医科达Precise直线加速器MLC常见故障及分析

万思明，张怀文，洪 潮

江西省肿瘤医院放疗中心，南昌市，330029

医科达Precise直线加速器MLC常见故障及分析

【作 者】万思明，张怀文，洪 潮

江西省肿瘤医院放疗中心，南昌市，330029

该文介绍了医科达Precise直线加速器MLC常见故障，详细分析总结了故障产生的原因，维修思路及处理方法，希望为广大直线加速器维修同行提供一定参考。

直线加速器；MLC；故障维修

0 引言

不论SBRT还是IMRT、cRT等照射技术，都需要通过MLc的运动控制照射野形状，保证靶区剂量的同时避免正常组织受到误照。直线加速器执行任何一个治疗处方都离不开MLc的运动，MLc是直线加速器日常治疗中运动最多的部件。因此MLc叶片运动故障也是加速器最常见的问题之一[1-2]。直线加速器MLc由机械运动部分和光学组件组成[3]。我们在日常维修中观察总结得出MLc故障主要可分为机械故障、光学组件、电子电路故障以及相对应的软件上校准错误引起相关故障等[4-5]。由于软件问题引发的故障相对较少见，一般解决措施也是通过重新安装或恢复系统软件来处理，因此在这里不做叙述。

1 工作原理[6]

要了解加速器MLc工作原理，首先要明白医科达加速器位置监测机制，在leafbank上面有四个参考反光点，它确定整个MLc系统的坐标系，leafbank不动，那么整个MLc坐标系都不会变化，每个MLc的内前端，靠近楔形块方向有一小片长方形的反光点，通过射野灯在它上面反光，经过镜子的反射，被摄像头收集，再经过ccU处理，发送回主机经LIB板再在MLc framegrabber处理之后在显示器显示出来。在实际工作中，主机发送处方位置信息通过导线传送到BLD electronic assembly, ccU时刻处理收集摄像头采集叶片位置信息，当MLc位置和处方给出坐标不同时，那么BLD electronic assembly中的程序控制马达驱动板，然后马达驱动板控制马达运动，直到MLc到达指定位置。

2 机械故障

机械故障产生主要是MLc日常运动造成的机械磨损造成，机械部分包含Leaf-bank，叶片、丝杆以及驱动丝杠的马达。若MLc不能运动但软件未报错（419 MLc not ready除外）我们就要考虑MLc有机械故障。在日常工作中我院加速器常见机械故障有以下几种：①马达丝杆故障。进入维修模式拉动叶片观察那些叶片不能运动。通过十字膜发现没有叶片碰撞，用专用工具将马达卸下后换上医院备用的新马达之后MLc还是不运动，而将卸下的马达装到可以正常运动的叶片该叶片能正常运动所以该马达没问题，用一字螺丝刀轻轻旋转，感觉力度比较大。将丝杆取出发现丝杠变形有一定弯曲，更换丝杆后故障消失。此处需要注意的是，在安装新的丝杆时候，一定要手动方式把丝杆拧到最里面，即MLc位置处于最外的位置，再紧上丝杆固定套，再手动方式来回走动丝杆，检查运动是否顺畅。假若不这样安装，叶片处于最里面，由于重力作用，叶片可能稍微下沉，丝杆底座中心和NUT中心不在同一个水平面，容易磨损丝杆。②碰撞故障。叶片碰撞在一起。首先用专用工具将马达卸下，然后用一字螺丝刀旋转丝杆将叶片分开，并查看叶片的到位精度，发现一切正常，重新装上马达后，MLc恢复正常工作。③钨门运动故障。常见主要有fine pot offset、ten turn pot和check pot，这类故障通过更换对应电位器再做相应的校准处理就会得到解决。还有一种是钨门皮带断裂而引起的钨门不能正常运动。我们拆开小机头外壳将断裂的皮带清理出来后，通过十字膜发现钨门仍有一定的倾斜（钨门倾斜时不能通过软件直接驱动以防损坏钨门）。首先用坐标纸放在十字膜上，将坐标纸中的一条线对齐小机头十字线后手动转动钨门使钨门在十字膜上的投影与坐标纸中的其它线重合后来使钨门恢复正常，然后再重新更换新的皮带后开机发现MLc可以正常工作。

