西門子Primus H直線加速器多葉準(zhǔn)直器故障排除與維修

惠州市中心人民醫(yī)院 （廣東 惠州 516001）

內(nèi)容提要：多葉準(zhǔn)直器從1965年誕生并用于產(chǎn)生很好的適形輻射野后，便獲得了快速地發(fā)展，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于主流的放射治療技術(shù)中，成為現(xiàn)代醫(yī)用直線加速器治療準(zhǔn)直器的重要組成部分。MLC的穩(wěn)定工作對(duì)放療計(jì)劃實(shí)施和治療效果具有重要的影響作用，本文對(duì)西門子Primus H直線加速器出現(xiàn)的不常見的三例多葉準(zhǔn)直器故障及排除方法進(jìn)行分析，以供參考。

腫瘤病灶的形狀是不規(guī)則的，傳統(tǒng)的方法是使用鉛擋塊，把腫瘤病灶外射線遮擋掉，以減少周圍正常組織的受照劑量，保護(hù)重要器官和正常組織，制作鉛擋塊過程繁雜且射野適形效果不理想。

隨著現(xiàn)代精確放射治療技術(shù)的快速發(fā)展，多葉準(zhǔn)直器（Multi-leaf Collimator，MLC）已經(jīng)成為數(shù)字化直線加速器的重要組成部分，取代了傳統(tǒng)的擋塊，在計(jì)算機(jī)的自動(dòng)控制下進(jìn)行精確運(yùn)動(dòng)，形成與腫瘤靶區(qū)高度適形的不規(guī)則照射野，提高了治療擺位的效率[1]。與傳統(tǒng)的低熔點(diǎn)鉛擋塊相比，適形方面更具優(yōu)勢，不會(huì)產(chǎn)生對(duì)人體有害粉塵或氣體。MLC不局限應(yīng)用于射野適形，還廣泛應(yīng)用容積旋轉(zhuǎn)調(diào)強(qiáng)、立體定向放療等主流放療手段，調(diào)節(jié)照射野形狀，實(shí)現(xiàn)理想的劑量分布。由于生成子野數(shù)相對(duì)較多，MLC的正常與否對(duì)治療效果起到重要作用。

現(xiàn)在醫(yī)學(xué)中，醫(yī)用直線加速器在腫瘤的放射治療方面無可質(zhì)疑的成為主導(dǎo)放療設(shè)備，本院腫瘤放療科在2005年引進(jìn)一臺(tái)Siemens Primus H型醫(yī)用直線電子加速器，使用至今已有15年余，投入臨床應(yīng)用后，極大地減輕了惠州市腫瘤患者的痛苦，提高了腫瘤的治愈率和患者的生存質(zhì)量。2014年4月本科室加裝了MLC，代替加速器的下葉準(zhǔn)直器（lowerjaw replacement），與原準(zhǔn)直器X軸平行，但只支持靜態(tài)調(diào)強(qiáng)，該MLC共有41對(duì)葉片，最大照射面積達(dá)40×40cm2，每片葉片的寬度是相差無幾的，41對(duì)葉片在等中心平面的投影寬度約為1cm。葉片寬度越窄，MLC形成的不規(guī)則射野與靶區(qū)（PTV）形狀的幾何適形度越好。但是，考慮到劑量沉積函數(shù)對(duì)劑量分布的影響，即使使用無限窄的葉片，能達(dá)到的劑量分布精度也是有限的[2]，而且加工制造的難度要求更高和成本變得更加高昂。每片葉片最大及最小頂端位置的值是一樣的，分別為20cm及-10cm。

西門子的MLC結(jié)構(gòu)相對(duì)于瓦里安、醫(yī)科達(dá)的內(nèi)置式MLC較為復(fù)雜。雖然不同廠家生產(chǎn)的MLC采取不同的葉片控制方式，以使葉片達(dá)到準(zhǔn)確的位置，但必須包括下述三項(xiàng)重要內(nèi)容和步驟：①葉片位置的監(jiān)測；②葉片控制邏輯；③驅(qū)動(dòng)葉片到位的機(jī)構(gòu)。西門子Primus H直線加速器MLC每片葉片運(yùn)動(dòng)控制組件都是由一個(gè)高精度線性編碼器、1kΩ電阻的電位器、有刷電機(jī)和相應(yīng)齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)集合在一個(gè)模塊上，機(jī)頭上還裝有三塊探頭板和驅(qū)動(dòng)板，共同完成了對(duì)多葉準(zhǔn)直器控制的作用[1]。

由于本科室西門子直線加速器長期高壓使用，一天治療時(shí)長達(dá)21h，在治療過程中MLC處于持續(xù)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，再加上使用年限長，難免折舊損耗。金屬運(yùn)動(dòng)部件磨損，塑料電線老化，電線焊點(diǎn)脫落，均可能發(fā)生故障，難以檢修。目前，這款機(jī)型在國內(nèi)有一定的裝機(jī)量，在使用過程中，可能會(huì)遇到與本科室MLC類似的故障，因此，把我遇到的部分故障和檢修方法總結(jié)供同行參考。

