BJ-6B/400型醫用駐波電子直線加速器均整系統故障排除

逯合江 張國啟 李志強

醫用直線加速器是一種為放射治療提供符合臨床治療要求的X線或電子束輻射的醫用裝置[1]。現在，惡性腫瘤已經躍居為疾病中的頭號殺手，隨著放療設備的推陳出新，治療手段的不斷精確，放射治療已經成為腫瘤治療必不可少的手段。加速器作為放射治療的主要設備，發揮著越來越重要的作用，保證加速器的正常運行，也就成為一項不容忽視的工作[2]。我院放療科所用BJ-6B/400型醫用駐波電子直線加速器由北京醫療器械研究所生產，其顯著特點是最大吸收劑量率≥400 cGY/min[3]。現將工作中遇到的均整系統故障的排除方法進行總結，供同行參考。

1 均整系統原理[4-5]

在實際應用中，均整過濾器有單均整過濾器和復合均整過濾器之分。單均整過濾器就是一塊用一種高原子序數材料制成的錐形圓盤，厚度較薄，所占空間體積小，一般用于低能機；復合均整過濾器由高原子序數材料和低原子序數材料兩種組合而成，以低原子序數材料為主，常和復合靶配合使用，用于中、高能機。均整過濾器設置在輻射頭內初級準直器和電離室之間，用于X輻射強度分布的均整。從初級準直器出來的X射線強度自然分布像個山丘，不能直接用于治療，為使X射線分布符合臨床需要的均勻度，就必須切掉山丘的丘頂。X射線均整器就是用鉛合金或鎢合金做成的小山丘，經過均整器后X射線強度基本相等。BJ-6B/400型直線加速器能量為6 mV,只提供一擋X線束，但是卻設置了兩個X線均整器。該機設置有大小X輻射野聯鎖，當輻射野任一邊長＞20 cm，為大野；當輻射野邊長均≤20 cm，為小野。治療時，根據輻射野大小設置，通過聯鎖，均整過濾器組件自動轉換均整器，與大小X野進行對應；同時，操作臺顯示界面提示：均整換位。該機均整過濾器組件采用偏心轉盤式均整過濾組件，其機械結構如圖1所示，工作原理如下：該組件由四大部分構成，分別是偏心轉盤、馬氏機構、電機驅動機構、工位位置傳感裝置。偏心轉盤上分布有五個工位，每個工位上都可以安裝X線均整器，每個工位的中心都能與束流中心重合。馬氏機構由一個導桿機構、一個推桿機構和一個鎖定機構組成。電機通過減速諧波器，驅動蝸桿使蝸輪旋轉。馬氏機構與蝸輪偏心連接，蝸輪旋轉帶動馬氏機構工作。蝸輪每轉兩圈，馬氏機構工作兩個循環，推桿就推動偏心轉盤逆時針旋轉一個工位。為了使每一個工位可靠地鎖定在束流中心對應的位置上，馬氏機構中設計了一個帶圓柱頭的鎖定機構，當推桿推動偏心轉盤旋轉半個工位時，鎖定桿的圓柱頭正好卡在偏心轉盤邊沿的半圓槽中，同時，鎖定開關被壓下，這樣，控制電路得到偏心轉盤處于鎖定狀態信息。在導桿機構返回階段，推桿機構縮回，推桿頭退出半圓槽，此時，偏心轉盤由鎖定機構定位。當推桿要推動偏心轉盤開始旋轉時，蝸輪上的撥銷先使鎖定桿的圓柱頭離開半圓槽，鎖定開關被松開，控制電路得到偏心轉盤處于可推動狀態信息。工位位置傳感裝置用來識別工位，在偏心轉盤邊緣上安裝有高度不同的位置識別定位柱（即碰撞柱Ⅰ、Ⅱ高、Ⅲ、Ⅳ高、Ⅴ)，通過碰撞柱分別與微動開關Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ的作用，將每個工位的位置信號反饋到控制電路。比如，當碰撞柱Ⅰ壓下微動開關Ⅰ，同時鎖定開關被壓下，反饋給控制電路的信息是工位1到位；在這種狀態下，如果控制系統得到新的指令，要將工位3旋轉到束流中心，則電機旋轉，馬氏機構需工作四個循環，直到碰撞柱Ⅲ壓下微動開關Ⅲ，同時鎖定開關被壓下，電機才停止工作。