3 光学组件灯部分的常见故障

故障主要有以下几种：①射野灯损坏。建议射野灯每三到四个月更换一次。更换后灯泡电压一般档位调到9，电压12.7 V左右。对于5.0版本软件，选择一个Minor offset野后点击clear，调节光圈使反光点看起来达到似连非连的状态；对于5.0以上版本软件，则需要通过MLc优化叶片到最佳工作状态，平均值在13～15最好。②聚酯薄膜镜损坏。镜子在辐射场中会变脆，常见表现为破裂，若在MLc屏幕中观察到有反光点扭曲，中间有一部分MLc没有反光点则镜子为损坏，更换镜子并做调节以达到最佳效果。③摄像头故障。表现为刚开机工作良好，工作一段时间后，采光变差，明显看到MLc变暗，MLc屏幕中显示叶片宽度变小，通过调节又能恢复正常，但一段时间后这个故障现象报错越来越频繁。由于ccU出现故障也会产生此现象，所以我们判断摄像头好坏时还要参考它的Party 2217 item 101的值，这个值越接近2100就表明摄像头越接近寿命的终点，性能越差，就需要更换新的摄像头。④软件报错Lost leaf Y 1/2 Too narrow、Too wide。观察MLc屏幕上有红点，通过调节摄像头的光圈并优化MLc或者检查校准后一般可解决此类问题。如果一段时间后反复又报错，但其它硬件如摄像头，射野灯等正常的话则需要通知厂家维修部门更换反光点（更换反光点需要特殊工具一般由厂家完成）。我院的反光点大概2年左右换一次。光学系统的灰尘积累也会对MLc造成影响，所以要定时清洁，清洁后要对相应的组件及时进行校正，先用mylar mirror调整光垂直，然后再调节摄像头和镜子，最后在软件上调节参考反光点和Video-line等，在放射物理师参与下做好叶片校准，以保证临床治疗中叶片处于正常准确工作状态。建议在MLc反光点寿命的中后期常检查MLc到位精度，因为MLc随着使用，反光效果变差，反光片有的部分反光效果变差，远离射野灯的叶片影响较大，可能需要对位置微调，所以需要常做校准保证位置准确性。

4 电路故障

电路故障是MLc维修中最为复杂的。涉及的东西比较多，要熟悉MLc工作供电来源，MLc运动系统中有2个电源，其中一个位于12区，叫做MLc Signal PSU，提供±15 V、+5 V和0 V输出，±15 V对摄像头、风扇和电路板上模数转换块子提供电源，+5 V多用于电路板上集成芯片等供电。MLc Signal PSU 通过25区的交接板，然后用retractile a/B（扁平电缆）传递电信号到小机头上MLc electronic assembly给上述介绍的零部件供电。另一个电源位于15区，叫做Leaf-bank PSU，提供±15 V的电压，主要用于MLc叶片马达驱动，以及驱动板上相关回路的供电。在维修过程中我们常见以下几种故障：①软件报错snapper error。这个报错与MLc Signal PSU有关。经检查发现摄像头不正常工作，风扇不转，观察MLc electronic assembly的VPoS和VNeG的相关LeD灯不亮（正常状态为绿色），我们判断MLc Signal PSU损坏，更换新的电源重启后恢复正常。②MLc一边或者两边的叶片都不能运动或者驱动单个叶片运动时整个leafbank一起运动。出现这个问题，首先考虑是否leaf-bank PSU损坏，查看leafbank PSU指示灯发现显示不正常（正常也是绿色的），进入维修模式edit machine item中输入item 2218/2219 Part4查看15 V电压发现不正常，由此判断leaf-bank psu损坏，更换新的电源重启后恢复正常。③叶片走位速度不一致，快慢不一。在排除机械问题情况下，叶片走到位置后仍出现报错红点，考虑马达驱动板有问题，通过左右互调马达驱动板后发现相应问题转移到另一边的MLc，确认马达驱动板损坏，需要更换。④MLc在转动小机头时突然红屏，再转动后MLc屏幕显示又恢复正常。由于在小机头的转动时出现报错，而retractile a/B跟随小机头转动产生拉伸和卷屈，故应首先应查看扁平电缆状况。经更换扁平电缆后发现问题解决。⑤MLc没有图像。MLc图像是由射野灯发出光源经过反光镜和反光点折射后被摄像头采集传送到LIB 板上的BNc接口接收，经过LIB板初步处理分离出单独的信号通过DIN接口传送到MLc framegrabber电路板，经进一步处理后变为我们肉眼能看到的MLc图像。发现MLc没有图像后，首先查看镜子摄像头问题，前面在光学部分以经有检查方法这里不叙述。而在确定镜子摄像头正常后，怀疑随机架一起转动的JJ（视频线）线有问题。通过万用表测量发现JJ线正常或者和周围其他线对调来排除，然后怀疑LIB板或MLc framegrabber损坏。将LIB板上的BNc线联接到外用监视器上发现MLc有图像，去掉LIB板直接将MLc视频线接到MLc framegrabber上面发现也有图像。由此推断MLc framegrabber正常，是LIB板损坏导致MLc没有图像，更换LIB板后发现问题得到解决。

