醫(yī)用電子直線加速器維修維護及質控分析

黃春堂

（山東省臨沂市沂南縣人民醫(yī)院，山東 臨沂 276300）

引言

醫(yī)用電子直線加速器主要運用在放射治療中是對腫瘤患者治療時用到的放療設備，患者的臨床治療效果一定程度上受該設備產生的射線的能量大小、絕對劑量準確度，設備的機械運動精度等質控數(shù)據(jù)的影響。在對患者治療的過程中劑量的分布以及位置的準確性一定程度上也受到直線加速器精準性的情況，由此可見加強對醫(yī)用電子直線加速器質控工作的重視，一定程度上會提升患者的治療效果。本文將在此基礎上闡述對醫(yī)用電子直線加速器質控、維護的重要性，對設備存在的不足進行分析，并提出解決措施，有效提升電子直線加速器的利用價值。

一、醫(yī)用電子直線加速器維修維護和質控的重要性

目前，醫(yī)用電子直線加速器屬于較為先進的醫(yī)療設備，在腫瘤治療方面發(fā)揮重要作用。該設備具有射線檔位較多，并且能量均較高，射線穿透力強，劑量率高，治療時間短等優(yōu)點，在治療腫瘤患者上具有良好的作用[1]。目前臨床中運用于腫瘤疾病治療中的方法并不多，其中治療有效率最高的方法之一就是放射性治療。醫(yī)療電子直線加速器是經過不斷的發(fā)展形成的，不僅具有X射線還有電子線，同時具有多種檔位的高能量治療機[2]。該設備屬于較為先進的高科技，不僅在購買上花費的成本比較高結構復雜，而且操作繁瑣復雜，在使用過程中不合理的操作或運行不穩(wěn)定都可能會造成較大的問題，不僅會導致設備不能進行正常使用，還會對患者的治療產生較大影響，甚至危及患者的生命。隨著醫(yī)療技術的不斷發(fā)展和進步，電子直線加速器的功能不斷得到完善和增多，在腫瘤疾病的治療中具有不可替代的地位，因此運用先進的科技對其進行定期維護以及質控數(shù)據(jù)檢測，能確保該設備出現(xiàn)質量問題的概率降低，不但有效提升醫(yī)用電子直線加速器的運行時間，而且能夠避免醫(yī)療事件的發(fā)生[3]?，F(xiàn)如今我國放射治療的單位不斷增加，各醫(yī)療機構對電子直線加速器的使用率也在不斷提升，加強對電子直線加速的質控和維護，一定程度上就是為了確保放射治療的有效性以及治療過程中的安全性。

二、醫(yī)用電子直線加速器所存在的不足以及故障處理措施

在實際使用醫(yī)用電子直線加速器的過程中，電子直線加速器發(fā)生不同的故障受到不同因素的影響，所以就需要采用相應的解決辦法來進行改善[4]。為了取得更好維護效果，就必須明確發(fā)生的故障的原因，并采用正確的維修和保養(yǎng)方法。

1.運控系統(tǒng)問題及處理措施

醫(yī)用電子直線加速器的運控系統(tǒng)在使用的過程中極易出現(xiàn)故障，特別是在傳輸和控制方面。在使用醫(yī)用電子直線加速器的過程中，運控系統(tǒng)的使用系數(shù)較高，因此導致了這一部分故障率也比較高，但其中最常見的故障問題就是控制線的問題[5]。

運控操作系統(tǒng)存在的問題中包含了電機或電源的不穩(wěn)定，即使下達了相應的指令也不能使設備穩(wěn)定運行，導致設備出現(xiàn)問題[6]。針對該部分發(fā)生的問題主要是在下達命令之后，設備還是不能依照正常軌跡運行，或者是在下達了相關指令之后設備并不能及時作出正確的反應，還有可能因為故障等問題實施自行運動[7]。一般情況下，在控制線發(fā)生故障后必須迅速找出相應的原因，并對誘發(fā)該項故障的原因進行分析，觸發(fā)故障發(fā)生的因素是什么，以便主動進行糾正，便于日后的設備維護和故障監(jiān)測。

醫(yī)用電子直線加速器還配備了氣動驅動部件。這種設備的運行過程中（特別是外部空氣壓縮機），其控制電路和氣動線路與其他線束可能會糾纏在一起或相互接觸，從而造成機械故障發(fā)生。

