醫(yī)科達(dá)Versa HD直線加速器配置設(shè)備的常見故障及排除

宋孟孟

（復(fù)旦大學(xué)附屬中山醫(yī)院廈門醫(yī)院放療科，福建廈門 361006）

0 引言

隨著人口增長(zhǎng)和老齡化程度的加劇，我國(guó)癌癥患者數(shù)量正在持續(xù)攀升，截至2020年癌癥患者數(shù)量已高達(dá)457萬例[1]。據(jù)研究統(tǒng)計(jì)，60%～70%的腫瘤患者需要接受放射治療[2]，而醫(yī)用電子直線加速器是現(xiàn)階段實(shí)現(xiàn)腫瘤遠(yuǎn)距離精確放射治療的主流大型設(shè)備，擔(dān)負(fù)起了大部分的放射治療任務(wù)。我院于2018年購入1臺(tái)醫(yī)科達(dá)Versa HD直線加速器（以下簡(jiǎn)稱“直線加速器”），該設(shè)備配備了圖像引導(dǎo)設(shè)備錐形束CT、治療床以及冷卻循環(huán)水機(jī)。但由于圖像引導(dǎo)設(shè)備使用頻繁、治療床需要經(jīng)常移動(dòng)、冷卻循環(huán)水機(jī)工作時(shí)間長(zhǎng)，該設(shè)備故障的發(fā)生概率較高，據(jù)統(tǒng)計(jì)每年平均維修次數(shù)達(dá)到30次。為了保障患者的持續(xù)治療，物理師有必要總結(jié)常見的故障原因及解決方案，以便在發(fā)生相同的故障時(shí)能夠快速判斷故障原因，與廠家工程師協(xié)同排除設(shè)備故障。本文總結(jié)錐形束CT、治療床及冷卻循環(huán)水機(jī)的常見故障及排除方法，以期為同行提供參考。

1 錐形束CT常見故障及排除

1.1 設(shè)備簡(jiǎn)介

錐形束CT是直線加速器配備的圖像引導(dǎo)設(shè)備，通常被命名為X射線圖像引導(dǎo)（X-ray imaging，XVI）設(shè)備，用于糾正患者的擺位誤差。該設(shè)備由kV級(jí)X射線球管、探測(cè)面板及圖像處理工作站等組成，X射線球管和探測(cè)面板分別位于直線加速器左右兩側(cè)，直線加速器實(shí)物圖如圖1所示。錐形束CT在機(jī)架旋轉(zhuǎn)過程中采集患者的圖像，球管發(fā)出的錐形射線經(jīng)過人體后，由探測(cè)面板接收，經(jīng)過圖像處理器和模數(shù)轉(zhuǎn)換器的重建和轉(zhuǎn)換，最終形成患者的解剖圖像，進(jìn)而與患者定位CT圖像配準(zhǔn)獲取擺位誤差。

圖1 直線加速器實(shí)物圖

1.2 常見故障及排除

1.2.1 治療過程中觸發(fā)聯(lián)鎖

（1）故障現(xiàn)象：聯(lián)鎖發(fā)生后機(jī)器停止出束，患者治療中斷，機(jī)房?jī)?nèi)錐形束CT的探測(cè)面板上綠色指示燈持續(xù)閃爍并發(fā)出鳴笛聲，探測(cè)面板無法移動(dòng)，其在治療過程中并未發(fā)生碰撞。

（2）故障分析：通常觸發(fā)聯(lián)鎖的原因有3種，即防碰撞框架松動(dòng)、探測(cè)面板螺釘松動(dòng)以及探測(cè)面板內(nèi)銷釘沒有與限位開關(guān)接觸。

