醫(yī)用電子直線加速器的維修維護(hù)及質(zhì)量控制

吳振明，胡道坤

廣東省廣州市南方醫(yī)科大學(xué)南方醫(yī)院放療科 (廣東廣州 510515)

醫(yī)用電子直線加速器是腫瘤放射治療中的核心設(shè)備，其運(yùn)行質(zhì)量關(guān)系著腫瘤患者的治療效果，因此，臨床對(duì)于設(shè)備的功能、精度和控制等有著極其嚴(yán)格的要求。隨著腫瘤患者數(shù)量的增加，很多放射治療機(jī)構(gòu)中的設(shè)備長(zhǎng)期處于滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，因此，要求其必須具備較強(qiáng)的穩(wěn)定性?；诖耍龊冕t(yī)用電子直線加速器的維修維護(hù)和質(zhì)量控制工作顯得十分重要。本文從醫(yī)用電子直線加速器的優(yōu)點(diǎn)和工作原理出發(fā)，就其維修維護(hù)和質(zhì)量控制措施進(jìn)行了探討，希望能夠?yàn)獒t(yī)用電子直線加速器的使用管理提供借鑒。

1 醫(yī)用電子直線加速器概述及工作原理

1.1 醫(yī)用電子直線加速器概述

醫(yī)用電子直線加速器是一種借助微波電磁場(chǎng)實(shí)現(xiàn)對(duì)電子進(jìn)行加速，確保其能夠進(jìn)行直線運(yùn)動(dòng)的裝置，在臨床上被用于對(duì)腫瘤或者其他病灶的放射治療。醫(yī)用電子直線加速器可以產(chǎn)生具備較高能量的電子線和X線，具有照射時(shí)間短、劑量率高、穩(wěn)定性好等特點(diǎn)。除此之外，醫(yī)用電子直線加速器的優(yōu)點(diǎn)還有很多，如多檔位、多光子、無衰變等，可以人為控制射線的產(chǎn)生，而且源焦點(diǎn)極小，基本不會(huì)出現(xiàn)幾何半影問題，也不需要對(duì)放射源進(jìn)行存儲(chǔ)和更換，在不使用的情況下不會(huì)對(duì)醫(yī)護(hù)人員的身體以及環(huán)境造成任何危害。同時(shí)，醫(yī)用電子直線加速器能夠根據(jù)患者病灶的位置，對(duì)射線的類型和能量進(jìn)行選擇，有著更加廣闊的治療范圍，而且在線束邊緣位置十分清晰，扁平化的等劑量曲線能夠得到更理想的劑量分布，也可以采取多樣化的手段來對(duì)劑量分布情況進(jìn)行調(diào)整，因此可以很好地適應(yīng)絕大部分腫瘤的形狀，取得安全、可靠的治療效果[1]。

1.2 醫(yī)用電子直線加速器的工作原理

醫(yī)用電子直線加速器的工作原理：將電子源和微波輸入裝置安裝在真空加速管的一段，并且在另一端設(shè)置可以移動(dòng)的靶；由交變正負(fù)電位峰構(gòu)成的微波束會(huì)沿真空加速管光速移動(dòng)，注入真空加速管中的電子在被正電位峰吸引的同時(shí)，會(huì)被負(fù)電位峰排斥，從而實(shí)現(xiàn)加速，經(jīng)過加速后電子能夠被直接引出，用于病變的治療，也可以在打靶后，發(fā)射X線進(jìn)行治療。

2 醫(yī)用電子直線加速器維修維護(hù)及質(zhì)量控制

2.1 醫(yī)用電子直線加速器維修維護(hù)措施

2.1.1束流系統(tǒng)故障處理

束流系統(tǒng)是醫(yī)用電子直線加速器的核心部分，其主要功能是產(chǎn)生和調(diào)整輻射束，因此，束流系統(tǒng)的工作狀態(tài)將會(huì)對(duì)輻射束的指標(biāo)產(chǎn)生決定作用，必須予以足夠的重視。束流系統(tǒng)的常見故障有很多，大致可以分為束流軟故障和束流硬故障，前者表現(xiàn)為劑量率下降或者束流分布不對(duì)稱等，不同的機(jī)型有著不同的報(bào)錯(cuò)代碼頁(yè)[2]，不過維修原理基本一致；后者表現(xiàn)有很多，如電離室故障、電子槍故障、磁控管故障等。