目前，加速器系統(tǒng)還配備了一些連鎖機制，在某個環(huán)節(jié)出現(xiàn)異常時立即啟動關閉，以防止出現(xiàn)嚴重問題[8]。在這種情況下，檢修人員需要按照設備圖紙和檢修手冊的順序檢查節(jié)點，按照低級和高級的順序識別和處理故障。

2.多葉準直器故障以及處理措施

醫(yī)用電子直線加速器形成不規(guī)則野的關鍵部件是多葉準直器（MLC），MLC的構成單元是單個葉片，它一般由鎢或鎢合金制成的。不同廠家生產的MLC采用不同的葉片控制方式，以使葉片達到準確的位置?，F(xiàn)多由瓦里安電機點位編碼器系統(tǒng)以及醫(yī)科達光學系統(tǒng)組成，二者都用到光源。葉片位置的自動校對是保證葉片精確到位的重要措施，系統(tǒng)將來線性電位器的電壓信號，或來自CCD照相機的像素信號等與葉片的位置進行一對一校對。因此光通道出現(xiàn)斷路、光線弱等故障，最終會對系統(tǒng)接收到的信號產生影響，導致多葉準直器的具體位置不能夠被及時確定，因此設備就會因為故障停止運轉。處理多葉片準直器出現(xiàn)的問題先從軟件入手。使用修復軟件進入修復模式，對系統(tǒng)進行中遇到的問題進行分析，以確定問題的確切位置，運用不斷減少以及增加的方式對系統(tǒng)需要運用的數(shù)據(jù)進行不斷的調試，直到所有參數(shù)都恢復了正常。如果燈道有缺陷，維修人員應定期檢查燈泡，以便一旦發(fā)現(xiàn)故障能及時更換。此外維修人員在對光路缺陷進行維修的過程中還需要觀察燈道是否留有灰塵，若發(fā)現(xiàn)了灰塵可以用蒸餾水清洗然后烘干再復原，就可以修復了，用水清洗時也要保護表面，避免用硬物擦拭[9]。

另外MLC整體運行的高動態(tài)性質也增加了自身故障的風險，比如MLC驅動電機、葉片與驅動電機連接的絲桿、NUT以及其他常規(guī)的消耗品，都會存在較高的故障風險。瓦里安電位器系統(tǒng)以及醫(yī)科達光學系統(tǒng)的日常維護中，要時常對NUT以及絲桿電機進行質控和維護。這主要是因為目前相關醫(yī)療設備使用多葉光柵葉片越來越多，同時葉片的間隙比較小，因此很容易聚集灰塵。針對以上現(xiàn)象就需要加強對葉片間隙的清潔，但是在實施清潔過程中需要考慮到葉片涂層材質的特殊性，所以要運用到專用的清潔產品或是無水酒精實施清潔。

3.束流系統(tǒng)故障以及處理措施

束流系統(tǒng)是醫(yī)用電子直線加速器中重要的部分，同時也是最骨干的系統(tǒng)，該系統(tǒng)的主要作用就是產生和調整輻射束。當該系統(tǒng)在正常的運行過程中接收到指令，就會對輻射束能否滿足要求進行明確[10]。在束流系統(tǒng)進行運作的過程中時常出現(xiàn)問題，例如，加速管屬于束流系統(tǒng)運行中不可或缺的一部分，加速管長期在高負荷下使用，因此容易出現(xiàn)老化。在日常維護中考慮加速器管的老化是很重要的，特別是在高能量模型中，因為有些加速管有正常的使用壽命，所以在維修維護期間需要加強對加速管情況的關注。如果產品因磨損或老化而需要更換，或發(fā)現(xiàn)加速管內或周圍有污染，請聯(lián)系制造商的技術代表進行專業(yè)更換工作。

另外燈絲、磁控管以及偏轉器也容易出現(xiàn)問題[11]。就比如說發(fā)生了打火現(xiàn)象，常常都是因為高壓線自身傳輸問題導致的，應仔細檢查，如果沒有觸發(fā)，應檢查觸發(fā)線及高壓部分，如果發(fā)生了頻繁的系統(tǒng)故障問題，就需要檢查相應的線路。高壓部件，如瓦里安設備中的高壓電路，也很容易受到損害，需要采取適當?shù)拇胧ζ溥M行干預。值得注意的是與偏轉系統(tǒng)、真空故障、波導系統(tǒng)（暫定為六氟化硫泄漏）和門路有關的缺陷同樣需要進行全面關注[12]。

