Synergy直線加速器束流系統(tǒng)故障維修

戴堂知，鄭旭海

Synergy直線加速器束流系統(tǒng)故障維修

戴堂知，鄭旭海

（綿陽市中心醫(yī)院腫瘤科，四川 綿陽 621000）

為了探討Synergy直線加速器束流的調(diào)試、維修及保養(yǎng)方法，分析了Synergy直線加速器束流系統(tǒng)的原理，總結(jié)了常見的故障維修經(jīng)驗(yàn)，結(jié)果顯示，導(dǎo)致直線加速器束流故障的原因有靶窗微漏、靶物理位置不到位、偏轉(zhuǎn)參數(shù)設(shè)置不當(dāng)?shù)?。深入了解加速器束流系統(tǒng)的原理有助于維護(hù)人員快速鎖定故障，提高維修效率，每周監(jiān)測(cè)束流的對(duì)稱性和平坦度、劑量率及射線質(zhì)參數(shù)，對(duì)保證束流的物理特性達(dá)標(biāo)和臨床治療的精準(zhǔn)、安全有重要的意義。

醫(yī)用直線加速器；飛行管；偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)；束流調(diào)整

放射治療是目前腫瘤治療的三大主力手段之一，直線加速器是目前主流的放射治療設(shè)備，束流系統(tǒng)是其核心系統(tǒng)，它承擔(dān)射線的產(chǎn)生、射線束流質(zhì)量控制，如果該系統(tǒng)出現(xiàn)故障，會(huì)影響射線的物理參數(shù)，嚴(yán)重時(shí)會(huì)觸發(fā)連鎖導(dǎo)致停機(jī)。本文通過對(duì)Synergy直線加速器束流系統(tǒng)的常見故障的維修總結(jié)，探討了直線加速器束流系統(tǒng)的維保方法，為該類設(shè)備的故障維修及保養(yǎng)提供參考。

1 Synergy直線加速器束流系統(tǒng)原理圖

Synergy直線加速器電子束流在行波加速管內(nèi)通過微波加速至滑雪式偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)，偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)由飛行管和三級(jí)偏轉(zhuǎn)線圈構(gòu)成，利用偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)改變電子束流的方向，如圖1所示，當(dāng)加速器控制電腦通過程序設(shè)定選擇X或電子線，首先通過控制電路驅(qū)動(dòng)圖2中C的靶驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)讓靶到達(dá)指定的位置，然后改變偏轉(zhuǎn)線圈的偏轉(zhuǎn)電流，讓電子束流打到對(duì)應(yīng)的靶中心，即圖2中的A（電子線鈹窗）和B（X線鎢靶）。以X為例，電子流轟擊鎢靶后產(chǎn)生高能X線，首先經(jīng)過初級(jí)準(zhǔn)直器對(duì)X束流進(jìn)行準(zhǔn)直，然后均整器對(duì)束流進(jìn)行均整，穿過電離室，經(jīng)過X方向的多葉準(zhǔn)直器及Y方向的次級(jí)準(zhǔn)直器形成符合臨床治療物理要求的射束。

2 故障實(shí)例

2.1 故障一

2.1.1 故障現(xiàn)象

加速器X線治療模式控制臺(tái)電腦報(bào)“target check”故障，靶未到達(dá)指定位置，反復(fù)在X線和電子線模式切換，均不能消除。

2.1.2 故障分析

故障代碼“target check”指示的是X射線靶位置不正確，靶的位置檢測(cè)通過圖2中靶驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)上的兩個(gè)限位開關(guān)指示靶的兩個(gè)位置：X射線和電子線位置，并通過檢測(cè)點(diǎn)位器將位置參數(shù)傳遞各主控電腦，電腦綜合這三個(gè)參數(shù)值發(fā)出靶位置信號(hào)。這三個(gè)參數(shù)都有可能導(dǎo)致電腦發(fā)出靶位置不正確的信號(hào)，具體原因?yàn)椋孩賆線位置檢測(cè)開關(guān)未接通；②靶到達(dá)指定位置，但靶位置檢測(cè)電位器檢測(cè)值超出設(shè)置的容差范圍；③靶位置停留在X射線和電子線兩個(gè)靶位的中間，兩個(gè)位置檢測(cè)開關(guān)均檢測(cè)不到靶的位置，靶位置檢測(cè)點(diǎn)位器的參數(shù)超過容差范圍。