（3）故障排除：首先嘗試按動(dòng)綠色指示燈按鈕，手動(dòng)收回探測(cè)面板，然后使用手控盒上下、左右移動(dòng)探測(cè)面板，檢查防碰撞框架和探測(cè)面板螺釘是否松動(dòng)。如果聯(lián)鎖尚未消失則需要拆開探測(cè)面板基座，使銷釘與旁側(cè)限位開關(guān)接觸，此時(shí)鳴笛聲消失，聯(lián)鎖故障消除，可繼續(xù)用以治療患者[3]。

1.2.2 顯示器未出現(xiàn)探測(cè)面板到達(dá)指定位置的提示

（1）故障現(xiàn)象：探測(cè)面板已經(jīng)展開，但是掃描窗口并未出現(xiàn)“small”“medium”或“l(fā)arge”的提示，導(dǎo)致不能進(jìn)行圖像掃描。

（2）故障分析：錐形束CT可以根據(jù)患者體型的差異設(shè)置不同的掃描方式，通過射線接收端的探測(cè)面板上下移動(dòng)選擇不同的停留位置。如果顯示器出現(xiàn)“small”“medium”或“l(fā)arge”的提示，并且與左側(cè)預(yù)設(shè)位置值相符，則表明探測(cè)面板已到位，否則表示探測(cè)面板沒有找到準(zhǔn)確位置，無法進(jìn)行掃描。

（3）故障排除：首先檢查探測(cè)面板伸展位置與預(yù)設(shè)位置是否一致，然后使用手控盒按動(dòng)上下和左右鍵使探測(cè)面板小幅度移動(dòng)。當(dāng)探測(cè)面板尋找到對(duì)應(yīng)的位置時(shí)，顯示器會(huì)出現(xiàn)“small”“medium”或“l(fā)arge”的提示，表示與預(yù)設(shè)值相同，此時(shí)探測(cè)面板已經(jīng)到達(dá)預(yù)設(shè)位置，設(shè)備故障排除。

1.2.3 患者首次治療時(shí)圖像無法配準(zhǔn)

（1）故障現(xiàn)象：圖像無法配準(zhǔn)通常會(huì)出現(xiàn)3種情況，即圖像導(dǎo)入時(shí)報(bào)錯(cuò)提示“已存在該患者的文件信息”、3D導(dǎo)入時(shí)“import”按鈕無法點(diǎn)擊且患者ID左側(cè)沒有綠色“√”符號(hào)、圖像導(dǎo)入后解剖結(jié)構(gòu)無法勾選。

（2）故障分析：如果圖像導(dǎo)入時(shí)提示“已存在該患者的文件信息”，說明XVI操作系統(tǒng)的患者列表中已經(jīng)存在該患者的文件夾，但是患者的圖像已被刪除，表明該患者是二程治療。圖像導(dǎo)入時(shí)3D“import”按鈕為灰色的，則說明臨時(shí)文件夾已滿，需要清除多余數(shù)據(jù)。圖像導(dǎo)入后解剖結(jié)構(gòu)無法勾選，則說明數(shù)據(jù)在傳輸過程中丟失。

（3）故障排除：首先在XVI操作系統(tǒng)的臨床模式中找到該患者的文件夾，然后刪除該文件夾或者恢復(fù)該患者的首次治療圖像，再嘗試重新導(dǎo)入患者圖像，若沒有出現(xiàn)報(bào)錯(cuò)提示，則表明該故障已排除。在導(dǎo)入圖像時(shí)3D“import”按鈕為灰色，則需要找到XVI操作系統(tǒng)D盤中的“dicomtransitdb”文件夾，然后將緩存數(shù)據(jù)全部刪除，再嘗試重新加載患者圖像并且傳輸?shù)絏VI操作系統(tǒng)中，點(diǎn)擊3D“import”按鈕，若患者ID左側(cè)出現(xiàn)了綠色“√”符號(hào)，則表示患者圖像可以正常導(dǎo)入。圖像導(dǎo)入后如果無法選擇對(duì)應(yīng)的解剖結(jié)構(gòu)，應(yīng)首先嘗試使用治療計(jì)劃系統(tǒng)將患者的CT圖像、解剖結(jié)構(gòu)和計(jì)劃等數(shù)據(jù)發(fā)送到XVI操作系統(tǒng)，然后重新加載患者圖像，若XVI操作系統(tǒng)中出現(xiàn)了患者的解剖結(jié)構(gòu)，則表示故障已排除，患者的圖像配準(zhǔn)能夠執(zhí)行。

