瓦里安直線加速器CARR&FOIL故障案例分析及處理

劉凌湘（通信作者），張慶釗，黃賢海

廣州市番禺區(qū)中心醫(yī)院腫瘤科 （廣東廣州 511400）

目前，瓦里安直線加速器在使用過程中一旦出現(xiàn)故障，主控制臺工作界面上會出現(xiàn)提示，操作人員（或維修人員）根據(jù)提示可以清楚知道哪部分系統(tǒng)出現(xiàn)故障，進而進行分析和處理。我院瓦里安Clinac iX直線加速器已使用近7年，在長期的使用過程中，遇到各種各樣故障聯(lián)鎖，近年來，CARR和FOIL故障聯(lián)鎖出現(xiàn)的頻率明顯增加，在大部分情況下，聯(lián)鎖同時出現(xiàn)[1-2]，但也有單獨出現(xiàn)CARR聯(lián)鎖的情況[3-4]。不同情況的處理方式也不同，本研究從故障聯(lián)鎖產(chǎn)生的原因出發(fā)，詳細分析兩個聯(lián)鎖同時出現(xiàn)的情況及處理方法，以供同行參考。

1 故障原因

從加速管輸出端出來的射束（X線和電子線）不能直接用于患者的放射治療，必須經(jīng)過治療頭和各種附件的修整形成劑量分布均勻、射野大小合適的射束后，才能作用于患者[5]。在這一過程中，X線經(jīng)過金屬靶后，射束比較窄，對稱性和平坦度都未達到臨床治療要求，需要用均整器或散射箔將射束均勻展開[5]。對于瓦里安直線加速器，這一步驟是通過均整盤（CARROUSEL）來完成的。

瓦里安直線加速器的CARROUSEL部件可以分成位置定位和驅動兩個部分，共安裝有10個不同規(guī)格的均整器，分別對應端口（PORT）1～10[4]。為了完成精準的位置定位，CARROUSEL上的定位部件共包括1個定位銷（CARR PIN）、5個微動開關（position switch）和電位器（motor potentiometer）R1。定位銷PIN的作用是控制CARROUSEL的運動，保證均整器在設置的位置（具有精確定位的功能），其由空氣驅動，有IN和OUT兩個動作；5個微動開關安裝在CARROUSEL的邊緣，接CARROUSEL邊緣處的3個位置（CAM、DIVOT和NORMAL），其中處于CAM和DIVOT兩個位置時輸出為低電平，處于NORMAL位置時輸出為高電平，通過這5個微動開關閉合和斷開兩種狀態(tài)形成的高低2種電平和CARROUSEL的3個不同位置，對這10個PORT的位置進行精確編碼，將編碼信號反饋回主控制計算機，與軟件設置的編碼進行比較驗證；電位器R1是位置電位器，用于CARROUSEL位置校準時的基準位置參考。CARROUSEL運動主要由主機柜內(nèi)BMAG電路板控制，當選定某一能量擋時，其會在驅動電動機的帶動下旋轉至相應的位置，系統(tǒng)自動選擇對應的均整器。一旦CARROUSEL反饋給系統(tǒng)的位置與軟件設置的編碼不相符，就會出現(xiàn)CARR和（或）FOIL聯(lián)鎖，BMAG板上的LED亦會顯示對應的錯誤代碼。但是兩個聯(lián)鎖又有所區(qū)別[1]，CARR代表CARROUSEL的位置與所選射線模式不匹配，控制臺計算機和CARROUSEL控制器之間通信失敗；FOIL代表CARROUSEL未到達指定位置或者定位銷位置不正確。

2 故障案例分析及處理

2.1 故障一

2.1.1 故障現(xiàn)象

在設定機器治療參數(shù)后，主控制臺工作界面出現(xiàn)CARR和FOIL聯(lián)鎖，查看BMAG板，發(fā)現(xiàn)LED顯示的錯誤代碼為93（表明CARROUSEL未運動），切換另一能量模式時觀察到CARROUSEL無動作。