2.1.3 故障檢修

檢查target check參數(shù)Item 262的值，發(fā)現(xiàn)其在切換時(shí)只有很小的變化，在機(jī)房?jī)?nèi)聽不到飛行管驅(qū)動(dòng)的“咚”的聲音，拆卸機(jī)頭，發(fā)現(xiàn)圖2中的靶驅(qū)動(dòng)撥叉關(guān)節(jié)脫焊松動(dòng)，無法驅(qū)動(dòng)飛行管前后移動(dòng)換靶，只能驅(qū)動(dòng)飛行管微動(dòng)，不難理解為什么Item 262的值變化很小，更換新的靶驅(qū)動(dòng)撥叉，調(diào)整限位開關(guān)的位置，設(shè)置Item 262的容差，用平板矩陣調(diào)整檢測(cè)平坦度和對(duì)稱性，達(dá)到臨床物理要求即可。靶驅(qū)動(dòng)撥叉關(guān)節(jié)脫焊松動(dòng)如圖2所示。

圖2 靶驅(qū)動(dòng)撥叉關(guān)節(jié)脫焊松動(dòng)

2.2 故障二

2.2.1 故障現(xiàn)象

晨檢儀檢測(cè)加速器報(bào)錯(cuò)，報(bào)對(duì)稱性超標(biāo)，用IBA平板電離室矩陣Mtrixx檢測(cè)射野物理特性，GT方向的對(duì)稱性參數(shù)104.5，物理性能不達(dá)標(biāo)，顯然晨檢儀檢測(cè)結(jié)果是正確的，并不是誤報(bào)，按往常經(jīng)驗(yàn)調(diào)節(jié)2R、2T平坦度和對(duì)稱性達(dá)標(biāo)后，但機(jī)器最大劑量率下降至最大值的80%左右，調(diào)整到最大劑量率時(shí)平坦度和對(duì)稱性又不達(dá)標(biāo)，后請(qǐng)廠方維保工程師反復(fù)多次調(diào)整均未果。

2.2.2 故障分析

加速器電子束流經(jīng)微波加速后到達(dá)偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)，偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)由三級(jí)偏轉(zhuǎn)線圈構(gòu)成，采用滑雪式偏轉(zhuǎn)的原理將束流改變方向垂直打靶，射束物理性能是否達(dá)標(biāo)取決于以下幾個(gè)方面：①靶的物理位置是否在機(jī)器等中心位置；②束流方向是否打在靶中心并垂直打靶；③均整器位置是否到位；④X方向備份光闌是否對(duì)稱；⑤Y方向次級(jí)準(zhǔn)直器是否對(duì)稱。

2.2.3 故障檢修

首先排除多葉準(zhǔn)直器、X方向備份光闌、Y方向次級(jí)準(zhǔn)直器的問題，咨詢醫(yī)科達(dá)資深工程師認(rèn)為是靶的物理位置有改變，拆卸機(jī)頭發(fā)現(xiàn)X射線的靶位置正常，排除靶的物理位置問題。在Mtrixx的監(jiān)控下反復(fù)調(diào)整2R、2T參數(shù)，仍不能解決，進(jìn)而懷疑是均整器的位置有問題，旋轉(zhuǎn)治療頭發(fā)現(xiàn)均整器的物理位置沒有問題，那問題出在哪里呢？移開均整器旁路連鎖直接出束，調(diào)低Mtrixx的采樣頻率，發(fā)現(xiàn)Mtrixx劑量圖有偏移很明顯，如圖3所示。由此可判斷是由于偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置不當(dāng)導(dǎo)致電子束流打靶的位置有偏差而引起。