4.恒溫水循環(huán)故障以及處理措施

恒溫水循環(huán)系統(tǒng)是醫(yī)用電子直線加速器正常工作的保障，該系統(tǒng)出現(xiàn)異常會嚴重影響電路的正常運行，設備就會因為水循環(huán)問題出現(xiàn)運行故障[13]。冷卻器不穩(wěn)定也是導致整個水循環(huán)系統(tǒng)溫度不穩(wěn)定的重要因素。同時，水路的老化、故障或堵塞同樣會導致循環(huán)水的惡化、泄漏、斷路甚至對部件產生腐蝕[14]。很多恒溫水循環(huán)系統(tǒng)都會受到控制電路問題的影響，因此在維修維護的過程中，還需要及時檢查水泵，之后在對控制分流的溫控電路以及電磁閥進行密切的檢查，及時了解各環(huán)節(jié)存在的相應問題是否處于正常工作狀態(tài)。立即采取行動，如果出現(xiàn)上述問題，首先要檢查循環(huán)水是否符合使用條件，然后檢查水壓表的狀況，這可能表明存在機械故障[15]。

三、醫(yī)用電子直線加速器的質量控制方法

1.優(yōu)化擺位精度

在使用醫(yī)用電子直線加速器時，不正確的放療擺位會對治療結果造成影響以至于達不到理想的治療效果[16]。為確保腫瘤患者治療方案的有效性，需提升擺位的準確度，惡性腫瘤患者需要用OBI系統(tǒng)來確定腫瘤的確切位置，治療前應進行CBCT掃描。將掃描得到的橫斷面、冠狀面、矢狀面和定位CT圖像進行匹配，確定擺位誤差在被允許的范圍內。

2.射線能量檢測

2.1 X射線質的確定

醫(yī)用直線加速器產生的X射線是高能射線，對高能X射線的確定，通常的做法是用輻射質指數(shù)來表示。其測量方法一般有兩種，一是射野開成10cm ×10cm，保持靶到探測器的距離（SCD）100cm不變，分別測量水模體中20cm處與10cm處的組織模體比TPR，然后計算出TPR20/TPR10的比值；二是射野開成10cm ×10cm，保持靶到模體表面的距離（SSD）100cm不變，分別測量水模體中20cm和10cm處的百分深度劑量PDD或吸收劑量D，然后計算出PDD20/PDD10或D20/D10的比值。

2.2 高能電子束射線質的確定

高能電子束在模體表面的平均能量E0，是表示電子束穿射介質的能力和確定模體中不同深度處電子束平均能量的一個重要參數(shù)。確定E0的方法是通過測量高能電子束在水中的百分深度劑量曲線，找出它的半峰值劑量深度R50，根據(jù)關系式E0=2.33×R50即可算出電子束的平均能量E0。R50的測量方法是：SSD=100CM，射野15cm*15cm，探測器有效測量點沿電子線軸移動，測量吸收劑量為最大劑量率的50%的深度即為劑量半值水深R50。

3.維護設備和安全

加強醫(yī)用電子直線加速器的維護保養(yǎng)，就是為了減少故障頻率，提升設備使用率，確保設備符合臨床治療要求，提高腫瘤治療效果。醫(yī)院需要制定這方面的質量管理制度，以確保醫(yī)用電子直線加速器設備的質量符合標準。

結語

綜上所述，由于醫(yī)用電子直線加速器是對癌癥患者非常有用的設備，因此確保設備本身的質量非常重要。醫(yī)用電子直線加速器的問題會直接影響到患者疾病治療的效果。由于醫(yī)用電子直線加速器的結構比較復雜，因此不容易找到產生故障的原因，這就對日常的維護增加了難度。本文主要分析直線加速器使用過程中常見的問題，并提出了一系列的解決措施。但最重要的還是要確保醫(yī)療器械的維修和保養(yǎng)，并在維修維護的過程中積累更多的經驗，以便迅速解決問題，更有效的使用設備。