瓦里安直線加速器常見故障分析和處理

花威，李軍，陳婷婷

蘇北人民醫(yī)院放療中心 （江蘇揚(yáng)州 225001）

瓦里安直線加速器是目前國內(nèi)醫(yī)用直線加速器使用最廣泛的品牌之一，分為各種高中端型號，但基本結(jié)構(gòu)相似。隨著放射治療技術(shù)的發(fā)展，許多醫(yī)療機(jī)構(gòu)的加速器已使用近十年，多數(shù)設(shè)備的故障率越來越高。醫(yī)用直線加速器常見故障分為機(jī)械故障[1-2]、電路故障[3-4]、劑量通路故障[5-6]、冷卻循環(huán)系統(tǒng)故障[6]等。另外，多葉光柵（multi-leave collimators，MLC）因調(diào)強(qiáng)放射治療計劃的大量開展，使用率不斷升高，易產(chǎn)生磨損，故障率在所有加速器故障中占比較高[7]，其故可單列為一類。本研究通過對瓦里安直線加速器常見故障進(jìn)行分析，為加速器維修提供經(jīng)驗(yàn)。

1 故障一

1.1 故障現(xiàn)象

治療期間，操作機(jī)器時出現(xiàn)“HWFA”（硬件聯(lián)鎖），進(jìn)入工程師模式查看聯(lián)鎖指示為治療床頭腳（Couch Long）方向的SPRO（次級電位器）與PRO（初級電位器）相差較大。

1.2 故障分析與排除

重啟加速器發(fā)現(xiàn)機(jī)器不能自檢，聯(lián)鎖提示為電源參考電壓偏低，于是檢查控制柜中XB5 Motor interface（電機(jī)接口）電路板，測量CPRO±端、GANTC、GANTPSNR 的參考電壓，結(jié)果均為±10 V左右，斷掉PSA±的輸出端，測量PSA PRO±端，即XB5板上的Q3、Q6的2、E 腳，均為±10 V，可以推斷Motor interface 板正常，聯(lián)鎖問題可能出在PSA 板上；而當(dāng)我們把Stand（豎立）主板上的J39斷開，XB5的J33、J34電壓均為±10 V，因此進(jìn)一步推斷故障可能出在PSA 板的Couch（床）上；Couch Long 方向上的電源及信號線J8到床上Long 方向的電位器信號走向?yàn)镴8—J17—J19—R7，R8，測量Q3、Q6的2、E 腳電壓均為8 V，且不穩(wěn)定，懷疑電位器故障；拆掉并測量電位器R7、R8后發(fā)現(xiàn)R7已損壞，更換同一型號的電位器，并校準(zhǔn)治療床，故障排除。

2 故障二

2.1 故障現(xiàn)象

機(jī)器運(yùn)行過程中出現(xiàn)“HWFA”“COLL”（配件位置不對聯(lián)鎖），射野Y 顯示數(shù)字為“555.5”。

2.2 故障分析與排除

HWFA 聯(lián)鎖表示PRO 參考電壓不正確或超過限值，“COLL”聯(lián)鎖表示當(dāng)前射野大小和人工設(shè)置射野大小不匹配，射野Y 讀數(shù)異常，故對其控制和位置信號進(jìn)行檢查，在圖紙COLLIMATOR DISTRIBUTION（準(zhǔn)直器分布）上查到相關(guān)測試點(diǎn)TP3、TP4，其中TP3為COLL PRO-的測試點(diǎn)，TP4為COLL PRO+的測試點(diǎn)，用萬用表測量，TP3為-10 V，TP4無電壓，初步判斷故障為COLL PRO+這路參考電壓異常所導(dǎo)致的；檢查COLL PRO+的信號走向發(fā)現(xiàn)，在COLLIMATOR PATCH PANEL（準(zhǔn)直器接線板）上，J14-32→W14a →AUX ELETRONICS（輔助電子設(shè)備）主板的P34接口→J32-49→W11→CONSOLE（控制柜）主板的P22接口→J22-49，至此仍測不到電壓，反向?qū)ふ褻ONSOLE 主板的CPRO+電壓供給發(fā)現(xiàn)是由Motor interface 的電路板XB5給出的，圖紙顯示其中XB5的J31給的是CPRO+10 V，XB5的J32給的是CPRO-10 V，單獨(dú)測量XB5-31電壓為+10 V，證明電壓輸入沒有問題；沿上述信號傳輸方向測量發(fā)現(xiàn)，信號至CONSOLE 主板的J22-49時已無電壓，因此可判斷故障點(diǎn)就在此處，查閱圖紙發(fā)現(xiàn)J22-49和XB5-31間無元器件，因此推斷可能是兩者連線發(fā)生了斷路，用導(dǎo)線將J22-49和XB5-31跳接后，恢復(fù)各電路板位置，重啟機(jī)器，自檢后“HWFA”“COLL”聯(lián)鎖消失，射野Y 數(shù)值恢復(fù)正常，測量各測量點(diǎn)均為+10 V，至此，對光野進(jìn)行校準(zhǔn)后故障排除。