1.2.4 獲得的掃描圖像出現(xiàn)偽影

（1）故障現(xiàn)象：所有患者的掃描圖像均有環(huán)狀偽影或圖像某些區(qū)域顏色變暗，無法看到實(shí)際的解剖結(jié)構(gòu)[4]。

（2）故障分析：偽影的出現(xiàn)說明探測(cè)面板中有少量電離室損壞，或者圖像的均勻性需要重新校準(zhǔn)。

（3）故障排除：首先對(duì)圖像進(jìn)行均勻性校正和中心點(diǎn)識(shí)別，若圖像偽影沒有消失，則需要拆開探測(cè)面板，更換新的電離室。待零件更換后重新進(jìn)行掃描，若圖像偽影消失，則表示故障已排除。

除此之外，XVI操作系統(tǒng)會(huì)出現(xiàn)信號(hào)連接中斷等現(xiàn)象，通過對(duì)XVI設(shè)備或維修間高壓發(fā)生器進(jìn)行重啟，可以排除這一類故障。在碰到不常見的問題時(shí)，物理師需要記錄報(bào)錯(cuò)提示，按照維修手冊(cè)維修或等待廠家工程師上門解決。

2 治療床常見故障及排除

2.1 設(shè)備簡(jiǎn)介

醫(yī)科達(dá)六維碳纖維床有沿X、Y、Z平移和以X、Y、Z為軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)6個(gè)自由度，其機(jī)械本體部分由動(dòng)平臺(tái)、靜平臺(tái)以及6個(gè)可伸縮的驅(qū)動(dòng)桿組成。其中伸縮支鏈桿與靜平臺(tái)采用虎克鉸副連接，伸縮支鏈桿中間有移動(dòng)副。移動(dòng)副采用螺桿驅(qū)動(dòng)，由菱形升降驅(qū)動(dòng)單元實(shí)現(xiàn)。驅(qū)動(dòng)部件推動(dòng)6個(gè)移動(dòng)副實(shí)現(xiàn)相對(duì)移動(dòng)，通過改變6個(gè)伸縮支鏈桿各自的伸縮長(zhǎng)度，實(shí)現(xiàn)動(dòng)平臺(tái)在空間的位置和姿態(tài)變化，最終達(dá)到使用要求[5]。治療床通過電位器給出其運(yùn)動(dòng)位置指示，每個(gè)平移或旋轉(zhuǎn)方向均需要3個(gè)電位器實(shí)現(xiàn)位置指示的功能。不同方向的電位器單獨(dú)發(fā)揮作用，因此可以根據(jù)報(bào)錯(cuò)提示找到相應(yīng)的電位器進(jìn)行檢修。

2.2 故障現(xiàn)象及排除

（1）故障現(xiàn)象：直線加速器報(bào)錯(cuò)提示“Table lateral”和“Lateral check”。

（2）故障分析：Lateral代表治療床左右方向的橫向運(yùn)動(dòng)，“Table lateral”提示說明負(fù)責(zé)治療床左右方向移動(dòng)的電位器對(duì)運(yùn)動(dòng)位置識(shí)別出錯(cuò)，“Lateral check”提示則說明電位器可能損壞。

