖板子的左上角，P1 為接地）。P2為4.75 V；P3 為-15.24 V；P4 為15.73 V（表2），因此懷疑熱端小電源故障才導(dǎo)致電壓不穩(wěn)定，將小電源板進(jìn)行放電處理，隨后重新上電，GFIL 報錯消除[13]，進(jìn)行6 MV出束測試時，故障還是出現(xiàn)，最后檢查接口線時，發(fā)現(xiàn)Harness Hot Deck W4 線纜中的PS2CN1 電源端子線的銅片形態(tài)歪曲，使得接觸不緊密。經(jīng)過以下步驟：首先使用橡皮擦去銅片上的灰塵，其次用刀片刮去表面的氧化物，最后調(diào)整銅片高度和角度，恢復(fù)最佳形態(tài)。經(jīng)過多次模擬測試，電壓值均在正常誤差范圍之內(nèi)。

2.4 小結(jié)

經(jīng)過以上三步驟排查檢修故障，最終通過更換Hot Deck 電路板和處理銅片形變問題，解決故障。運行1 個月后未出現(xiàn)此故障，就更換全新W4 線纜。經(jīng)過設(shè)備實際運行6 個月后未出現(xiàn)此故障，表明此次維修成功。

圖2 Hot Deck Backplane部分電路圖

表2 故障處理前后HOT DECK板測量電壓（V）

3 討論

Trllogy 加速器是瓦里安相對較新的治療設(shè)備，該設(shè)備電子槍出現(xiàn)GFIL 連鎖是一種常見報錯現(xiàn)象，熱端主要由背板、燈絲電源板和槍驅(qū)動脈沖板組成；而冷端則由槍驅(qū)動背板、電源板、AFC 和槍驅(qū)動脈沖控制板、槍控制板等組成。電子槍控制電路較為復(fù)雜，故障原因具有不唯一性，但出現(xiàn)此報錯絕大多數(shù)情況都是這類似問題[14]。本次操作也僅是部分的維修過程的分享。一般情況下，若是電源故障，測量電壓來比較參考電壓進(jìn)行檢修故障；如果是電路板故障，則采用替換同型號板子（要注意板上的跳線插），進(jìn)行排除故障。在充分理解機(jī)器的工作原理的基礎(chǔ)上，先易后難，逐步排查可能發(fā)生的故障點，準(zhǔn)確的結(jié)合日常維修記錄本進(jìn)行動態(tài)數(shù)據(jù)分析，測試機(jī)器性能查找故障原因。作為一名工程師需要堅持學(xué)習(xí)電路知識和提高專業(yè)維修水平，以提高日常機(jī)器的維護(hù)與保養(yǎng)水平[15-16]，并從控制治療室內(nèi)溫度和濕度，有效延長設(shè)備的使用壽命，提高使用率，做好一部分質(zhì)控工作，以保證機(jī)器正常運行，醫(yī)院臨床科室能夠有效為患者治療。