瓦里安UNIQUE 醫(yī)用電子直線加速器故障維修二例

張泉，張友峰，王冰

牡丹江市腫瘤醫(yī)院工程物理科 （黑龍江牡丹江 157009）

瓦里安UNIQUE 加速器是一款6 MV 低能單光子醫(yī)用電子直線加速器，可快速實(shí)現(xiàn)適形放射治療、調(diào)強(qiáng)放射治療及旋轉(zhuǎn)調(diào)強(qiáng)放射治療，且治療效果較好。該款加速器是利用磁控管產(chǎn)生的微波對(duì)電子槍產(chǎn)生的電子束流在加速管中加速打靶產(chǎn)生X 線來(lái)治療患者，其中，加速管是駐波型且豎向垂直安裝，因此省去了聚焦線圈、偏轉(zhuǎn)磁鐵等束流部件，相對(duì)而言結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，故障率也較低。該型機(jī)在我院已使用6年多，性能較穩(wěn)定，但設(shè)備故障不可避免，本文介紹了設(shè)備的兩例特殊故障及維修方法，以供同行參考。

1 故障一

1.1 故障現(xiàn)象

加速器報(bào)MGNT 聯(lián)鎖，設(shè)備不能出束。

1.2 故障分析

該聯(lián)鎖是由于磁控管電磁鐵電源電壓或電流超過(guò)或低于允許值導(dǎo)致的，分析聯(lián)鎖電路的原理可知，聯(lián)鎖信號(hào)是分兩路（電壓與電流）采樣加到后級(jí)聯(lián)鎖電路的。其中，電壓采樣MGNTV 加到U5構(gòu)成的低通比例運(yùn)算放大器，待濾除干擾后加到R20、R10、R7構(gòu)成的磁控管電磁鐵電源電壓采樣分壓電路，得到分壓電壓TP2；TP6（為基準(zhǔn)電壓，由10 V REF 供電，R15調(diào)整）與TP2加到比較器U3進(jìn)行比較（U3為四比較器）；當(dāng)磁控管電磁鐵供電電壓正常時(shí)，TP6與TP2的電壓相同，比較器U3的1端、2端輸出正電壓，起開關(guān)作用，且前、后級(jí)隔離的光電耦合器U4導(dǎo)通，設(shè)備無(wú)聯(lián)鎖；當(dāng)磁控管電磁鐵的電源電壓高于或低于原設(shè)定電壓值的7%時(shí)，使采樣分壓電壓TP2同樣高于或低于原設(shè)定電壓值的7%，比較器U3的1端、2端輸出負(fù)電壓，使前、后級(jí)隔離的光電耦合器U4不導(dǎo)通，發(fā)光二極管DS1熄滅，向后級(jí)輸出一ILMGNT 聯(lián)鎖信號(hào)，使加速器聯(lián)鎖，設(shè)備不能出束。與電壓采樣相同，磁控管電磁鐵電源的電流采樣信號(hào)MGNTI亦是加到U5構(gòu)成的低通比例運(yùn)算放大器，待濾除干擾后加到R18、R19、R28構(gòu)成的采樣分壓電路，只是分壓比不同；TP5與TP7（為基準(zhǔn)參考電壓，亦由10 V REF 供電，R22調(diào)整）加到比較器U3進(jìn)行比較；當(dāng)磁控管電磁鐵供電電流及負(fù)載正常時(shí)，TP5與TP7的電壓相同，比較器U3的13端、14端輸出正電壓，起開關(guān)作用，且前、后級(jí)隔離的光電耦合器U4導(dǎo)通，設(shè)備無(wú)聯(lián)鎖；當(dāng)磁控管電磁鐵的電源電流高于或低于原設(shè)定電流值的2%時(shí)，使采樣分壓電壓TP5同樣高于或低于原設(shè)定電壓值的2%，比較器U3的13端、14端輸出負(fù)電壓，使前、后級(jí)隔離的光電耦合器U4不導(dǎo)通，發(fā)光二極管DS1熄滅，向后級(jí)輸出一ILMGNT 聯(lián)鎖信號(hào)，使加速器聯(lián)鎖，設(shè)備不能出束。