1.故障一

1.1 故障現(xiàn)象

2017年8月為了確保所有的葉片在治療過程中達(dá)到精確走位的效果，我們對(duì)MLC進(jìn)行常規(guī)的質(zhì)量保證（Quality Assurance，QA），先把治療床升到等中心100cm處，用一張50×50cm的座橋紙，插入十字板找好等中心點(diǎn)，對(duì)X2整組葉片進(jìn)行四點(diǎn)位（-10、0、10、20）的位置校準(zhǔn)[3]，再對(duì)整個(gè)X2組的葉片進(jìn)行走位測試，校準(zhǔn)過程中，發(fā)現(xiàn)第01號(hào)葉片的走位相對(duì)于該組其他葉片有所偏差，但是機(jī)器并沒有報(bào)108或122聯(lián)鎖，然后進(jìn)入“SERVICE”（ALT+S）模式，按U鍵進(jìn)入“MLC Calibration”子菜單，選擇D鍵（DISPLAY），用上下鍵翻滾選中X2-01，查看當(dāng)前葉片的Pot和Encoder的電位數(shù)值是相同的。進(jìn)入機(jī)房用手控盒單獨(dú)選中此葉片進(jìn)行走位測試，發(fā)現(xiàn)在走位過程中，偶爾出現(xiàn)“Sensor Mismatch”，用螺絲刀去撥動(dòng)該葉片，發(fā)現(xiàn)有點(diǎn)松動(dòng)。轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)頭到180°，發(fā)現(xiàn)在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，在重力影響下誤差有4mm之多。

1.2 故障分析與維修

該葉片能行走，且Pot和Encoder的電位數(shù)值相同，故排除電機(jī)和電位器故障，而編碼器是一個(gè)不容易壞的部件，因此，初步判定可能是上一次維修相鄰MLC葉片的模塊后，X2-01所處的運(yùn)動(dòng)控制組件模塊在拆卸后未安裝到位，導(dǎo)致齒輪傳動(dòng)打滑，從而引起該葉片位置發(fā)生偏差。

將多葉光柵的X1整組葉片開到20，X2整組葉片開到+5，此時(shí)X2-01電位器的阻值剛好為512Ω左右，Y鉛門手控盒輸入0數(shù)值即完全閉合，可防止東西掉入機(jī)頭內(nèi)部。將機(jī)架轉(zhuǎn)到180°，按照MLC排布圖（見圖1），在機(jī)頭找到X2-01所處的運(yùn)動(dòng)控制組件，即X2-01和X2-11整套的控制組件，松開螺絲，推動(dòng)齒輪重新咬合，擰緊螺絲，用螺絲刀撥動(dòng)X2-01。但該葉片仍出現(xiàn)輕微打滑現(xiàn)象，重新尋找故障原因。再次拆下該運(yùn)動(dòng)控制組件，稍微轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)，但電位器并未轉(zhuǎn)動(dòng)，拆開該運(yùn)動(dòng)控制組件后發(fā)現(xiàn)其電機(jī)傳動(dòng)軸承磨損嚴(yán)重，傳動(dòng)結(jié)構(gòu)齒合不良?？紤]到從備用的運(yùn)動(dòng)控制組件模塊中拆下一個(gè)軸承進(jìn)行更換，新舊傳動(dòng)齒輪咬合的松緊度欠佳，動(dòng)力傳輸效果不好，耗時(shí)長，因此，我們將用廠家組裝好的X2-01葉片所對(duì)應(yīng)的整個(gè)運(yùn)動(dòng)控制組件模塊（編碼器、電位器、電機(jī)傳動(dòng)及固定裝置）進(jìn)行更換，重新安裝，校準(zhǔn)MLC后，位置精度達(dá)到誤差要求，X2-01葉片恢復(fù)正常，重力下無誤差。

圖1.MLC排布圖

2.故障二

2.1 故障現(xiàn)象

在治療出束過程中發(fā)現(xiàn)X2的第2葉片到第9葉片運(yùn)動(dòng)速率明顯慢于其他葉片，偶爾還出現(xiàn)卡頓或不到位的現(xiàn)象，需要控制鍵盤操作進(jìn)入“X JAWS”輸入數(shù)值走動(dòng)葉片，偶爾還會(huì)報(bào)122“MLC MOTION”聯(lián)鎖。

