UNIQUE 醫用直線加速器故障分析與維修

彭 軼

（中南大學湘雅三醫院，湖南長沙 410013）

0 引言

近年來，為了提高腫瘤等疾病的治療效果，解決病人的病患，醫院的醫用直線加速器設備越來越先進。醫用電子直線加速器作為醫院常見的設備之一，可以通過對高能X 線進行加速對患者的腫瘤組織進行有效的治療，減輕患者的癥狀。為了確保醫用直線加速器的正常運行，相關管理人員必須重視設備的日常監測和維修，尤其是一些出現概率比較高的故障，更應當格外重視。

作為高價值和高科技的產品，醫用直線加速器的結構較為復雜，對精密度的要求較高，必須采取有效的維護保養措施，確保其良好運行。因此，研究分析UNIQUE 醫用直線加速器故障與維修措施具有重要的現實意義。

1 UNIQUE 醫用直線加速器常見故障

UNIQUE 醫用直線加速器常見的故障有兩種：一種是MLC（Multi-Leaf Collimator，多葉準直器）部分故障，一種是因為硬件連鎖導致的HWFA 故障（即硬件故障）。下面將針對UNIQUE 醫用直線加速器存在的HWFA 故障展開深入分析。

1.1 故障現象

當UNIQUE 醫用直線加速器在治療工作過程中，無法啟動運動功能，同時UNIQUE 醫用直線加速器的控制柜顯示器上，出現了HWFA 常亮的故障代碼，標志著此時設備出現了硬件連鎖故障。

1.2 故障分析

當UNIQUE 醫用直線加速器出現HWFA 故障代碼時，說明系統在運行過程中發現了系統的某一個硬件設備存在故障，無法正常啟動。究其原因，可能是以下5 個方面導致的。

（1）UNIQUE 醫用直線加速器的的主電位器供電不正常，正常狀態下其電壓應在±9.9 V 左右，超出此范圍可能引起HWFA 故障。

（2）UNIQUE 醫用直線加速器的機架，或者準直器的供電存在問題，主要表現為主電位器和輔助電位器的值存在差異，導致HWFA 故障發生。

（3）UNIQUE 醫用直線加速器的主電位器，其才考電壓值超出了正常范圍的±5%，或者針對DAC/ADC 檢測通電的電壓，也不正常，高于或者低于正常值的5%，都會引起HWFA 故障代碼。

（4）在進行治療工作過程中，系統發出出束命令后，機器并沒有正常的出束，系統判斷硬件故障，報錯代碼HWFA 故障。

（5）MLC 出現故障，一方面是在UNIQUE 醫用直線加速器運行過程中，沒有對MLC 進行初始化操作，或者采取的初始化操作不規范；另外一方面，就是在對MLC 進行檢查或者校準時，系統發現MLC 存在連鎖或者外部連鎖問題。

1.3 故障排除

當UNIQUE 醫用直線加速器出現HWFA 故障代碼時，可以根據故障發生的時間，在設備的通信模式下找出當時系統的時間日志，為故障的具體原因提供依據。通常當設備出現CTRL、HWFA 以及MOTN 等故障代碼時，在系統的Event Log 當中，第二頁的右下角會出現相對應的英文代碼以及相關連鎖信息。同時在Event Log 的總結部分，也就是第五頁，會提供本次連鎖故障的具體描述，幫助相關工作者快速判斷故障原因，修復設備。

具體查找路徑為：打開MENU（主菜單），點擊COMMUNICATION，進入Event Log 查看事件日志。

2 HWFA 故障實例分析

2.1 實例1

某UNIQUE 醫用直線加速器治療時，出現HWFA 故障代碼，首先點擊菜單找到故障發生時期，系統對應的事件日志，具體如下：

第2 頁日志顯示：“HWFA：Primary/2nd cha mismatch 01 Coll.”

第5 頁總結描述：“ Controller interlock ：Primary/2ndcha mismatch collimator.”

通過以上2 條信息可以發現，系統提示設備出現了HWFA故障，原因是準直器的供電存在問題，即主電位器和輔助電位器值不匹配。同時根據事件總結來看，也是相同的故障信息。由此可以判斷機器在運行過程中，由于準直器旋轉運動時，其主電位器無法與輔助電位器的匹配電壓，導致了故障發生。系統調至維修模式后，打開DISPLAY，找到PRO、SPRO，對準直器旋轉角度參數進行觀察，查看COLL RTN 的取值是否相一致。通過檢查發現，準直器的主電位器（PRO）的當前值為271.5，符合準直器當前位置的要求，而準直器的輔助電位器（SPRO）僅為36.5，雖然仍處于慢慢增長的狀態，但仍與主電位器的值相差較遠，導致系統檢測到兩者電壓值不匹配，報錯HWFA 故障代碼。