1.3 故障維修

通過(guò)對(duì)上述電路原理進(jìn)行分析，我們基本能夠明確檢修流程。首先，檢查機(jī)架左側(cè)門內(nèi)磁控管電磁鐵的電源電壓、電流指示，發(fā)現(xiàn)電壓為25.4 V，電流為20.9 A，該電壓、電流指示在加速器調(diào)試后均做過(guò)記錄，電壓指示與原始記錄相比稍大，但未超過(guò)7%，是工程師維修過(guò)程中進(jìn)行過(guò)調(diào)整，電流指示與原始記錄相比相差不大；觀察電路板EMAG I/L的DS1發(fā)光二極管為熄滅狀態(tài)，說(shuō)明聯(lián)鎖信號(hào)已加到后級(jí)造成加速器聯(lián)鎖，用萬(wàn)用表測(cè)量電路的直流供電電壓正常，測(cè)量基準(zhǔn)參考供電電壓+10 V REF亦正常，測(cè)量TP7與TP5間的電壓為90 mV，正常，測(cè)量TP2與TP6間的電壓偏大，使比較器U3翻轉(zhuǎn)，造成聯(lián)鎖；經(jīng)與維修公司工程師聯(lián)系溝通，在磁控管電磁鐵電源電壓、電流指示與原始記錄偏差不大，以及工程師允許的情況下，調(diào)整R15，用萬(wàn)用表直流電壓擋測(cè)量TP6與TP2間的電壓，使其小于100 mV（在調(diào)整R15時(shí)發(fā)現(xiàn)其有松動(dòng)，對(duì)松動(dòng)亦進(jìn)行了相應(yīng)的處理），并調(diào)整R22，使TP5與TP7間的電壓亦小于100 mV，觀察磁控管工作正常，設(shè)備出束亦正常，無(wú)聯(lián)鎖出現(xiàn)，記錄磁控管電磁鐵電源電壓與電流的指示數(shù)值，以及TP6與TP2、TP5與TP7間的電壓值，為日后維修提供參考。

1.4 故障小結(jié)

通過(guò)對(duì)上述檢修過(guò)程進(jìn)行總結(jié)，故障的原因?yàn)椋海?）工程師小范圍調(diào)整了磁控管電磁鐵的電源電壓，但未調(diào)整R15 進(jìn)行校準(zhǔn)；（2）R15 有松動(dòng)，使TP6 的基準(zhǔn)電壓發(fā)生變化。兩個(gè)原因疊加，造成設(shè)備聯(lián)鎖，對(duì)該故障維修之后，設(shè)備工作1 年多至今未再出現(xiàn)類似故障。

2 故障二

2.1 故障現(xiàn)象

在加速器治療患者出束過(guò)程中，經(jīng)常出現(xiàn)一道劑量?jī)xMU1、二道劑量?jī)xMU2無(wú)劑量輸出，但計(jì)時(shí)器計(jì)時(shí)正常，未報(bào)任何聯(lián)鎖的故障。

2.2 故障分析

經(jīng)分析，造成該故障的原因?yàn)椋海?）有劑量輸出，但劑量?jī)x故障，造成無(wú)劑量計(jì)數(shù)，由于兩道劑量?jī)x從電離室、計(jì)數(shù)到顯示均是獨(dú)立的，所以認(rèn)為同時(shí)發(fā)生故障的可能性不大；（2）微波、高壓等系統(tǒng)故障造成無(wú)劑量輸出。

2.3 故障維修

退出治療模式，輸入維修模式密碼，進(jìn)入維修模式，在維修模式下出束（1、按D 進(jìn)入DISPLAY；2、按A 進(jìn)入Analog；3、按M 進(jìn)入Machine）；進(jìn)入ANALOG METERS 觀察模擬參數(shù)表的變化，發(fā)現(xiàn)出束時(shí)，表中直流供電電壓正常，但TARGET I（加速管靶電流）為0，正常為13.5 A左右，PFN VOLT為10.6 V，正常為21 V左右，說(shuō)明主閘流管未工作，未產(chǎn)生高壓，造成無(wú)劑量輸出；打開機(jī)架右側(cè)門內(nèi)上機(jī)殼，用萬(wàn)用表交流擋測(cè)量主閘流管燈絲電壓的測(cè)量端為～6.3 V，用萬(wàn)用表直流擋測(cè)量偏壓端與機(jī)殼間的電壓為22 V，基本正常，但仍懷疑主閘流管問(wèn)題；因手頭有一新閘流管，所以進(jìn)行了更換處理，發(fā)現(xiàn)設(shè)備工作一段時(shí)間后仍經(jīng)常出現(xiàn)上述故障，對(duì)閘流管的相關(guān)部分進(jìn)行了徹底檢查后，發(fā)現(xiàn)閘流管管腳與管座的接插部分有銹蝕，造成接觸不良，使主閘流管停振，進(jìn)而導(dǎo)致故障出現(xiàn)；因手頭暫無(wú)新管座，所以只能對(duì)舊管座及閘流管管腳進(jìn)行徹底清理、清洗處理，并重新安裝，應(yīng)急使用時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備可正常工作，并于新管座到貨后進(jìn)行了更換，故障徹底排除。

2.4 故障小結(jié)

在此次故障出現(xiàn)后，我們分析了原因，在排除元器件原因后，發(fā)現(xiàn)故障發(fā)生在雨季，由于空氣濕度大而造成故障發(fā)生，所以在機(jī)房配置了除濕機(jī)進(jìn)行除濕，設(shè)備工作3年至今未再次出現(xiàn)此類故障。