新華XHA600E直線加速器故障維修3例

劉晗，宋迎新，馬蕾杰，劉冰，陳鵬，雷宏昌

1.鄭州大學附屬腫瘤醫院 放療科，河南 鄭州 450000；2.山東省新華醫療器械股份有限公司，山東 淄博 255086

引言

醫用電子直線加速器是現階段實現腫瘤遠距離精確放射治療的主流大型醫用設備[1-2]。XHA600E是新華醫療公司最新推出的一款全數字化醫用電子直線加速器，是用于高精度圖像引導的全新高效治療平臺。它采用模塊化實時控制技術，配備四維高精度治療床。我院于2015年引入該機型，主要用于靜態調強放射治療。下面介紹3例典型故障的分析和處理方法，以供通行在維修此類故障時參考。

1 故障分析

1.1 故障一

1.1.1 故障現象

直線加速器在治療過程中SB1模塊出HWFA聯鎖。

1.1.2 故障分析

硬件聯鎖故障HWFA是指加速器的控制器檢測到一個硬件失效，XHA600E加速器采用模塊化實時控制技術，其中SB1模塊主要負責4個鎢門的運動。如果SB1模塊中出現鎢門雙路位置超差，24 V掉電，對撞等就會報HWFA聯鎖。

1.1.3 故障檢修

為了查明故障原因，首先查找新華加速器操作界面下的故障記錄，顯示“SB1”故障：故障信息號“09”，其中故障信息號“09”代表“上鎢門Y2雙路位置超差”。此時，進入維修模式，調出SB1模塊，觀察上鎢門Y2的電位器和編碼器的值，發現兩個值不一致，相差大于4 cm。此時將機架打到0度，將治療床升到等中心位置，放上坐標盤，對好中心位置，單獨對Y2進行操作，可以發現Y2電位器值與實際值相符，編碼器值與實際偏差較大，可以判斷是編碼器值不對導致的雙路位置超差[3]。

首先對Y2進行單獨校準，校準后發現來回重復幾次運動后編碼器值就又不準確了，且偏差較大。通過以上分析，基本確定是上鎢門Y2編碼器數值不準確導致的雙路位置超差，查看《XHA600E醫用電子直線加速器電路圖集》，得出最有可能的故障點：① 編碼器故障；② 編碼器與SB1板之間線纜故障；③ SB1板電路故障。接下來先更換新的編碼器，并做好校準工作。然后重復運動Y2到各個位置，發現在數十次運動之后，有些位置仍然會出HWFA，編碼器與電位器數值相差大于4 cm，但是在某些位置誤差又在4 cm以內了，聯鎖可以消掉，可以判斷出問題并沒有徹底解決[4]。

嘗試更換編碼器與SB1板之間的連線。連線并不是插頭設計，而是將原線剪斷重新焊接，操作時一定要小心以免焊錯或脫焊。更換完新的編碼器連線之后現象依舊，問題并沒有得到解決。最后考慮到更換小機頭上的SB1電路板，由于醫院沒有備件，聯系廠家發貨。

由于廠家發備件需要等待時間，耽誤病人治療，通過觀察Y2編碼器與電位器間的誤差是有規律的，在中心位置誤差較小，聯鎖可以消掉，而在兩端位置則誤差較大，出現聯鎖，而且此現象具有重復性。通過分析懷疑編碼器安裝角度有些傾斜。重新打開機殼，對比鎢門X1、X2和Y1的編碼器安裝位置，重新調整傾斜角度，且在安裝后保證鎢門在運動到每個位置時框量都是一樣的。安裝完成后校準Y2準直器，運動幾十個來回后并沒有發現誤差。后續通過一周的觀察，Y2并沒有再出現誤差，故障排除。

1.2 故障二

1.2.1 故障現象

機器出FLOW聯鎖，伴隨著出磁控管、閘流管相關聯鎖。

1.2.2 故障分析

XHA600E加速器水冷系統只有一路水循環，利用水循環將機器內部的高熱量帶到外面排放出去，其中包含4個水流量檢測傳感器，分別是加速管靶、水負載+三端環流、加速管腔體+波導窗、磁控管四路。正常情況下，FLOW1＞98 Hz（8 L/min）；FLOW2＞75 Hz（6 L/min）；FLOW3＞75 Hz（6 L/min）；FLOW4＞75 Hz（6 L/min）。因此，FLOW聯鎖的發生原因可分為：冷卻循環水過少，水流量傳感器故障，冷卻水水質變差造成管道堵塞，信號傳遞過程中出現故障[5]。

1.2.3 故障檢修

首先進入維修模式，調出SB3模塊中的參數，觀察發現“2#傳感器”的示數是0，其他三路傳感器示數都正常。拆開機殼發現該路水流量傳感器水波輪停止不轉了。判斷故障為水流量傳感器損壞引起的FLOW聯鎖。更換水流量傳感器后機器正常，“2#傳感器”顯示示數為103，觀察舊水流量傳感器發現水波輪的扇葉上附著一塊鐵屑，導致其停止轉動，說明水質太臟，需要定期更換內循環水[6]。

另外遇到一次現象相同故障，進入維修模式，查看SB3模塊中的參數，發現“2#傳感器”示數為0，首先拆開機殼觀察水波輪是否轉動，發現水波輪是轉動的，說明水流量信號采集并無異常，應該是在信號傳輸過程中出現故障。查看《XHA600E醫用電子直線加速器電路圖集》，發現傳感器將信號傳遞到旁邊的插線排上，再通過DP32線纜傳遞到SB3板上，然后經過板子上的U3芯片傳遞到MCU板，最后傳遞到操作間電腦主機。該部分電路圖，見圖1。

圖1 水流量信號處理電路

使用Fluke 289C高精度數顯數字萬用表，調到Hz檔，測量得到第二路傳感器傳出信號為110 Hz，然后順著檢查DP32線纜，發現線纜沒有破損也沒有松動。接著查看圖紙，U3芯片的1號引腳是FLOW2信號的輸入端，2號引腳是FLOW2信號的輸出端，7號引腳為接地。用萬用表測量，1號引腳對地頻率為110 Hz，2號引腳對地頻率為0，說明信號通過U3芯片后發生異常，至此可以判斷為U3芯片燒壞。由于U3芯片在SB3板上，不容易維修，維修現場正好有SB3板備件，更換后正常，故障排除。

2 討論

新華XHA600E直線加速器是該公司最新推出的一款全數字化直線加速器，在運營初期難免會出現一些故障[7-9]。對于鎢門運動這類問題，筆者通過與同類型進口加速器相比較，提出幾點改進建議：① 記錄鎢門位置的電位器供電電壓太小，為3.3 V，電壓的正常波動就會造成電位器所記錄的鎢門位置值產生較大波動，建議提高鎢門電位器供電電壓；② 編碼器固定架移動框量太大，造成維修工程師在更換編碼器過程中容易裝偏，造成二次故障，建議改進編碼器固定方式[10-13]；③ 編碼器在使用半年后性能變差，建議提高編碼器性能；④ 編碼器與電路板之間應采用插頭式接頭，方便后期維修。

加速器出現Flow問題的原因：加速器冷卻循環水質差，未按要求更換冷卻水、冷卻水管道，導致冷卻水管道內壁結垢或附著物堵塞；循環水進入加速器未經過濾芯過濾，無法保證機器內部水質；水流量傳感器性能較差，運行一段時間后產生故障；電路板性能不穩定，容易燒壞，導致信號在傳輸過程中中斷[14-16]。

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