圖3 Mtrixx劑量圖偏移

Item 332 1R Ctrl、Item 331 1T Ctrl這兩項(xiàng)參數(shù)是調(diào)整電子束流打靶的位置，調(diào)整Item 332 1R Ctrl、Item 331 1T Ctrl的值將射束中心調(diào)整到射野物理中心即機(jī)頭的旋轉(zhuǎn)中心，Item 164 2R Ctrl、Item 165 2T Ctrl這兩個(gè)參數(shù)根據(jù)電離反饋的值調(diào)整電子束流打靶的姿態(tài)，將均整器歸位，調(diào)整Item 164 2R Ctrl、Item 165 2T Ctrl 這兩個(gè)參數(shù)，調(diào)整電子束流打靶的姿態(tài)直到平坦度和對(duì)稱性均達(dá)標(biāo)，劑量率接近最大值。一般情況下1R Ctrl和1T Ctrl參數(shù)由廠家安裝工程師調(diào)試好后用戶不需調(diào)整，Balance和HupBal也不要修改，在用三維水箱調(diào)試時(shí)參考2R 2T Err做微調(diào)，用戶只需調(diào)整2R Ctrl和2T Ctrl即可，出現(xiàn)該問題可能是主控電腦更換硬盤后恢復(fù)機(jī)器數(shù)據(jù)有誤所致。

2.3 故障三

2.3.1 故障現(xiàn)象

靶端真空不好，Item 228值接近6水平，維保單位懷疑靶端鈦泵性能下降（已使用6年），更換新的鈦泵剛開始靶端真空略有上升也僅到6.1左右，使用兩周后Item 228值又開始緩慢下降，最低近5.9水平。

2.3.2 故障分析

靶是產(chǎn)生射線的重要部件，X射線靶和電子線鈹窗位于飛行管的前端，如圖2的A、B位置，B位置的X射線靶較為結(jié)實(shí)，外表覆蓋銅質(zhì)材料，穿孔漏氣的可能性較小，按過往使用經(jīng)驗(yàn)來看X線靶出現(xiàn)漏氣的概率極低，而A位置的鈹窗為了保證電子束流的正常導(dǎo)出，其原子序數(shù)很小，質(zhì)地很輕，厚度很薄，出現(xiàn)漏氣的概率較高。還有一種可能是靶正常，而是鈦泵老化或工作不正常導(dǎo)致抽氣效率低所致。

2.3.3 故障維修

首先檢查靶端鈦泵的工作狀態(tài)正常，且是新?lián)Q的，應(yīng)該可以排除鈦泵的原因。拆卸機(jī)頭，觀察飛行管靶端，Ｘ線靶無異樣，但發(fā)現(xiàn)電子線鈹窗發(fā)黑，用無水酒精清潔鈹窗時(shí)，發(fā)現(xiàn)靶端真空瞬間上升到6.25左右，但幾分鐘后又恢復(fù)原狀，顯然剛開始酒精起到密封的作用，揮發(fā)后密封效果消失，進(jìn)而可判定鈹窗微漏，按照廠方往常的處理辦法在鈹窗上涂抹薄層絕緣硅脂，處理后大約工作一周后故障重現(xiàn)，拆卸機(jī)頭發(fā)現(xiàn)絕緣硅脂，因?yàn)榘卸税l(fā)熱已干枯起不到任何密封作用，更換飛行管恢復(fù)正常。

3 總結(jié)

Synergy直線加速器束流系統(tǒng)結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜且是核心機(jī)構(gòu)，涉及物理、電磁偏轉(zhuǎn)、劑量監(jiān)控、機(jī)械運(yùn)動(dòng)等多方面知識(shí)點(diǎn)，維修時(shí)需物理師和工程師聯(lián)合作業(yè)，故障處理起來較為麻煩，首先要拆卸機(jī)頭及防護(hù)鉛塊，其次要監(jiān)測(cè)物理參數(shù)反復(fù)調(diào)試，工作量大，但只要平時(shí)多研究其工作原理，熟悉其在正常工作時(shí)的特征參數(shù)，積累這方面的經(jīng)驗(yàn)，維修時(shí)膽大心細(xì)，思路清晰正確，此類故障就能迎刃而解。

R197.39

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2019.19.059

2095－6835（2019）19－0140－02

〔編輯：王霞〕