2.1.2 故障分析及處理

S9作為CARROUSEL的運動使能信號，是位置監(jiān)測的微動開關[3]。當系統(tǒng)需要變換能量模式時，首先會讀取S9信號的電平狀態(tài)，獲取PIN的位置信息，判斷PIN是在IN還是在OUT的位置；當監(jiān)測到S9為高電平時，表示PIN在IN的位置，CARROUSEL無法移動；當監(jiān)測到S9為低電平時，表示PIN在OUT位置，CARROUSEL可以移動；查閱瓦里安文檔，可知S9信號傳輸路徑為GGP-J18 →GGPJ2→ABP-J42，最終到達BMAG-J2。

首先應該檢查PIN信號是否正常。（1）先檢查PIN的空氣驅動機構；通過觀察，在轉換能量模式時，連接PIN的杠桿在氣缸的驅動下運動正常，微動開關S9開合也很好，信號正常，排除了PIN的位置不到位和S9本身的問題。（2）當PIN在OUT的位置時，S9閉合，該信號通道上應該為0電位；測量GGP的輸入端J18-26和輸出端J2-1，均為0電位，正常；再用延長板測量BMAG 板的J2-7c，信號為低電平，正常。（3）當PIN在IN的位置時，測量步驟同（2），該信號為+5 V高電平，正常，表明信號能正常傳輸。

按照瓦里安圖紙，當正常的S9運動使能信號到達BMAG板后，會有電動機驅動使能信號（CARR MOT EN）和電位器位置讀數(shù)信息（CARR MOT CON）輸出到XA4（PWM）。PWM板接受到使能信號后，會觸發(fā)電動機驅動信號，依次通過ABP-J40→GGP-J3/J18→CRA-J83到達電動機。用延長板監(jiān)測使能信號輸出端BMAG-P1-27a，發(fā)現(xiàn)轉換能量模式時，該端口電壓一直為高電平，在正常情況下，當PIN在OUT的位置時，該電平會變成低電平輸入PWM板。由此可見，故障出在BAMG板內(nèi)部，更換BMAG板，校準之后，CARROUSEL正常運動，CARR和FOIL聯(lián)鎖消失，故障排除。

2.2 故障二

2.2.1 故障現(xiàn)象

在設定機器治療參數(shù)后，主控制臺工作界面出現(xiàn)CARR和FOIL聯(lián)鎖，BMAG板LED顯示的錯誤代碼為70，這是典型的CARROUSEL位置微動開關（S16）故障。

2.2.2 故障分析及處理

通常產(chǎn)生此故障的原因有兩種：一是該開關位置有變動；二是該開關因為內(nèi)部機械問題卡死，導致無法正常開合。（1）先檢查開關的機械動作，發(fā)現(xiàn)該開關開合都很順暢，與其他幾個比較阻力相同，從而可以排除開關本身的機械故障，確定故障為開關的位置發(fā)生了偏移。（2）選取能量6 e電子線，對應均整器PORT 2，正常情況下S16開關觸點應該與CARROUSEL的邊緣水平接觸（正常情況應有一張A4白紙的間隙）；由于該位置非常敏感，操作過程中最好根據(jù)電壓來調(diào)整，因為該位置開關的輸出電壓應該為高電平，所以調(diào)整開關位置直到輸出電壓穩(wěn)定在高電平即可。校準后，CARR和FOIL聯(lián)鎖消失，機器正常工作，故障排除。

3 小結

本研究主要介紹了由BMAG電路板問題和CARROUSEL的限位開關觸點位置不準引發(fā)的CARR和FOIL故障聯(lián)鎖，在實際操作過程中，引發(fā)故障的原因還有很多，如CARROUSEL電源不穩(wěn)[1-2]，BCD編碼不匹配[1-2]，連接線纜[6]有問題等。維修人員應根據(jù)故障現(xiàn)象找出具體原因，一般應先查看BMAG板上LED顯示的錯誤代碼，根據(jù)該錯誤代碼判斷故障的大致方向，然后，依據(jù)瓦里安圖紙，借助維修檢測工具，按信號傳輸路徑逐一排查與甄別，切忌盲目更換電路板，造成不必要的浪費。