XHA600D加速器多葉光柵原理及故障檢修

徐軍，王忠輝，李大慶

哈爾濱醫科大學附屬第二醫院 放療科，黑龍江 哈爾濱 150086

XHA600D加速器多葉光柵原理及故障檢修

徐軍，王忠輝，李大慶

哈爾濱醫科大學附屬第二醫院 放療科，黑龍江 哈爾濱 150086

0 前言

目前,越來越多的加速器配備了電動多葉光柵系統，用于腫瘤的三維適形放療和調強放療，與鉛擋塊技術和手動MLC相比，電動MLC具有操作簡單快捷而且精確性、重復性好的優點，這項技術使腫瘤放療療效得到很大提高。電動MLC屬于精密設備，維修人員要更加重視設備的維修保養工作，以確保其安全可靠地運轉。我院于2009年安裝了山東新華醫療的XHA600D加速器,配備MLC56型28對葉片的內置電動多葉光柵系統，下面對這種內置的MLC的結構原理及兩年來的故障維修作簡要介紹，以供同行交流探討。

1 結構及工作原理

MLC56電動多葉光柵系統主要由葉片箱部分（28對葉片、28對葉片電機組、1對箱體電機、電機驅動機構以及一對光柵尺、一對激光燈、控制電路板等）、傳輸線部分和控制臺計算機部分組成，其中葉片箱部分永久固定于加速器上、下葉準直器下方，成為第三級準直器。MLC56電動多葉光柵工作原理是：① 多葉光柵控制系統主要包括箱體驅動控制部分、葉片驅動控制部分、箱體及葉片校準系統和機械傳動部分。多葉光柵運行時，控制臺計算機實時監控A、B兩個箱體以及28對葉片A1-A28和B1-B28的運動位置狀態，并且通過多個安全聯鎖和故障信息提示操作者故障現象及可能的故障原因；② A、B兩箱體由箱體電機驅動，光柵尺反饋位置，做位置與速度反饋信號。光柵尺的基準點確定箱體的絕對位置，通過軟件設定轉換為箱體相對于等中心的位置。箱體控制部分還有前、后兩個限位開關，故障狀態下，限位開關動作，系統提示箱體電機故障；③ 葉片由葉片電機驅動，編碼器反饋葉片位置與速度信號。與箱體位置相對固定的激光線為所有葉片的基準線，葉片相對于等中心的位置間接通過箱體與等中心的位置關系獲得，葉片限位只有后限位開關。根據我們兩年的使用維修實踐，將它的故障大致分為3類，控制故障、通訊故障和機械傳動故障。

2 控制類故障

2.1 故障一

2.1.1 故障現象

MLC在運行時，系統報錯“A8葉片電機故障”，系統停止運行。系統復位重新初始化，當初始化運行至“A8葉片”時，初始化停止，提示“初始化失敗”、“A8葉片電機故障”，重復上述操作，故障依舊。

2.1.2 故障分析與排除

MLC56多葉光柵系統的葉片運動位置實時顯示的是電氣檢測圖形，不是光學實物圖，因此檢修時需要進入治療室觀察葉片的實際位置。進入治療室觀察MLC主機上A8葉片處于后退極限位置，初始化操作時該葉片不運動。把故障處理單元板接入A箱體的系統控制板，選擇A8葉片編號的電機，用手控板走動電機時，葉片可以進退運動，但走動一段距離后會自動停止。MLC56的葉片電機在結構上分為3截，最前面那一截為減速器部分，主要是用于降低轉速、傳遞動力、增大輸出轉矩；中間一截為馬達；最后一截為編碼器和輸出線部分，編碼器主要用來檢測馬達的轉動。如果是電機的馬達部分損壞，當用手控板走動電機時，葉片始終不會走動，因此排除馬達故障。如果是葉片的連接件松動造成卡塞、運動不暢等機械故障時，只能造成葉片運動的偶爾不正常，因此機械故障得到排除。我們將A8葉片電機的接線插座與A7葉片對調，上述故障依舊，因此也排除了A8葉片電機外部接線排斷路故障。將A8葉片電機拆下，用手控板空載走動電機時，發現其在轉動中會自動停止，正常情況下應該始終轉動，因此判斷該葉片電機的編碼器部分損壞。從葉片運動的控制原理分析，當葉片初始化時，系統會對每一個葉片按順序進行校準，校準過程首先1號電機前進，當葉片端面碰到葉片基準線時，用于檢測的激光器的輸出電平產生跳變，此時葉片由前進變為回退，回退控制軟件設置的固定距離。分析原因，當葉片回退時，由于驅動葉片的伺服電機的編碼器不正常，無法實時檢測到電機的運動信號，控制軟件即認為葉片一直沒有走到設定的位置，所以一直回退，以致碰到了后限位，控制軟件報葉片電機故障。用故障處理單元板將A8葉片推出到最大行程處，然后將對應電機拆除，更換新的葉片電機，故障得到排除。

2.2 故障二

2.2.1 故障現象

MLC運行時，系統報錯“B箱體電機故障”，系統停止運行。系統復位重新初始化，系統報錯：“初始化失敗”、“B箱體電機故障”，有時初始化過程可以通過，能進行治療，但在治療中時而又會出現報錯“B箱體電機故障”。