通過以上的故障分析，初步判斷為主電位器信號故障，導致主電位器和輔助電位器值不匹配。進一步結合UNIQUE 醫用直線加速器的設計圖紙，對可能存在的故障點進行判斷，具體步驟如下：

（1）主電位器本身發生故障，導致電壓值異常。

（2）機架與機座之間的電纜無法正常工作，導致電壓值異常。

（3）機座到控制柜的電纜無法正常工作，導致電壓值異常。

（4）馬達接口板（Motor interface）發生故障，導致電壓值異常。

根據以上故障位置的判斷，采用萬用表對相關可能故障區域進行測量。首先判斷主電位器的狀態，測量其R1 引腳2 對地電壓值，為+6.72 V，說明主電位器未發生故障。然后對馬達接口板進行檢查，利用延長板測量得到其引腳10 信號主電位器信號（COLPOSN1）的電壓值為+1.2 V，相比較正常工作狀態，拉低了很多。因此判斷故障可能是因為電纜故障導致的電壓信號傳輸問題。尤其是電纜在設備的旋轉運行過程中，很容易出現扭曲、牽拉等問題，導致信號線出現中斷。

借助電路圖紙發現，電纜W86 的2 號線實現了主電位器的電壓信號COLLPOSN1 的傳輸，對W86 上P20 的引腳2 和P26的引腳2 之間的組織進行測量，發現電阻為兆歐級別，說明2 號線無法正常的導通，導致主電位器電壓信號傳輸中斷，最終引發了主電位器和輔助電位器值不匹配，出現了HWFA 故障，需要對電纜W86 進行更換處理。

在實際維修過程中，并沒有儲備電纜W86 的相關備件，為了避免因為設備無法正常工作，延誤患者的治療。在維修時發現電纜W86 的24 號信號線沒有使用，且處于正常工作狀態，因此，將其替代2 號線，應急實現設備的啟動，完成對患者的治療。待電纜W86 備件到位，再更換處理。

2.2 實例2

某UNIQUE 醫用直線加速器治療時，出現HWFA 故障代碼，首先點擊菜單找到故障發生時期，系統對應的事件日志，具體如下：

第2 頁日志顯示：“HWFA：PRO/SPRO/Ref Channel Err Lower Jaw2（X1）position readout.”

第5 頁總結描述：“Controller Interlock：PRO/SPRO/Ref Channel Err Lower Jaw2（X1）position readout.”

通過以上2 條信息可以發現，系統提示設備出現了HWFA故障，原因是準直器的主電位器和次要電位器X1 參考通道位置讀數出現問題。同時根據事件總結來看，也是相同的故障信息。將系統調至維修模式后，打開DISPLAY，找到PRO、SPRO 兩個顯示框，檢查準直器旋轉角度參數，如果兩者的差值超過了0.3，就會導致系統出現HWFA 報錯。通過檢查發現，準直器的主電位器（PRO）的當前值為21.8，而準直器的輔助電位器（SPRO）為15.8，兩者的差值為6，超過了0.3。進一步對主電路進行檢查，發現運動定標出現了故障，更換后故障解決。

3 UNIQUE 醫用直線加速器日常維護保養

3.1 制定嚴格的設備管理制度

在對UNIQUE 醫用直線加速器日常管理過程中，醫院應當制定完善的設備管理制度，并要求相關負責人嚴格執行管理制度的要求，按照正確的操作流程對設備操作。一旦在使用過程中發現設備存在異常反應，應當立刻停止設備運行，以避免設備的故障擴大。

3.2 全程監測設備的運行狀態及工作環境

在UNIQUE 醫用直線加速器日常的維護保養過程中，相關負責人必須每天對設備的主要參數進行檢查和確認，掌握當前設備的運行狀態，對于存在異常的參數要及時進行調整，以確保設備正常運行，常見的參數包括水冷系統、輸出電壓、晨檢程序等。

除了必要的開機檢查之外，還需要確保設備所處的環境保持清潔、干燥狀態下，溫度應控制在25 ℃上下，濕度以50%～70%為最佳，同時還需要對設備及時進行除塵清洗，以避免灰塵較多引起設備出現高壓打火問題、損壞UNIQUE 醫用直線加速器。最后，設備的一些參數可能隨著季節的變化而變化，因此需要結合當前季節溫度變化的趨勢，對劑量率等指標做出相應調整，以確保機器處于最佳工況，延長設備的使用壽命。

4 結束語

綜上所述，作為醫院常用的重要精密儀器設備之一，UNIQUE醫用直線加速器的重要性不言而喻，相關工作者除了要加強設備的日常保養和狀態檢查之外，還需要在設備發生故障時對相關的日志數據進行仔細判斷，避免盲目更換硬件，不僅無法解決設備存在的故障，而且還會引發設備出現更多的故障報錯信息。通過合理的維護和保養措施，可以最大限度地降低UNIQUE 醫用直線加速器發生故障的頻次，延長其使用壽命，更好地為患者提供優質的服務。