以束流硬故障中的磁控管故障為例，對(duì)其處理措施進(jìn)行分析。磁控管故障現(xiàn)象有很多，不同的現(xiàn)象需要采用不同的維修措施：一是預(yù)熱電路故障，需要借助專業(yè)設(shè)備進(jìn)行檢查，如果是傳輸線故障，需要對(duì)其進(jìn)行更換，如果是觸發(fā)板故障，則應(yīng)該根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行處理；二是磁控管打火故障，一般是因?yàn)閭鬏斁€路絕緣不夠或者真空系統(tǒng)不足引發(fā)，需要做好全面檢查，對(duì)于無觸發(fā)的情況，應(yīng)該先檢查觸發(fā)電路，再檢查高壓部分；三是自動(dòng)頻率控制(automatic frequency control，AFC)系統(tǒng)故障，可以分為兩種情況，對(duì)于穩(wěn)頻伺服故障，需要對(duì)伺服電路進(jìn)行檢查，對(duì)于加速管取樣故障，可以使用記錄示波器進(jìn)行測(cè)量和檢查。束流故障類型多樣，維修維護(hù)難度大，涉及的器件價(jià)格高昂，如果醫(yī)院檢修人員無法確定故障原因，應(yīng)該交給廠家進(jìn)行維修[3]。

2.1.2運(yùn)控系統(tǒng)故障處理

在醫(yī)用電子直線加速器使用過程中，運(yùn)控系統(tǒng)的故障率較高，包括驅(qū)動(dòng)故障、控制線路故障等，現(xiàn)對(duì)其進(jìn)行簡(jiǎn)單分析：一是驅(qū)動(dòng)故障(一般是電機(jī)故障或者電源故障)表現(xiàn)為控制電路信號(hào)正常，但是運(yùn)動(dòng)部分異常動(dòng)作或者無動(dòng)作，需要工作人員對(duì)操作反應(yīng)進(jìn)行觀察，若繼電器運(yùn)行正常，基本可以確定為驅(qū)動(dòng)電機(jī)或者電源問題，依次測(cè)試即可找出故障的原因，其中故障不穩(wěn)定是最難進(jìn)行判斷和維修的情況，需要依照電路圖對(duì)故障進(jìn)行查找，做好線路的分段檢查，觀察電壓值是否正常，若故障時(shí)好時(shí)壞，多是存在接觸不良，需要檢修人員觀察設(shè)備處于何種狀態(tài)時(shí)會(huì)出現(xiàn)故障、故障又會(huì)在什么狀態(tài)消失、期間出現(xiàn)哪些變化，實(shí)現(xiàn)對(duì)故障的快速定位和處理；二是控制線路故障，表現(xiàn)為操作指令下達(dá)后拒動(dòng)或誤動(dòng)[4]，故障點(diǎn)一般只有1個(gè)，解決后可以完成故障的修復(fù)，在對(duì)故障進(jìn)行處理時(shí)，需要先觀察控制繼電器是否正常工作，如果繼電器沒有動(dòng)作，應(yīng)該對(duì)線路信號(hào)進(jìn)行檢查，對(duì)照電路圖分析信號(hào)異常的位置和原因，并進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整或者更換，若繼電器觸點(diǎn)存在虛接的情況，應(yīng)該對(duì)其進(jìn)行更換，此外，集成化的電路板使現(xiàn)場(chǎng)維修人員一般只能對(duì)是否存在故障進(jìn)行判斷，而不進(jìn)行維修，如果是電路板故障，應(yīng)該優(yōu)先更換備用板，在沒有備用板的情況下，需要將電路板交給專業(yè)人員進(jìn)行維修處理。在控制線路故障處理中，需要強(qiáng)調(diào)具體問題具體分析，在保證醫(yī)用電子直線加速器設(shè)備完整性和安全性的同時(shí)，盡量提高故障的解決速度，減少對(duì)正常醫(yī)療活動(dòng)的影響。