2.2.2 故障分析與排除

進入治療室觀察，B箱體停在前限位開關位置。把故障處理單元板接入B箱體的系統控制板，選擇B29編號電機即B箱體電機，用手控板走動電機時，B箱體進退運動正常，因此判斷B箱體電機是正常的，問題出在箱體控制部分。正常箱體初始化過程時，首先箱體回退到后限位開關，然后箱體前進一定距離，找基準點，找到基準點后箱體回退，回退到光柵控制軟件參數設置里對應的“箱體后限位”位置，即距離后限位開關2mm左右停止。但是故障箱體初始化過程中，首先箱體回退到箱體的后限位開關后前進，一直走到前限位后才停止。分析原因，箱體的位置由光柵尺反饋，當光柵尺信號不正常時，控制系統找不到基準點，不能正確解析箱體的位置，箱體不能按照上位機的指令運行到指定位置，一直運行到前限位開關才停止運行，系統報錯。本故障是因為光柵尺損壞，其信號不穩定，造成B箱體的運動時好時壞,更換光柵尺，故障得到排除。

3 通訊故障

3.1 故障現象

MLC運行時或者上電聯機時報錯“通訊中斷”。

3.2 故障分析與排除

通訊故障的原因大概分3種：① 通訊電纜或MLC電源線不良；② 上位機通訊接口、MLC電源或電源繼電器不良；③ 控制板上相關接口處理電路不良。上述3種因素均有可能造成通訊故障，檢修過程如下：① 用萬用表測量通訊電纜的兩端或繼電器觸點，看對應引腳是否“通”；② 更換通訊電纜與上位機的接口，重新聯機，看是否正常，依次判斷是否上位機通訊接口不良；③ 進入MLC控制軟件調試模式，看兩個箱體的葉片是否可控，不可控則是箱體控制板通訊部分有故障。MLC56的接地保護也很重要，接地一是保護設備在運行過程中的安全使用，不因漏電等其他原因造成設備損壞，二是防靜電、漏電、減小波動的干擾。由于設備運行的操作室和治療室中同時也運行其它各類設備，同時在加速器治療過程中還有強輻射，可靠的接地能避免運行過程中的對設備的干擾而造成的通訊中斷等。曾有一次故障，系統運行時經常報錯“通訊中斷”，反復查找原因發現MLC56主機接地線因為維修加速器時拆卸后沒有固定好，重新緊固接地線，故障排除。

4 機械傳動故障

4.1 故障現象

此類故障一般表現為葉片不能及時到位或不到位，兩箱體相對葉片碰撞卡死等。

4.2 故障分析與排除

由于傳動系統長期運行產生物理變形或者由于磨損產生間隙，造成葉片位置不準確，適形度下降，嚴重的可能造成兩箱體對應葉片堵轉碰撞，產生系統故障。用故障處理單元板將系統提示的故障葉片推出到最大行程處，然后將對應電機拆除，將傳動絲桿取出，檢查絲桿，螺母是否有問題，然后將不良部分更換即可。

5 小結

多葉光柵運行的好壞,直接關系到精確放療的效果。因此，需要經常對它們的運行狀況進行監視，發現問題就要及時調整，以保障精確放療的準確。維修人員要定期對MLC的機械傳動部分進行檢修，要定期除塵，定期為絲桿添加少量的潤滑油以減少絲桿磨損，當發現有磨損松動跡象時要及時加工處理，避免發生更嚴重的故障。我們在每次故障維修后都要驗證一下適形射野的精度，驗證的方法是：在TPS計劃系統上設計出機架角度為0°、90°和270°的3個適形射野，按1:1的比例打印出圖形，將射野圖形傳輸到MLC56主機電腦中，在加速器床面上分別水平和垂直放置打印的圖形，取源皮距100cm，要注意保證加速器床面的水平度，要保證打印圖形頭腳兩側的方向正確，打開光野燈觀察多葉光柵的投影與打印圖形的偏差，應保證其偏差≤1mm，當發現精度超出標準時，我們就通過調試軟件對相應葉片進行校正，上述驗證方法可以快捷直觀地檢驗出多葉光柵的運行狀況和精度，為臨床精確放療提供了質量保證。該設備使用兩年來，我們覺得只要掌握了設備的結構原理，故障判斷和檢修并不是很困難。

[1] 李德志,陳正堂,周一兵.國產全自動多葉光柵臨床驗證研究[J].重慶醫學,2007,36(19):1962.

[2] 張旭,毛凱.鉛適形擋塊與手動多葉光柵在臨床適形放療中的比較[J].中華放射腫瘤學雜志,2006,15(4):311.

[3] 黃日明,姚勤,沈慶賢.多葉光柵的校準[J].醫療設備信息,2005,20(11):60.

[4] 常宗強,張東.醫科達precise型直線加速器多葉光柵常見故障分析[J].醫療裝備,2009,(11):70.

[5] 金劍.醫科達加速器多葉準直器常見故障分析與排除[J].中國醫療設備,2011,26(3):118,111.

Working Principle and Troubleshooting of XHA600D Linear Accelerator Multileaf

XU Jun, WANG Zhong-hui, LI Da-qing
Department of Radiotherapy, the Second Affi liated Hospital of Harbin Medical University, Harbin Heilongjiang 150086, China

主要介紹了XHA600D直線加速器多葉光柵的工作原理和一些常見故障的分析與檢修。

直線加速器；多葉光柵；MLC；醫療設備維修

1674-1633(2012)05-0130-03

2011-12-06

作者郵箱：hydxujun@sina.com

TL53

B

10.3969/j.issn.1674-1633.2012.05.047