瓦里安Clinac iX直線加速器OBI系統(tǒng)支撐臂電機驅(qū)動板頻繁損壞的故障分析與維修

馬愷麗

（銅陵市人民醫(yī)院放療技術部，安徽 銅陵 244000）

1 設備基本情況及OBI運動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

1.1 設備基本情況

設備基本參數(shù)，見表1。

表1 放射治療設備主要技術參數(shù)

1.2 OBI運動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

瓦里安Clinac iX型電子直線加速器整合的OBI系統(tǒng)用于拍攝放射治療患者的平面或錐型束CT（CBCT）圖像，以便患者能夠正確對齊以進行治療，該系統(tǒng)采用ExactArm機械臂實現(xiàn)二維方向運動。組成該系統(tǒng)的千伏源和千伏探測器安裝在垂直于Clinac iX加速器機架的兩個支撐臂上，兆伏探測器安裝在射線源的另一端（如圖1所示），支撐臂運動是全電動組件，靠馬達驅(qū)動，起支持和定位作用。ExactArm支撐臂包括千伏級X線射線源臂（KV Source Arm）、千伏級探測臂（KV Detector Arm）、兆伏級探測臂（MV Detector Arm）三部分，每一條機械臂有肩（shoulder）、肘（elbow）、腕（wrist）獨立運動軸。它允許縱向和橫向的線性移動，包括檢測器的橫向移動。在不使用時，ExactArms支撐臂可以收回，并提供碰撞檢測和聯(lián)鎖系統(tǒng)，以幫助防止人身傷害和設備損壞。KVS機械臂、KVD機械臂、MVD機械臂運動結(jié)構(gòu)相同。

圖1 OBI系統(tǒng)結(jié)構(gòu)視圖

2 MDB板維修實例

2.1 故障現(xiàn)象

OBI系統(tǒng)運動功能故障，報故障代碼15：“the MDB’s input voltage detected on KVS over or under limit”，報錯提示機械臂上的KVS上電機驅(qū)動板（Motor Driving Board，MDB）輸入電壓低于或超過限值。于是聯(lián)系瓦里安公司更換MDB板。設備正常工作一個月左右，出現(xiàn)同樣故障，再次更換MDB板。該故障頻繁發(fā)生，半年時間內(nèi)更換了6塊MDB板。

2.2 故障分析

更換3次KVS的MDB板后，我們采用交換法找尋MVB頻繁故障的原因。我們將KVD上正常工作的MDB板安裝在KVS槽中，將新的MDB板放入KVD槽中，機器恢復工作，正常工作一段時間后再次出現(xiàn)故障，報錯提示KVD中MDB的輸入電壓低于或高于限值，于是我們將處于MVD槽中正常工作的MDB放入KVD槽，工作一段時間后故障跳轉(zhuǎn)到MVD。采用交換法更換新的MDB板，該板正常工作一個月左右就會出現(xiàn)故障。通過這3次故障轉(zhuǎn)移，我們初步判斷3個機械臂的電機都正常運作，可能是這一批次的MDB板存在一定的質(zhì)量差異，有可能對電壓波動更加敏感，更易損壞。根據(jù)初步判斷結(jié)論，我們通過查看操作手冊和線路圖分析MDB板輸入電壓頻繁報錯故障，提出解決方案。

如圖2立式馬達電源變壓器接線電路圖顯示，調(diào)制器輸出的三相220V經(jīng)W17到了立式電源變壓器后變壓為三相26V，此26V再傳到KVD后面的OBI 電源架（如圖3所示），經(jīng)上二極管整流成34V直流輸出到obi三個機械臂MDB板。我們檢測了電源架故障狀態(tài)時的26V交流以及34V直流輸出，都在合理范圍。我們又檢測了機械臂運動狀態(tài)下的34V電壓，發(fā)現(xiàn)電壓有比較大的壓降。我們認為機械臂運動時的電壓波動導致MDB板故障，于是我們將立式馬達電源變壓器（如圖2所示）上的檔位由A0，B0，C0檔位降低一檔，降至A1，B1，C1檔，這樣我們得到了27.3V交流輸入以及36.8V直流輸入，提高了MDB板的輸入電壓。將立式馬達電源變壓器檔位降低一檔之后，加速器OBI系統(tǒng)恢復正常工作至今，再無MDB板損壞現(xiàn)象發(fā)生。