2.2 故障分析與維修

進(jìn)入機(jī)房，將大機(jī)架角度轉(zhuǎn)至90°，用手控盒控制X2整排MLC運(yùn)動(dòng)，并查看其運(yùn)動(dòng)狀況，發(fā)現(xiàn)葉片X2-02至X2-09的葉片卡頓不到位。打開手電筒，發(fā)現(xiàn)X2-07葉片突出明顯，槽榫有銹斑?；仡櫱按尉S修過程，在治療時(shí)直線加速器出現(xiàn)漏水現(xiàn)象，經(jīng)查為靶水管老化漏水，有可能是靶水管漏水時(shí)，剛好大機(jī)架在0°左右，導(dǎo)致部件生銹，鐵銹順?biāo)鞫?，滴落至X2-02至X2-09 MLC葉片槽榫中，從而引起MLC運(yùn)動(dòng)阻力增大，增加了電機(jī)的運(yùn)動(dòng)負(fù)荷，影響葉片運(yùn)動(dòng)。因此，拆下X2-02至X2-09 MLC葉片，用95%的乙醇擦拭葉片上的銹斑，并用2000目的砂紙打磨，再涂上抗輻射、抗氧化潤滑劑，組裝好后，故障排除。

3.故障三

3.1 故障現(xiàn)象

在治療過程中同時(shí)出現(xiàn)X1-14和X1-32電位值異常、X2-32葉片不走動(dòng)的MLC故障，我們進(jìn)行X1-14和X1-32控制組件電位器、X2-32控制組件的電機(jī)進(jìn)行更換，在操作取下電機(jī)和電位器相應(yīng)的固定裝置以及轉(zhuǎn)軸上的傳動(dòng)齒輪時(shí)，因螺釘?shù)挠捕染^低，需要特別注意力度的控制以及工具的選擇，防止出現(xiàn)滑絲，從而導(dǎo)致無法進(jìn)行拆裝。每次更換完電位器，在回裝控制組件之前，須用萬用表測量新電位器的阻值，撥動(dòng)其前端的轉(zhuǎn)軸，使其阻值剛好為512Ω。所有因更換電機(jī)和電位器產(chǎn)生的新焊點(diǎn)都需要用熱塑管進(jìn)行絕緣包裹和加固。控制組件回裝時(shí)，齒輪咬合，同時(shí)調(diào)整頁片的松緊度。過緊導(dǎo)致葉片和齒輪間磨損加大，過松則葉片運(yùn)動(dòng)精度達(dá)不到要求。開機(jī)測試上述葉片運(yùn)動(dòng)均正常，因X1和X2兩組MLC中都有葉片故障，需對(duì)兩組82片光柵重新進(jìn)行四點(diǎn)位（-10、0、10、20）的位置校準(zhǔn)，接著發(fā)現(xiàn)X1-20葉片運(yùn)動(dòng)一會(huì)后，處于卡死狀態(tài)，無法打開或閉合，并且報(bào)108、122聯(lián)鎖，復(fù)位后108、122聯(lián)鎖消失可以輸入一個(gè)方野（10cm×10cm），發(fā)現(xiàn)X1-20葉片仍不能移動(dòng)，反復(fù)輸入不同的方野發(fā)現(xiàn)都是不能移動(dòng)。利用加速器手控盒單獨(dú)操作此葉片進(jìn)行開關(guān)，亦無法完成。

3.2 故障分析與維修

查看MLC排布圖，查找X1-20運(yùn)動(dòng)控制組件所處位置，發(fā)現(xiàn)該組件緊鄰X1-14運(yùn)動(dòng)控制組件，初步判定此故障可能是由于安裝X1-14組件過程中，未捋順X1-20運(yùn)動(dòng)控制組件的電線，引起X1-20控制組件的電線被卡入X1-14運(yùn)動(dòng)齒輪，從而發(fā)生電線斷路。我們拆下X1-20運(yùn)動(dòng)控制組件發(fā)現(xiàn)有一根電線卡入X1-14運(yùn)動(dòng)控制組件中，遂對(duì)X1-14運(yùn)動(dòng)控制組件也進(jìn)行同步拆卸，拆下此根電線發(fā)現(xiàn)為扁平狀態(tài)，芯已裸露，用萬用表探針測量該線路中斷。剪掉扁平段線路并焊接，熱塑管包扎，故障解除。

4.總結(jié)

本科室西門子直線加速器MLC運(yùn)動(dòng)控制組件有五十套之多，往往維修某一塊MLC運(yùn)動(dòng)控制組件時(shí)，需先拆除機(jī)頭上的所有附屬配件，找到故障組件所處位置，再一塊塊拆卸相對(duì)位置靠外的組件后才能更換故障的組件，該過程情況復(fù)雜、耗時(shí)較長?？刂平M件最常見的故障就是編碼器、電位器、電機(jī)損壞，如果遇到一些特殊故障，將耗時(shí)更久。特別是遇到本文提到的故障三情況時(shí)，由于其屬于安裝失誤，不能單從相關(guān)的設(shè)備資料獲取信息，因此，在維修過程中要仔細(xì)觀察，認(rèn)真分析，結(jié)合故障發(fā)生特點(diǎn)和頻次進(jìn)行綜合分析，盡可能通過自身維修經(jīng)驗(yàn)，以及同行之間的分享，盡快分析出故障原因并解決，減少故障的排除時(shí)間與維修時(shí)間，保證設(shè)備的正常運(yùn)行，讓西門子直線加速器更好地為患者服務(wù)。