（3）故障排除：首先應(yīng)檢查線路是否磨損或短路，然后對(duì)電位器的位置識(shí)別進(jìn)行重新校準(zhǔn)。校準(zhǔn)方法：先將治療床移動(dòng)至左側(cè)極限位置，測(cè)量中心點(diǎn)到極限位置的距離，然后切換直線加速器到維修模式，找到治療床左右方向的對(duì)應(yīng)項(xiàng)，輸入測(cè)量數(shù)值。然后將治療床移動(dòng)至右側(cè)極限位置，執(zhí)行相同操作，這樣電位器就獲得了兩端的實(shí)際位置，“Table lateral”的報(bào)錯(cuò)提示消失。此時(shí)“Lateral check”的報(bào)錯(cuò)提示仍然存在，并且直線加速器維修間內(nèi)控制箱的第6個(gè)指示燈閃爍，該指示燈對(duì)應(yīng)的內(nèi)容為“COURSE &CHECK POTS DISAGREE”，表明電位器損壞（如圖2所示）。在更換新的電位器后，重新對(duì)電位器位置進(jìn)行識(shí)別校準(zhǔn)[6]，此時(shí)“Lateral check”的報(bào)錯(cuò)提示消失，治療床可以移動(dòng)，故障排除。為了保證治療床的移動(dòng)數(shù)值是正確的，物理師需要按照以下方法進(jìn)行檢查，先將方格紙放在治療床上，確保機(jī)架和準(zhǔn)直器在零度位置，然后按照方格紙的刻度將治療床在左右和前后方向分別移動(dòng)10 cm，如果顯示器的數(shù)值也相應(yīng)地變化10 cm，則說明治療床移動(dòng)數(shù)值正確，設(shè)備可以正常使用。

圖2 治療床控制箱報(bào)錯(cuò)示意圖

除了電位器故障，其他零部件也容易出現(xiàn)損壞，例如剎車等易磨損零件。因此，在使用設(shè)備的過程中要定期保養(yǎng)零件，磨損嚴(yán)重的及時(shí)更換，以降低設(shè)備故障的發(fā)生率。

3 冷卻循環(huán)水機(jī)故障及排除

3.1 設(shè)備簡(jiǎn)介

冷卻循環(huán)水機(jī)的主要作用是降低重要部件的溫度并且把加速波導(dǎo)管的溫度保持在相對(duì)穩(wěn)定的范圍內(nèi)，其溫度系統(tǒng)包括外循環(huán)水冷機(jī)、內(nèi)循環(huán)水冷機(jī)、加速管的油冷3個(gè)部分。內(nèi)循環(huán)水使用的是閉合回路系統(tǒng)，用于降低加速器的溫度，并通過與外循環(huán)水進(jìn)行熱交換來保持自身的恒定溫度。外循環(huán)水冷機(jī)可以用儲(chǔ)存箱里的水，也可直接取自來水，其對(duì)水的溫度和流速有一定的要求，這樣才能將直線加速器產(chǎn)生的溫度散出[7]。

3.2 外循環(huán)水冷機(jī)的常見故障及排除

在實(shí)際操作中，外循環(huán)水冷機(jī)的故障通常有5種，具體故障現(xiàn)象、原因及排除方法詳見表1。

表1 外循環(huán)水冷機(jī)的5種常見故障現(xiàn)象、原因及排除

以最近出現(xiàn)的1例直線加速器外循環(huán)水冷機(jī)故障為例，分析過程如下：

（1）故障現(xiàn)象：直線加速器報(bào)錯(cuò)“Water Temp”，外循環(huán)水冷機(jī)溫度為39.5℃。

（2）故障分析：外循環(huán)水冷機(jī)的實(shí)際溫度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過自身設(shè)定的溫度（通常為19℃），說明外循環(huán)水冷機(jī)不制冷。如果氟壓低于正常的數(shù)值（0.8 MPa），則說明冷卻循環(huán)水機(jī)制冷劑泄漏。

（3）故障排除：首先找出制冷劑泄漏點(diǎn)，修補(bǔ)泄漏點(diǎn)或更換管道后關(guān)閉冷卻循環(huán)水機(jī)。待重新補(bǔ)充氟利昂制冷劑后，再打開外循環(huán)水冷機(jī)，等待20 min后，冷卻循環(huán)水機(jī)溫度與預(yù)設(shè)溫度相同，直線加速器溫度降低至28℃，此時(shí)故障排除，直線加速器恢復(fù)正常。