2.1.3機(jī)械系統(tǒng)故障處理

醫(yī)用電子直線加速器屬于精密儀器，對(duì)于各種零部件的裝配精度有著非常嚴(yán)格的要求，為了能夠保障治療效果，操作人員應(yīng)該對(duì)其進(jìn)行經(jīng)常檢查，對(duì)偏差及時(shí)進(jìn)行調(diào)整。同時(shí)，在醫(yī)用電子直線加速器中，部分運(yùn)動(dòng)元件和傳動(dòng)部件都具備一定的使用壽命，在長(zhǎng)期使用的情況下也會(huì)出現(xiàn)磨損和失效的問題，必須進(jìn)行定期調(diào)整和更換。醫(yī)用電子直線加速器中的機(jī)械系統(tǒng)故障分為兩種情況：一是精度故障，比較常見的部位有治療床、輻射頭、旋轉(zhuǎn)機(jī)架等，其與等中心精度存在密切關(guān)聯(lián)[5]，應(yīng)該分別進(jìn)行故障檢查，通常來講，輻射頭的精度存在較大的零漂，需要通過對(duì)其內(nèi)部光學(xué)系統(tǒng)以及十字叉私盤的調(diào)整來進(jìn)行檢查校核，此外，治療床與旋轉(zhuǎn)機(jī)架的調(diào)整一般都是在安裝時(shí)進(jìn)行，固定后基本不會(huì)變動(dòng)，如果需要變化，可以通過底座的調(diào)整來實(shí)現(xiàn)，其中旋轉(zhuǎn)機(jī)架需要由廠家專業(yè)人員進(jìn)行操作，另外，在進(jìn)行機(jī)械系統(tǒng)維修維護(hù)的過程中，還應(yīng)該重視輻射頭旋轉(zhuǎn)精度調(diào)整、電動(dòng)楔形板走位精度調(diào)整以及偏心過濾器精度調(diào)整等；二是磨損失效故障，包括傳動(dòng)阻力增大、部件磨損變形等，故障現(xiàn)象十分明顯，在找出故障位置后，對(duì)磨損部件進(jìn)行更換即可。醫(yī)用電子直線加速器有一套完善的質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)和檢測(cè)方法，技術(shù)人員需要以此為參照，定期檢測(cè)機(jī)械精度，如果發(fā)現(xiàn)誤差超過允許范圍，必須及時(shí)進(jìn)行調(diào)整，而從保障機(jī)械系統(tǒng)正常穩(wěn)定運(yùn)行的角度來講，也應(yīng)該做好日常保養(yǎng)維護(hù)工作，如可以對(duì)運(yùn)動(dòng)部件和軌道定期加注潤(rùn)滑油、清理灰塵和油泥等[6]。