5 总结

综上所述，引起MLc故障原因多种多样，对于MLc故障维修我们要通过一步一步的排查最终找到问题并解决。除了解决故障报错问题外，加速器器的日常维护保养我们也不能忽视。尽可能保证机房温湿度恒定，对多叶准直器要定期维护保养，从而使MLc 能持久准确更好的为病患服务。

[1] 刘凯. 医科达Precise直线加速器 MLc维修二例[J]. 医疗装备, 2014, 11(1): 95.

[2] 屠波. 医科达Precise直线加速器MLc的日常维护与常见故障[J].内蒙古医学杂志, 2009, 41(5): 189.

[3] 常宗强, 张东. 医科达precise 型直线加速器多叶光栅常见故障分析[J]. 医疗装备, 2009, 22(11): 70.

[4] 钱建升. 医科达Precise(105753)加速器运行情况的分析探讨[J].中国医学装备, 2015, 12(8): 60-63.

[5] 王京陵. Precise医用加速器多叶准直器反光点故障的判断分析和维修要点[J].医疗卫生装备, 2013, 34(1):134.

[6] 王可寿. 医科达直线加速器多叶准直器的故障分析[J]. 中国医疗设备, 2011, 26(10): 142.

下面是畸变校正前后效果对比如图5、图6所示。

图5 未做畸变校正前图片Fig.5 Picture before distortion correction

图6 畸变校正后图片Fig.6 Picture after distortion correction

从图5中明显可以看出图像在未做几何失真校正之前，图像边沿有明显弯曲变形，经过几何失真校正后弯曲变形明显消除，如图6所示。

从校正的结果来看，通过一阶形式的径向几何失真校正后，图像变形有了明显的改善，尤其是图像边缘处，变形基本消除。由此可见，经面阵ccD 镜头几何失真校正后，图像的几何失真基本没有了。

综上所述，本文提出一个常见的几何失真校正的方法。该方法利用直线的透视的不变性来求解镜头的几何失真参数，不需要光学系统内部的任何参数，也不要制定的坐标系统。只需要一套简单的实验设备用于求出光学系统的几何失真系数。该算法能够实现图像几何失真的快速准确校正，从而大大提高了临床图像诊断效果。

参考文献

[1] 荣长军, 赵会超, 韩卫华. 面阵ccD镜头畸变校正[J]. 光电技术应用, 2007, 22(4): 18-20, 55.

The Analysis of MLC Failure in Elekta Precise Linear Accelerator

【 Writer 】WAN Siming, ZHANG Huaiwen, HONG Chao
Department of Radiation Oncology, Jiangxi Province Cancer Hospital, Nanchang, 330029

linear accelerator, multileaf collimator, breakdown maintenance

R318.6

A

10.3969/j.issn.1671-7104.2016.04.022

1671-7104(2016)03-0232-03

2016-01-22

江西省卫生厅科技计划项目（20141125）；江西省自然科学基金（20151BBG70135）

万思明，e-mail: 254843492@qq.com

张怀文，e-mail: wuming830822@163.com

【 Abstract 】The causes of common MLC failure in Elekta Precise linear accelerator were detailed analyzed. And the methods of repairing and handling MLC faults were also presented in detail. It is hoped that some repairing experience for the maintenance engineers of linear accelerator can be provided by this paper.