圖1 均整過濾器組件

2 故障現象一

均整換位時，機器經常報均整無位故障，但有時也正常。

分析與排除：查看該機電路工作原理圖集，均整器位置開關組有6個微動開關，分別是S0、S1、S2、S3、S4、S5，其中S5是鎖定開關，S0～S4分別是工位1～工位5的位置開關。打開輻射頭有機塑料外罩殼和相關屏蔽防護鉛塊，暴露出均整過濾器組件進行觀察，可以看到大野所用均整器安裝在偏心轉盤的工位5上，小野所用均整器在工位2上。顯然，根據均整系統原理，工位5是否到位由S5和S4確定；工位2是否到位由S5和S1確定。重點檢查微動開關S5、S4和S1，用萬用表測量它們的通斷好壞，發現S4和S1閉合時很容易出現接觸不良現象，將其更換，故障排除。

3 故障現象二

均整換位過程中，無規律性頻繁出現均整時間長或均整無位，甚至在出束治療中出現機器自動保護中斷出束，提示均整換位。

分析與排除：上述現象的直接原因可能有兩個，一是均整器位置開關組有接觸不良現象；二是從均整器組件至機架后座轉接板的均整電纜隨機架經常旋轉，其芯線有扭斷而致接觸不良現象。首先檢查均整過濾器組件部分，發現偏心轉盤邊沿卡著一支斷裂的尼龍扎帶，這是捆綁固定電纜用的。將其拿開，根據痕跡，找到其原來所處位置，用一支新扎帶將電纜捆綁固定好。試機，故障消失。看來是扎帶在作祟，估計其在均整換位中能觸碰到均整器位置開關或鎖定開關，導致雜亂無章的均整問題出現。

4 故障現象三

均整換位時間過長，最后操作臺顯示界面提示存在故障，均整無位。

分析與排除：拆開輻射頭相關部分，露出均整過濾器組件，仔細檢查發現馬氏機構中鎖定桿上的圓柱頭脫落，導致偏心轉盤不能被定位。找到脫落的圓柱頭和固定螺絲，將其重新安裝固定好。試機，故障依舊。細心觀察，發現偏心轉盤在電機驅動下旋轉不停。即使均整器旋轉到位，電機也不會停止工作。斷電，手動旋轉偏心轉盤，依次使每一個工位到位，同時用萬用表檢測相應的微動開關閉合好壞，最終確定是鎖定開關S5損壞。將其更換，并依照原來位置固定好。試機，故障解除。

5 總結

直線加速器很復雜，均整系統可能會出現各種故障，有時現象會相同，但產生的原因會不同。只要大膽細心，仔細排查，有條不紊，依據機器工作原理圖和均整系統原理，可以做到事半功倍。由以上舉例可知，均整系統的機械部分和均整器位置開關組易出現問題，是故障排查的重點。

[1]張亮.BJ-6B型醫用駐波電子直線加速器故障兩例[J].中國醫療設備,2010(2):98.

[2]吳炳.Varian 1800加速器均整轉盤電路故障的維修[J].中國醫療設備,2008(1):116-117.

[3]王棟,趙慶軍.直線加速器劑量校準方法[J].中國醫學裝備,2009,6(7):23.

[4]顧本廣.醫用加速器[M].北京:科學出版社,2003.

[5]楊紹洲,陳龍華,張樹軍.醫用電子直線加速器[M].北京:人民軍醫出版社,2004.