瓦里安23EX 直線加速器維修案例分析

莫怡杏，唐健豪

（佛山市第一人民醫院，廣東 佛山 528000）

通訊作者：唐健豪。

醫用電子直線加速器是腫瘤患者放射治療中最重要的設備之一，在各大醫院中已得到了廣泛應用。直線加速器在醫學領域的使用已經有了深厚的歷史背景。從早期的基礎X 射線設備到如今的先進高能量直線加速器，這些技術的進步為患者帶來了更精確和更高效的治療選擇。與傳統放療手段相比，直線加速器在治療精度和減少正常組織損傷方面都有顯著優勢。然而，正如許多高端技術設備，直線加速器也可能遭遇技術故障或需要定期維護。為了確保患者接受連續和有效的治療，保持設備的穩定運行是至關重要的。適時的維護和修理不僅能確保設備的高效運行，還能延長其使用壽命，進而為醫療機構節省成本。更重要的是，快速的維修響應可以減少因設備故障導致的治療延誤，確保患者的治療不受中斷。

1 設備概述

醫用電子直線加速器由電子加速模塊、輻射調節模塊、劑量檢測模塊、運動系統模塊、管理與控制模塊、溫度與充氣調控模塊。

1.1 電子加速模塊

電子直線加速器的核心是電子加速模塊，其功能是生成并加速電子。這個模塊由多個部件組成，包括加速管、微波系統、功率源和調制器。電子槍在加熱后釋放出電子，這些電子在電場的推動下進入加速結構。根據設計，加速結構可以是行波或駐波形式，其中駐波設計在相同的長度下能夠提供更大的能量。微波功率源為加速結構供電，而調制器為微波源提供脈沖電力。

1.2 輻射調節模塊

輻射調節模塊的目的是調整從加速模塊產生的輻射，以滿足放療的特定需求，例如，輻射的均勻性和輻射區域的大小。這個模塊包括靶材料、均勻化部件、散射片、定向器和光闌。靶材料用于產生X 射線，而均勻化部件確保輻射區域內的X 射線分布均勻。

1.3 劑量跟蹤模塊

劑量跟蹤模塊的職責是在治療過程中實時監控和記錄輻射劑量。這個模塊由電離室、放大器和劑量監測儀組成。電離室產生代表輻射強度的信號，這些信號在經過放大器放大后，由劑量監測儀進行記錄。

1.4 運動調控模塊

為了確保輻射始終精確地照射到患者的目標區域，現代醫用電子直線加速器的設計遵循等中心原則。這意味著機器的所有移動部件，如機架、輻射頭和治療床，都圍繞一個稱為等中心的點進行旋轉。

1.5 管理與控制模塊

管理與控制模塊負責加速器的整體運行和管理。它由各種電源、保護機制、自動控制和程序控制組成，確保加速器的運行既安全又高效。

1.6 溫度與充氣調控模塊

為了確保加速器的穩定運行，溫度調控模塊負責冷卻并帶走各部件在工作中產生的熱量。而充氣調控模塊則在微波系統被抽真空后充入絕緣氣體，如氮氣，以防止電場擊穿。

2 維修案例

2.1 案例1：HWFA 聯鎖故障

故障描述：在一次日常操作中，當啟動直線加速器并嘗試執行BEAM ON 操作時，發現設備并未產生預期的束流。更令人擔憂的是，設備界面上出現了一個明顯的HWFA 聯鎖警告。

故障分析：面對這種情況，首先考慮最常見的可能性。由于加速器已經運行了相當長的時間，懷疑操作鍵盤上的鑰匙開關可能出現了磨損或損壞。這種開關的內部結構是由硬質塑料制成的，長時間的使用和摩擦可能導致其不完全閉合，從而影響束流的產生。但當打開鍵盤并檢查這個開關時，發現它的內部結構是完好的，相關的接觸點也都是正常的。

為了進一步診斷問題，我們決定進入設備的維修模式。在這個模式下，我們觀察到一個名為DK BMOFF 的信號異常地呈現高電平狀態，這與正常情況下應為的低電平狀態相反。通過進一步的電壓測試，我們發現當按下BEAM OFF 按鈕時，這個異常的高電平電壓會消失。這意味著從操作鍵盤到timer interface 的信號輸入是正常的，但timer interface 的輸出信號始終為高電平，這暗示該電路板可能存在故障。

