VARIAN 23-EX 醫用直線加速器燈絲電壓異常故障維修一例

侯笑笑，李軍

江蘇省蘇北人民醫院腫瘤科 （江蘇揚州 225001）

目前，醫用直線加速器在腫瘤疾病的放射治療中發揮著十分重要的作用。VARIAN 23-EX 醫用直線加速器具有使用方便、自動化與智能化程度高等優點，是國內許多大中型醫院首選的放射治療設備[1-4]。我院的VARIAN 23-EX 醫用直線加速器工作性能總體穩定，但在使用中難免會出現各種故障，系統能夠自動判斷故障類型并給出聯鎖提示，從而可為工程師及時地開展維修工作提供重要參考。本文首先介紹了該設備的工作原理，然后對該設備的1例燈絲電壓異常故障的維修過程進行了總結，供同行參考。

1 VARIAN 23-EX 醫用直線加速器的工作原理

醫用直線加速器是目前生物醫學領域中用于腫瘤治療的粒子加速器裝置，其核心原理是通過電磁裝置中的電場對帶電粒子的作用，將各類帶電粒子加速到較高的能級，從而得到不同能量的X 線及電子線。VARIAN 23-EX 醫用直線加速器的基本原理是通過三相電壓進行電壓的提升，并經過濾波、調諧等操作形成110 kV 的直流高壓，直流高壓對脈沖網絡快速充電，通過對脈沖穩壓器的調整，產生幅度及頻率可靠的微波，微波通過耦合處理，形成驅動粒子加速的電場；同時，該設備還配備發射電子的電子槍，電子槍發射出的電子束流通過在加速管道中進行加速形成高能電子束，如果射束路徑上存在X 線靶，則最后形成各種能量的X 線（我院的VARIAN 23-EX 醫用直線加速器主要產生15、6 MV 的X 線及4～20 MeV 的電子線）。

2 故障現象

設備在治療過程中出現GFIL 聯鎖，停止出束后聯鎖消失，設備正常出束約10 min 后，再次提示GFIL 聯鎖，患者的治療過程被迫中止。

3 故障分析與維修

出現GFIL 聯鎖的原因主要集中于電子槍供電問題或電子槍的老化損壞問題等。首先檢查機架中電子槍的位置，發現冷端電路板上DS1、DS2及DS3指示燈亮，高壓指示燈熄滅。DS1、DS2及DS3指示燈亮說明冷端電路板上的3個保險絲未發生熔斷，根據以往的維修經驗，懷疑電子槍電路板發生故障，關閉冷端電路板上的3個開關（S1、S2、S3），徹底放電之后，更換備用的熱端驅動電路板（Hot Deck 板），再次打開冷端電路板上的3個開關，發現故障仍然反復出現，可排除熱端驅動電路板故障的可能，進一步測量各個電路板的電壓、電流參數，并與以往正常的不同能量下的槍電壓及槍電流的各類參數進行對比，發現冷端電路板P1接頭的6C 與7C 兩腳之間電壓為0，判斷可能為繼電器短路故障，選擇更換消弧繼電器，更換后發現電路板電壓及指示燈恢復正常，但是GFIL 聯鎖依舊斷斷續續出現，因此推斷仍存在其他問題，不排除其他元件損壞的可能，需要更加深入地進行分析。

通過主控制器上的S3維修開關進行外殼放電后，測量燈絲的電壓值，發現輸出電壓偏高（正常值為+5 V，實測值為+6.5 V），因此確定故障的原因是電壓超標引起了電子線的輸出，同時發現供電電源的線路板中所有的電子元件正常，設備在開啟后正常工作了一段時間，因此確定故障原因為電子槍燈絲電壓不穩定導致的電壓超標。

分析電子槍電路板的線路連接圖（該圖紙過于復雜與龐大，此處不作展示）可知，電路的電源采用的是自激振蕩的開關方式，輸出的+5 V 電源主要是通過電阻R16向VR2L T431提供參考電壓，VR2中的PIN3輸出穩定的+2.5 V 電壓，并經過R24進行反饋，最終輸出電壓由R26進行調整輸出。通過以上分析可知，電壓漂移是由于設備長期工作后，相關元件的線性性能下降導致。更換VR2L T431穩壓器后，重新調整電位器R26，使其輸出穩定+5 V 電壓，然后固定電位器，重新安裝電路板，設備運作正常，故障排除。

4 結論與建議

醫用直線加速器使用頻率高，長時間工作后，故障率隨之升高。隨著醫用直線加速器智能化水平的逐漸提升，在設備出現故障時，系統會自動進行故障類型的判斷，而設備維護人員需要熟練掌握各種聯鎖的具體含義，根據故障類型及故障設備近期的運行情況，綜合設備的工作原理進行故障分析，以有效提升設備維修效率[5]。

本文對醫用直線加速器的一例GFIL 聯鎖故障的維修過程進行了總結。設備出現GFIL 聯鎖的原因主要集中于電子槍供電問題或電子槍的老化損壞問題，且故障部位一般位于冷端或熱端電路板上，因此，在條件允許的情況下，本著由易到難的維修原則，可直接更換備用的冷端或熱端電路板，更換后如果聯鎖消失，可確認為冷端或熱端電路板故障；如果聯鎖依舊，則需要進一步的深入排查，可通過延長板測量各類能量下的電路板電流及電壓參數，并與正常值進行比較，結合設備的電路圖，最終確定故障原因。經過排查，我們確定此次GFIL聯鎖的故障原因為燈絲供電電路板長期在高溫密閉環境下工作，導致線路板的關鍵電子元件的線性性能降低，進而導致了輸出電壓漂移。需要注意的是，在維修過程中要按照維修規范流程，進行靜電泄放等操作，保證維修人員與設備的安全。

醫用直線加速器的穩定運行對患者的治療安全至關重要，因此維修人員應熟悉常見聯鎖的故障原因及處理方法，并且不斷總結維修經驗，以期快速且準確地確認故障原因，節約維修時間，提高維修效率，保證患者及時接受治療。此外，設備的日常維護保養同樣重要。使用人員應在每次治療前對設備進行10 min 左右的預熱，并全面檢查激光燈的狀態，保證激光燈不會因為機械振動產生位置漂移或角度旋轉，同時進行常規及MLC 檢測，檢查設備的內外循環水溫、空氣壓縮機的壓強等關鍵性指標及準直器、機架旋轉角度等機械性能指標，防碰撞性能、控制臺的有效控制按鈕等常規檢查，設備需要在完成預熱且模擬劑量正常后才可開展治療工作；同時，嚴格進行周檢、月檢及年檢，對設備的硬件與軟件、劑量與位置進行周期性檢驗，每次維修與保養結束后都要進行常規出束檢測，以保證設備正常運行。