2.1.4真空系統(tǒng)故障處理

真空系統(tǒng)故障可以分為兩種類型：一是真空功率源故障(多數(shù)體現(xiàn)在離子泵方面)，第一種情況是離子泵因?yàn)殚L(zhǎng)期使用性能下降，或者出現(xiàn)損壞，引發(fā)真空系統(tǒng)故障，對(duì)于此類問題，維修人員需要先對(duì)離子泵進(jìn)行檢查，如供電正常但離子泵無法工作，則基本可以判斷是離子泵發(fā)生了損壞，需要對(duì)其進(jìn)行更換，如果供電正常且離子泵工作，但是真空度無法達(dá)到正常運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)，則判斷是離子泵出現(xiàn)了老化，同樣需要進(jìn)行更換[7]，第二種情況則是離子泵的電源故障，對(duì)離子泵電壓進(jìn)行測(cè)量，如果發(fā)現(xiàn)數(shù)值異常，應(yīng)該檢查離子泵的電源電路，明確故障的具體位置和原因，并且對(duì)其進(jìn)行解決，保證離子泵的正常供電；二是真空組件故障，一般表現(xiàn)為真空組件的密封性差，或者波導(dǎo)窗的隔離效果不理想，該故障雖然并不經(jīng)常出現(xiàn)，但解決難度大，往往需要交給廠家的專業(yè)技術(shù)人員處理，特別是在對(duì)真空組件進(jìn)行更換時(shí)，如果缺乏有效密封或者混入了過多的雜質(zhì)，會(huì)影響離子泵的正常運(yùn)行，工作人員需要對(duì)離子泵的狀態(tài)進(jìn)行觀察，若離子泵過熱，需要先將其關(guān)閉，以免離子泵在高溫下被燒毀[8]。

2.1.5循環(huán)系統(tǒng)故障處理

該設(shè)備的循環(huán)系統(tǒng)主要是指恒溫水循環(huán)系統(tǒng)，其最為常見的故障是控制電路故障和報(bào)水循環(huán)故障，在對(duì)故障進(jìn)行維修處理時(shí)，需要先將被檢查對(duì)象放在水泵上，如果確認(rèn)水泵可以正常運(yùn)行，則應(yīng)該依次檢查水冷卻部分、溫控電路部分以及分流電磁閥部分；如果上述幾個(gè)部分都能夠正常運(yùn)行，則應(yīng)該查看循環(huán)水是否充足、水壓表的數(shù)值是否正常，確認(rèn)不存在異常后，檢查循環(huán)水路，觀察是否存在截流或者漏水的問題[9]，之后再查看下水速度及流量，對(duì)比標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值，若水流速度偏慢，則判斷可能是因?yàn)樗w中雜質(zhì)導(dǎo)致水路管道阻塞，造成流量降低無法滿足設(shè)備的運(yùn)行需求，同時(shí)也可能是因?yàn)樵趯?duì)管路進(jìn)行鋪設(shè)的過程中缺乏合理規(guī)劃而導(dǎo)致管路存在比較嚴(yán)重的彎曲現(xiàn)象，從而引發(fā)水路閉塞，針對(duì)這樣的問題，只需要重新對(duì)管路進(jìn)行鋪設(shè)，消除擠壓和過度彎曲，就可以有效解決[10]。

2.2 醫(yī)用電子直線加速器的質(zhì)量控制對(duì)策

2.2.1安裝驗(yàn)收

醫(yī)用電子直線加速器的安裝質(zhì)量會(huì)對(duì)其運(yùn)行產(chǎn)生直接影響，初次安裝精度能夠決定其長(zhǎng)期使用精度，因此，必須予以足夠的重視?；üぷ魍瓿珊?，醫(yī)用電子直線加速器的安裝作業(yè)就可以開始，應(yīng)重點(diǎn)注意：一是在對(duì)機(jī)座、治療床等進(jìn)行安裝的過程中，應(yīng)該明確其相對(duì)于基坑中心位置的尺寸，做到精準(zhǔn)、牢固；二是在對(duì)線路進(jìn)行鋪設(shè)的過程中，應(yīng)該避免出現(xiàn)相互纏繞、過度彎曲以及線路緊繃的問題[11]，為穿墻線路留出足夠的空間，鋪設(shè)完成后需要對(duì)線路的完整性進(jìn)行檢查；三是高壓部件和輻射頭等的安裝，需要嚴(yán)格依照安裝手冊(cè)的要求進(jìn)行，避免出現(xiàn)擠壓、磕碰，保障作業(yè)安全；四是機(jī)械等中心調(diào)校，作為醫(yī)用電子直線加速器中的一個(gè)核心指標(biāo)，等中心對(duì)于臨床治療精度的影響巨大，在相關(guān)規(guī)范中要求等中心精度直徑不超過2 mm，而實(shí)踐中加速器調(diào)試的精度能夠達(dá)到1 mm以內(nèi)[12]，由于治療床和機(jī)架旋轉(zhuǎn)中心安裝固定后基本不會(huì)對(duì)等中心精度進(jìn)行調(diào)整，如果后期使用中誤差超出允許范圍，則調(diào)整難度較大，因此在安裝環(huán)節(jié)應(yīng)該盡可能減小誤差；五是控制室系統(tǒng)的安裝必須保證接線正確，連線合理，避免線路的散放和交叉，對(duì)長(zhǎng)度過大的線路進(jìn)行處理；六是在所有系統(tǒng)安裝完成后需要檢查安裝是否正確，避免遺漏，并依照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試，最后安裝設(shè)備外殼，對(duì)機(jī)房進(jìn)行整理[13]。

