瓦里安醫用直線加速器GFIL 聯鎖故障的檢修

王鑫，袁玲，劉穎，徐瑤瑤，張紅利，張曉鵬，玉彪，謝兵

1 廣州醫科大學附屬第五醫院 （廣東廣州 510700）；2 廣州醫科大學附屬腫瘤醫院（廣東廣州 510095）

醫用直線加速器是現代醫學放射治療領域的重要醫療設備，其價格昂貴、結構復雜且集成度極高，隨著使用年限的增長及工作量的增加，其故障率也隨之增加。我院擁有一臺瓦里安醫用直線加速器（型號Trilogy6427），該設備的常見故障包括主要聯鎖、次要聯鎖及劑量聯鎖，其中GFIL 聯鎖為設備定義的主要聯鎖，此故障涉及的備件較多，維修難度較大。本文首先分析了GFIL 聯鎖故障的檢修思路，并總結了實際工作中遇到的兩例GFIL 聯鎖故障的維修過程，供同行參考。

1 聯鎖及組件

GFIL 為GUN FILAMENT 的簡寫，即電子槍燈絲。瓦里安醫用直線加速器采用柵控數字化電子槍，相比早期的模擬化電子槍，其優勢在于可以快速控制電子槍的開關和電流的大小。但功能的完善必定會帶來結構的復雜，故柵控數字化電子槍報GFIL 聯鎖和高壓部分的熱端控制電路及低壓部分的冷端控制電路有關。復雜的電子槍控制電路包含的主要部件有：熱端部分由槍脈沖驅動板、燈絲電源板、低壓電源模塊及熱端母板組成；冷端部分由槍控制板、自動頻率控制板和槍脈沖控制板、電源板、高壓電源模塊及冷端母板組成，見圖1[1]。

圖1 柵控數字化電子槍的主要部件接線圖

2 GFIL 聯鎖的主要原因及維修方法

熱端及冷端的控制電路為電子槍提供了穩定的柵極脈沖電壓、燈絲電壓和陰極高壓，任一電壓系統異常均可導致GFIL 聯鎖。

2.1 柵極脈沖電壓引起的故障

該電路系統主要涉及的硬件是熱端的槍脈沖驅動板及熱端母板。檢修柵極脈沖電壓引起的故障時，需首先查看槍控制板LCD 顯示屏上的故障代碼，“BIAS+”表示柵極偏壓過高，“BIAS-”表示柵極偏壓過低[2]。根據經驗，顯示屏顯示“BIAS+”或“BIAS-”時，可判斷熱端電路板的工作電壓一定是正常的；同時，該顯示信息表明，槍脈沖驅動板產生的柵極脈沖電壓確實偏高或偏低，或者柵極脈沖電壓正常，但燈絲電源板上的柵極脈沖電壓在模數轉換過程中出現故障。柵極脈沖電壓的值因為能量和模式的不同而存在一定的波動范圍，一般在-75～+350 V 之間，典型值為-10～+110 V。若實測確實存在柵極脈沖電壓不準確的現象，在有條件的情況下建議直接更換槍脈沖驅動板；若考慮芯片級維修則應重點排查槍脈沖驅動板上的CR6、CR7、Q2、Q4、U1及U2等元器件。

2.2 燈絲電壓引起的故障

廠家在設備出廠前，已設置好柵極脈沖電壓、燈絲電壓及陰極高壓并保存在EPROM 里，其中的柵極脈沖電壓和陰極高壓要分別設置每一種能量和模式下的值，而燈絲電壓在所有的能量和模式下均為同一個設置值且該值可重新設置。當燈絲電壓故障時，可參考槍控制板LCD 顯示屏上的提示信息進一步判斷。若顯示“Fil I+（-）”則表明燈絲電流過大（過小）；若提示“Fil V+（-）”則表明燈絲電壓過高（過低）[2]。若出現以上提示信號，則需要重點考慮熱端母板及燈絲電源板故障，母板上的U7、U10也是易損元器件。

該故障多由槍高壓電源引起，同樣可通過槍控制板LCD 顯示屏上的提示信息進行判斷，如“HVPS+/-”等。

2.3 其他可能原因

當控制臺顯示GFIL 聯鎖時，首先應檢查電子槍系統熱端及冷端的連接光纖是否正常，若連接正常則進一步分析具體的提示信息。提示信息包含“HD5+/-”“HD15+/-”“HD-15+/-”信號時，應重點檢查熱端電源電路（隔離變壓器故障也會導致該聯鎖，但較為少見）；包含“HD PWM+/-”信號時，應重點檢查熱端燈絲電源板的J12及U1單元；包含“HD A/D GND”信號時，應重點檢查冷端光電耦合板的J13、U3及電源板。若光纖連接不正常，則應首先看J13是否正常，若不正常，則重點檢查燈絲電源板上的J13及U3；若J13正常，則進一步檢查其他光纖是否正常，若有光纖不正常則更換光纖，若所有光纖均正常則檢查冷端光電耦合板，在光電耦合板正常的情況下，則要重點考慮冷端槍冷端母板、電源板、槍控制板及自動頻率控制板和槍脈沖控制板。

3 故障實例

3.1 故障實例一

控制臺顯示GFIL 聯鎖，通過提示按下鍵盤“ENTER”鍵可消除，但再次出束反復出現該聯鎖。維修人員經過排查發現，熱端燈絲電源板故障，最后更換該板上的U2元器件后故障排除。

3.2 故障實例二

控制臺顯示GFIL 聯鎖，系統進入維修界面，輸出能量6 MV，切換至模擬參數頁面，發現“GUN V”參數為0（正常應為16 kV 左右），切換至其他能量，該參數也為0，說明無高壓輸出。維修人員經過仔細排查，確認為隔離變壓器故障，通過多次輸寫程序發現，該隔離變壓器的耐壓值僅能維持在9 kV 左右，達不到設備所需的16 kV，更換隔離變壓器后故障排除。

4 小結

在醫用直線加速器使用過程中，各種參數須全部達到標準值才能正常出束，尤其是其高壓部分結構非常復雜，可引起故障的部件也較多，故需設備維護人員耐心、細心地進行維護和保養，維修前需熟悉設備的結構和原理，注意高壓危險，嚴格遵守維修手冊的指引，根據故障現象逐一排查，不斷積累維修經驗以及熟記設備正常參數標準，做到快速準確地確定故障原因并排除故障，以保證設備的正常使用[3]。