3.3 內(nèi)循環(huán)水冷機(jī)的常見故障及排除

（1）故障現(xiàn)象：直線加速器報(bào)錯(cuò)“Water Temp”，內(nèi)循環(huán)水冷機(jī)顯示當(dāng)下水溫為38℃。外循環(huán)水冷機(jī)設(shè)定溫度為19℃，實(shí)際溫度同樣為19℃。

（2）故障分析：外循環(huán)水冷機(jī)的實(shí)際溫度和設(shè)定溫度相符，說明外循環(huán)水冷機(jī)運(yùn)行正常。直線加速器正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)內(nèi)循環(huán)水冷機(jī)的水溫為28℃，然而目前內(nèi)循環(huán)水冷機(jī)的水溫為38℃，并且內(nèi)循環(huán)水冷機(jī)前端水管溫度低，后端水管溫度高，表明沒有冷卻水注入內(nèi)循環(huán)水冷機(jī)。通常當(dāng)內(nèi)循環(huán)水冷機(jī)閥門處于自動(dòng)設(shè)置端時(shí)，內(nèi)循環(huán)水冷機(jī)可以根據(jù)直線加速器的溫度自動(dòng)調(diào)節(jié)水流量，進(jìn)而保證自身溫度維持在28℃。當(dāng)沒有水流注入，表明閥門處于自我鎖定狀態(tài)或閥門損壞。

（3）故障排除：首先將內(nèi)循環(huán)水冷機(jī)閥門調(diào)整到手動(dòng)模式，適當(dāng)調(diào)大進(jìn)水壓力，內(nèi)循環(huán)水冷機(jī)的水溫持續(xù)降低，經(jīng)過一段時(shí)間后，內(nèi)循環(huán)水冷機(jī)的溫度降低為28℃，“Water Temp”報(bào)錯(cuò)提示消失。然后將內(nèi)循環(huán)水冷機(jī)閥門入水模式改回到自動(dòng)模式，若發(fā)現(xiàn)內(nèi)循環(huán)水冷機(jī)的水溫重新回升，則說明閥門已損壞。在廠家工程師上門更換閥門后，內(nèi)循環(huán)水冷機(jī)的水溫恢復(fù)到28℃，此時(shí)閥門在自動(dòng)模式，說明內(nèi)循環(huán)水冷機(jī)的水溫已經(jīng)能夠維持在28℃，此時(shí)報(bào)錯(cuò)提示消失，故障排除。

內(nèi)循環(huán)水冷機(jī)除了閥門問題，有時(shí)也會(huì)出現(xiàn)水壓低等問題。只需在機(jī)房設(shè)備間打開水泵電源開關(guān)，然后打開排氣閥，排水至水桶內(nèi)，直至不產(chǎn)生氣泡時(shí)打開加水閥加水，待水壓表數(shù)值達(dá)到11 psi（1 psi=6.895 kPa）后關(guān)閉排氣閥、加水閥和電源，即可解決內(nèi)循環(huán)水冷機(jī)水壓低的問題。

4 小結(jié)

直線加速器要出色地完成治療任務(wù)，錐形束CT、治療床以及冷卻循環(huán)水機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)十分重要。物理師在實(shí)際使用過程中要深入學(xué)習(xí)直線加速器的基本構(gòu)造，掌握設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)需要的條件，快速獲取直線加速器的報(bào)錯(cuò)提示，根據(jù)故障提示尋找故障原因，在全面掌握設(shè)備狀況后再進(jìn)行維修。物理師在維修過程中也要謹(jǐn)慎操作，對(duì)于尚未遇到的故障問題，一定要與廠家工程師充分溝通后再進(jìn)行相應(yīng)操作，只有這樣才能更好地排除直線加速器故障，保證患者的治療不受影響。