醫(yī)用電子直線加速器安裝完成后的驗(yàn)收同樣非常重要，需要由廠家工程師和醫(yī)院專業(yè)技術(shù)人員共同進(jìn)行，依照合同要求對(duì)設(shè)備的性能、采購(gòu)清單和技術(shù)資料進(jìn)行檢查，從醫(yī)院的角度，在驗(yàn)收環(huán)節(jié)應(yīng)該嚴(yán)格依照驗(yàn)收手冊(cè)的要求，關(guān)注各項(xiàng)指標(biāo)方法的準(zhǔn)確性，一些可以調(diào)節(jié)的指標(biāo)應(yīng)該結(jié)合臨床需求要求廠家將其調(diào)試的更加精準(zhǔn)和穩(wěn)定。

2.2.2質(zhì)量控制

醫(yī)用電子直線加速器是腫瘤放射治療的核心設(shè)備，如果設(shè)備出現(xiàn)問題，即使科學(xué)合理的治療方案也無法達(dá)到預(yù)期治療效果，因此，必須切實(shí)做好醫(yī)用電子直線加速器的質(zhì)量控制工作[14]。

醫(yī)用電子直線加速器的質(zhì)量控制包括治療設(shè)備和模擬設(shè)備參數(shù)的檢測(cè)和調(diào)整、加速器劑量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的校對(duì)、治療計(jì)劃系統(tǒng)數(shù)據(jù)的檢測(cè)等?？紤]到設(shè)備本身的精密性，多數(shù)醫(yī)院都會(huì)通過購(gòu)買保修合同的方式來為加速器提供保修，在每一次保養(yǎng)和大修結(jié)束后都需要依照質(zhì)量保證的要求，做好檢查工作，對(duì)維修保養(yǎng)情況進(jìn)行記錄。另外，醫(yī)院還需要建立完善的質(zhì)量控制體系，制定具備良好可行性的執(zhí)行和檢查程序，以保證質(zhì)量控制措施的順利執(zhí)行[15]。

3 結(jié)束語

醫(yī)用電子直線加速器的結(jié)構(gòu)精密復(fù)雜，操作煩瑣，使用要求嚴(yán)格，對(duì)于維修和質(zhì)量控制有著很高的要求，需要醫(yī)院制定出完善的直報(bào)體系，保證治療安全，并且加強(qiáng)對(duì)于設(shè)備使用人員和維護(hù)人員的培訓(xùn)工作，提升其專業(yè)素質(zhì)。近年來，醫(yī)用電子直線加速器的更新?lián)Q代速度不斷加快，每一次更新?lián)Q代都意味著放射治療技術(shù)的飛躍發(fā)展，也對(duì)人員的能力和素質(zhì)提出了更高要求。醫(yī)院相關(guān)人員只有保持不斷學(xué)習(xí)，對(duì)自身專業(yè)知識(shí)進(jìn)行更新，才能充分發(fā)揮醫(yī)用電子直線加速器的性能，為臨床治療工作提供更加穩(wěn)定的環(huán)境，確保治療計(jì)劃的順利執(zhí)行，提升治療的成功率，保障腫瘤患者治療的安全有效。