3 故障三

3.1 故障現(xiàn)象

調(diào)強(qiáng)放射治療投照過程中頻繁出現(xiàn)A25 Stalled or not at planned position（A25失速或不在計劃位置），報MLC 聯(lián)鎖，手動嘗試有時可以清除聯(lián)鎖。

3.2 故障分析與排除

MLC 常見的故障為電機(jī)故障、T NUT（梯形螺母）故障、軟電位器故障、電源故障和紅外發(fā)射器故障，按照經(jīng)驗(yàn)判斷，電機(jī)故障和T NUT 故障會提示Leaf A25 is sticking（葉片A25粘滯），于是先檢查電機(jī)，手動模式驅(qū)動或用手轉(zhuǎn)動沒有不順暢的異常現(xiàn)象，因T NUT 為塑料件，所以長期運(yùn)行中易出現(xiàn)磨損，導(dǎo)致與絲桿連接有松動，出現(xiàn)到位不精確故障，拆下A25的T NUT 檢查發(fā)現(xiàn)無松動現(xiàn)象，MLC 自檢仍正常通過，接收放射治療計劃時MLC可按照計劃要求走出形狀并無聯(lián)鎖，可排除電源故障和紅外發(fā)射器故障；在觀察放射治療計劃執(zhí)行中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)未使用A25葉片時，此故障不出現(xiàn)，當(dāng)使用A25葉片時，有失速或不到位情況，多次關(guān)合葉片可清除，因此推斷A25行進(jìn)過程中反饋的位置信息可能是錯誤的，MLC 軟電位器是由對應(yīng)各個葉片的一組壓變電阻組成的，每個葉片的位置信息是由覆蓋在葉片上的軟電位器反饋的，每個葉片尾端有一個彈性小球，小球與壓變電阻接觸，當(dāng)葉片前后運(yùn)動時，小球會改變與壓變電阻接觸的位置從而產(chǎn)生不同的阻值，在壓變電阻條的中間位置時電阻最大，向兩端呈線性縮小，用萬用表檢測A25對應(yīng)的壓變電阻隨小球運(yùn)動阻值改變情況，發(fā)現(xiàn)存在突變狀態(tài)，故判斷軟電位器損壞，更換新的軟電位器后故障清除。此故障中，仔細(xì)觀察還可發(fā)現(xiàn)A25的導(dǎo)軌劃痕較深，且有污漬。MLC 組件使用過程中對環(huán)境要求較高，要求無塵化，灰塵較多會縮短其使用壽命，因此經(jīng)常清理葉片和軟電位器是必須的。

4 故障四

4.1 故障現(xiàn)象

機(jī)器運(yùn)行過程中，一出束就出現(xiàn)“HVCB（高壓斷路器）”聯(lián)鎖。

4.2 故障分析與排除

經(jīng)測量，380 V 輸入和穩(wěn)壓均正常，排除380 V三相電故障；控制HVCB 聯(lián)鎖的是調(diào)制柜內(nèi)的CB1開關(guān)，經(jīng)觀察發(fā)現(xiàn)出束期間CB1頻繁跳開，但合上后仍能短時間出束，CB1開關(guān)跳開的原因有控制CB1線路上的各種元器件損壞、調(diào)制柜門未關(guān)、過溫，經(jīng)多次觀察發(fā)現(xiàn)輔助配電集成電路板上的K6繼電器在CB1開關(guān)跳開前會頻繁發(fā)出吸合的聲音，此信號的走向?yàn)?4 V →K6→K7→CB1，判斷繼電器K6接觸不良，更換同型號元器件后，開機(jī)檢測，故障排除。