解決方案：基于上述分析，我們決定更換疑似故障的timer interface 電路板。在替換新的電路板并重新啟動設備后，加速器恢復了正常運行，HWFA 聯鎖警告也消失了。

2.2 案例2：AIR 聯鎖故障

故障描述：在設備的正常運行過程中，突然出現了GAS 聯鎖警告。這個聯鎖功能的設計初衷是為了確保機器內部的SF6 氣體壓力維持在一個安全范圍內。當氣壓低于28Psi 時，系統會自動觸發這一聯鎖，作為一個預警機制，以防止設備因氣體壓力過低而導致的潛在故障。

故障分析：在接到GAS 聯鎖警告后，我們首先對SF6 氣壓表進行了檢查。這個氣壓表位于設備的STAND左側，是監測SF6 氣體壓力的關鍵儀器。檢查結果顯示，氣壓確實低于28Psi。為了解決這個問題，我們嘗試調整氣壓，使其處于30 ～32Psi。但盡管氣壓已經調整到了正常范圍，GAS 聯鎖警告仍然頻繁出現。這使我們開始考慮其他可能的原因。可能是聯鎖的-12V 電壓通路出現了問題，或者是觸發聯鎖的壓力設置存在誤差。但在深入檢查這兩個部分后，這些猜測都被排除了。經過一系列的檢查和測試，我們發現了真正的問題所在：波導系統存在漏氣的現象。由于其結構和工作原理，微小的氣體泄漏可能不會立即影響其性能，但隨著時間的推移，氣體的累積損失會導致壓力下降，從而觸發GAS 聯鎖警告。這種慢速的漏氣現象是不易被發現的，因為它可能需要一段時間才能對設備產生明顯的影響。

解決方案：為了徹底解決這個問題，我們決定更換整個波導系統。這是一個復雜的過程，需要確保新的波導系統與設備完美匹配，并且在安裝過程中不會對其他部分造成損害。經過更換和一系列的測試后，設備重新啟動。此次維修后，GAS 聯鎖警告不再出現，設備恢復了正常的工作狀態。

2.3 案例3：FLOW/PUMP 聯鎖故障

故障描述：在直線加速器的日常運行中，突然出現了FLOW/PUMP 的聯鎖報警，導致整個加速器系統停機。為了查找原因，我們轉向了與加速器相關的冷水機系統。冷水機的顯示屏上出現了H1 的報警代碼，溫度顯示為42℃，明顯偏高，表現為過溫狀態。

故障分析：首先，我們注意到H1 的報警代碼，這是一個高壓報警，意味著壓縮機的排氣口壓力超出了正常范圍。結合直線加速器的FLOW/PUMP 聯鎖報警，初步懷疑是冷水機組的循環泵可能出現了故障或流量不足，導致制冷劑無法正常循環，從而引發壓縮機的壓力異常增高。進一步檢查循環泵和相關流量傳感器，確實發現流量存在異常。此外，為了確保直線加速器的穩定運行，應定期對其關聯的冷水機進行檢查和維護，確保制冷劑可以正常循環。特別是在高溫和高負荷的情況下，更應加強設備的日常巡檢。

解決方案：我們對冷水機的循環泵進行了檢查和維護，并清潔了相關的流量傳感器。經過這一處理，流量恢復正常，直線加速器的FLOW/PUMP 聯鎖報警得到了解除，直線加速器恢復正常運行。

3 結語

在醫療領域，設備的正常運行是確保患者安全和提供高質量醫療服務的關鍵。瓦里安直線加速器23EX 作為一種先進的醫療設備，其性能和穩定性對于放射治療的成功至關重要。因此，對這種設備的維修不僅是恢復其功能，更是確保患者接受到最佳治療。在臨床使用中，維修工程師應經常進行預防性的檢修工作，同時仔細觀察故障特點，準確實施維修工作，減少故障排除時間，保障放射治療的正常進行。

隨著醫院腫瘤患者數量的不斷增多，對直線加速器的治療需求也在不斷增加。直線加速器的日常維護及維修要求也在不斷提高，若不能及時維修，會嚴重影響患者的正常治療，可能導致治療延誤，進而增加患者的健康風險。維修不僅可以延長設備的使用壽命，而且可以避免由于設備故障導致的患者治療中斷，從而確保醫療服務的連續性。此外，定期維護和維修也能夠提前發現潛在的問題，避免更大的故障和更高的維修成本。