圖2 立式馬達電源變壓器接線圖

圖3 OBI power shelf電源架分配圖

3 討論

我們在MVD故障維修過程中首先采用交換法排除故障，因KVS、KVD、MVD三個機械臂的運動結(jié)構(gòu)相同，初步判斷可排除三個機械臂電機故障，引發(fā)MDB板損壞的原因可能是新一版本的MDB板和老的MDB板存在性能差異。然后我們通過分析OBI電源架分配圖，找出故障點，判斷出突然瞬時的電壓壓降可能會引發(fā)MDB板檢測故障或非正常工作，從而導致MDB板損壞，通過查看操作手冊和圖紙，改變馬達電源變壓器上的檔位，最終有效解決問題，保護MDB板的正常運作。

在實際治療中，OBI機械臂系統(tǒng)有可能出現(xiàn)升出縮進運動故障或者校準數(shù)據(jù)丟失而無法運動，無法繼續(xù)治療。此時應首先使用OBI備用手控盒將機械臂收回，不影響在治患的者放療擺位，暫行使用短接OBI碰撞聯(lián)鎖跳線短接加速器母板J23插頭，臨時暫停OBI圖像引導功能，卻允許加速器治療機繼續(xù)出束滿足常規(guī)病人治療，同時盡快報修，購買配件并完成維修工作。

醫(yī)用直線加速器的OBI系統(tǒng)在加速器治療機基礎上增添影像驗證系統(tǒng)，獲取放療患者治療前的擺位影像，將放療定位時影像與實時獲取影像自動或手動匹配，監(jiān)測兩組圖像三維方向誤差，在線糾正偏差，引導本次及后續(xù)治療。OBI系統(tǒng)的故障導致加速器影像配準功能無法運行，可能嚴重影響患者擺位及治療的精確性。醫(yī)用電子直線加速器屬于大型醫(yī)療設備，部件多且結(jié)構(gòu)電路復雜，出現(xiàn)故障時就會跳出連鎖，設備可能就會停機無法使用，影響患者的治療，故維修時要仔細認真的分析判斷，通過查看圖紙，利用數(shù)字萬用表和示波器等工具找準故障點，這些對于故障的及時排除很有幫助。

4 結(jié)語

瓦里安Clinac iX型電子直線加速器是目前主流機型之一，維修人員必須具備深厚的專業(yè)知識。要在了解放療設備系統(tǒng)構(gòu)造的前提下，根據(jù)不同的故障現(xiàn)象，從相關電路入手，充分利用隨機自帶圖紙，盡快找到引起故障的原因，再根據(jù)具體情況進行相關檢測，及時排除該連鎖故障。我們不僅要做到“壞了會修”，更要做到“防患未然”，所有的操作人員都應該經(jīng)過嚴格的上崗培訓，防止因誤操作對加速器產(chǎn)生不必要的損傷。根據(jù)我院使用經(jīng)驗，為了減少電子部件的損耗，一定要注意維持機房的環(huán)境，機房應保持清潔和干燥，溫度控制在25℃左右，濕度控制在50%～70%為宜，并注意機器的除塵和防塵過濾網(wǎng)的及時清洗和更換。若灰塵較多且濕度較大極易引起高壓打火損壞部件，且降低機器和機械部件的使用壽命。維修人員及工程人員應控制好機房的環(huán)境溫度，保障機器穩(wěn)定使用的同時，提高設備的使用率及開機率，為醫(yī)院帶來更多效益，也更好地服務于臨床工作及患者治療。