BJ-6B/400型医用驻波电子直线加速器均整系统故障排除

逯合江 张国启 李志强

医用直线加速器是一种为放射治疗提供符合临床治疗要求的X线或电子束辐射的医用装置[1]。现在，恶性肿瘤已经跃居为疾病中的头号杀手，随着放疗设备的推陈出新，治疗手段的不断精确，放射治疗已经成为肿瘤治疗必不可少的手段。加速器作为放射治疗的主要设备，发挥着越来越重要的作用，保证加速器的正常运行，也就成为一项不容忽视的工作[2]。我院放疗科所用BJ-6B/400型医用驻波电子直线加速器由北京医疗器械研究所生产，其显著特点是最大吸收剂量率≥400 cGY/min[3]。现将工作中遇到的均整系统故障的排除方法进行总结，供同行参考。

1 均整系统原理[4-5]

在实际应用中，均整过滤器有单均整过滤器和复合均整过滤器之分。单均整过滤器就是一块用一种高原子序数材料制成的锥形圆盘，厚度较薄，所占空间体积小，一般用于低能机；复合均整过滤器由高原子序数材料和低原子序数材料两种组合而成，以低原子序数材料为主，常和复合靶配合使用，用于中、高能机。均整过滤器设置在辐射头内初级准直器和电离室之间，用于X辐射强度分布的均整。从初级准直器出来的X射线强度自然分布像个山丘，不能直接用于治疗，为使X射线分布符合临床需要的均匀度，就必须切掉山丘的丘顶。X射线均整器就是用铅合金或钨合金做成的小山丘，经过均整器后X射线强度基本相等。BJ-6B/400型直线加速器能量为6 mV,只提供一挡X线束，但是却设置了两个X线均整器。该机设置有大小X辐射野联锁，当辐射野任一边长＞20 cm，为大野；当辐射野边长均≤20 cm，为小野。治疗时，根据辐射野大小设置，通过联锁，均整过滤器组件自动转换均整器，与大小X野进行对应；同时，操作台显示界面提示：均整换位。该机均整过滤器组件采用偏心转盘式均整过滤组件，其机械结构如图1所示，工作原理如下：该组件由四大部分构成，分别是偏心转盘、马氏机构、电机驱动机构、工位位置传感装置。偏心转盘上分布有五个工位，每个工位上都可以安装X线均整器，每个工位的中心都能与束流中心重合。马氏机构由一个导杆机构、一个推杆机构和一个锁定机构组成。电机通过减速谐波器，驱动蜗杆使蜗轮旋转。马氏机构与蜗轮偏心连接，蜗轮旋转带动马氏机构工作。蜗轮每转两圈，马氏机构工作两个循环，推杆就推动偏心转盘逆时针旋转一个工位。为了使每一个工位可靠地锁定在束流中心对应的位置上，马氏机构中设计了一个带圆柱头的锁定机构，当推杆推动偏心转盘旋转半个工位时，锁定杆的圆柱头正好卡在偏心转盘边沿的半圆槽中，同时，锁定开关被压下，这样，控制电路得到偏心转盘处于锁定状态信息。在导杆机构返回阶段，推杆机构缩回，推杆头退出半圆槽，此时，偏心转盘由锁定机构定位。当推杆要推动偏心转盘开始旋转时，蜗轮上的拨销先使锁定杆的圆柱头离开半圆槽，锁定开关被松开，控制电路得到偏心转盘处于可推动状态信息。工位位置传感装置用来识别工位，在偏心转盘边缘上安装有高度不同的位置识别定位柱（即碰撞柱Ⅰ、Ⅱ高、Ⅲ、Ⅳ高、Ⅴ)，通过碰撞柱分别与微动开关Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ的作用，将每个工位的位置信号反馈到控制电路。比如，当碰撞柱Ⅰ压下微动开关Ⅰ，同时锁定开关被压下，反馈给控制电路的信息是工位1到位；在这种状态下，如果控制系统得到新的指令，要将工位3旋转到束流中心，则电机旋转，马氏机构需工作四个循环，直到碰撞柱Ⅲ压下微动开关Ⅲ，同时锁定开关被压下，电机才停止工作。

图1 均整过滤器组件

2 故障现象一

均整换位时，机器经常报均整无位故障，但有时也正常。

分析与排除：查看该机电路工作原理图集，均整器位置开关组有6个微动开关，分别是S0、S1、S2、S3、S4、S5，其中S5是锁定开关，S0～S4分别是工位1～工位5的位置开关。打开辐射头有机塑料外罩壳和相关屏蔽防护铅块，暴露出均整过滤器组件进行观察，可以看到大野所用均整器安装在偏心转盘的工位5上，小野所用均整器在工位2上。显然，根据均整系统原理，工位5是否到位由S5和S4确定；工位2是否到位由S5和S1确定。重点检查微动开关S5、S4和S1，用万用表测量它们的通断好坏，发现S4和S1闭合时很容易出现接触不良现象，将其更换，故障排除。

3 故障现象二

均整换位过程中，无规律性频繁出现均整时间长或均整无位，甚至在出束治疗中出现机器自动保护中断出束，提示均整换位。

分析与排除：上述现象的直接原因可能有两个，一是均整器位置开关组有接触不良现象；二是从均整器组件至机架后座转接板的均整电缆随机架经常旋转，其芯线有扭断而致接触不良现象。首先检查均整过滤器组件部分，发现偏心转盘边沿卡着一支断裂的尼龙扎带，这是捆绑固定电缆用的。将其拿开，根据痕迹，找到其原来所处位置，用一支新扎带将电缆捆绑固定好。试机，故障消失。看来是扎带在作祟，估计其在均整换位中能触碰到均整器位置开关或锁定开关，导致杂乱无章的均整问题出现。

4 故障现象三

均整换位时间过长，最后操作台显示界面提示存在故障，均整无位。

分析与排除：拆开辐射头相关部分，露出均整过滤器组件，仔细检查发现马氏机构中锁定杆上的圆柱头脱落，导致偏心转盘不能被定位。找到脱落的圆柱头和固定螺丝，将其重新安装固定好。试机，故障依旧。细心观察，发现偏心转盘在电机驱动下旋转不停。即使均整器旋转到位，电机也不会停止工作。断电，手动旋转偏心转盘，依次使每一个工位到位，同时用万用表检测相应的微动开关闭合好坏，最终确定是锁定开关S5损坏。将其更换，并依照原来位置固定好。试机，故障解除。

5 总结

直线加速器很复杂，均整系统可能会出现各种故障，有时现象会相同，但产生的原因会不同。只要大胆细心，仔细排查，有条不紊，依据机器工作原理图和均整系统原理，可以做到事半功倍。由以上举例可知，均整系统的机械部分和均整器位置开关组易出现问题，是故障排查的重点。

[1]张亮.BJ-6B型医用驻波电子直线加速器故障两例[J].中国医疗设备,2010(2):98.

[2]吴炳.Varian 1800加速器均整转盘电路故障的维修[J].中国医疗设备,2008(1):116-117.

[3]王栋,赵庆军.直线加速器剂量校准方法[J].中国医学装备,2009,6(7):23.

[4]顾本广.医用加速器[M].北京:科学出版社,2003.

[5]杨绍洲,陈龙华,张树军.医用电子直线加速器[M].北京:人民军医出版社,2004.