蔡桂全 卢联中 广州医科大学附属肿瘤医院 (广东 广州 510095)
瓦里安23-EX医用直线加速器灯丝电压供应异常出现GFIL连锁故障分析维修
蔡桂全 卢联中 广州医科大学附属肿瘤医院 (广东 广州 510095)
瓦里安23-EX直线加速器具备复杂、完善的控制与保护系统,需要连接多个对象,线路比较复杂,加之,每日需治疗的病例较多,在日常工作中随时可能出现一系列故障。因此,做好医用加速器维修与检查工作对设备操作稳定性、安全性产生重要影响。本文从瓦里安医用直线加速器工作原理入手,重点分析23-EX直线加速器使用的过程中设备突然报出GFIL连锁报警故障,并提出相对应的解决思路和方法,以期为类似故障诊断问题提供一定参考。
加速器 GFIL连锁故障 枪电源板 维修
随着医学技术的快速发展,医用直线加速器因其独特的优势广泛用于临床治疗中,成为当前放射治疗中的重要设备之一。23-EX医用直线加速器具有自动化程度高、操作方便、稳定性和安全性高等优点,成为大中型医院较为理想的化疗治疗仪器。本院使用23-EX医用直线加速器已有一段时间,其总体性能稳定,但使用中会出现一些故障,瓦里安23-EX医用直线加速器运行过程中,如果设备各分部系统发生故障,计算机会自动给出相应的连锁提示,便于操作或检修人员快速诊断故障,及时进行相对应的维修操作。下文就本院使用该机器中遇到的GFIL连锁故障及维修方法进行介绍,以期为广大读者提供一定指导。
医用加速器是生物医学上用于治疗肿瘤的粒子加速器装置,这种加速器是以人工方法依托不同的电场,将各类带电粒子加速至较高能量的电磁装置,因此,被称作加速器。现阶段,国际上放射治疗中常使用电子直线加速器。临床常使用美国瓦里安公司生产的23-EX、Trilogy型号的加速器,23-EX型加速器不仅能展开常规的化疗操作,也可借助高精度、稳定性强的剂量率为肿瘤患者提供更有效的治疗。本院放疗中心全部运用美国瓦里安医用直线加速器,该产品的工作机理为:三相电压通过升压、滤波等操作成为110kV直流高压,并对调制器内的脉冲网络(PFN)进行充电,通过高压电缆输入值速调光中的脉冲变压器,从而产生具有一定幅值、频率的微波能力[1]。经微波系统耦合处理后,创建较强的电场强度。在此基础上,另一个高压直流变压器产生5~10lV的直流高压供电子枪发出电子,在加速管中的超强电场强度被加速为高能电子束或经过撞击,产生超高能X线[2]。
加速器作为临床肿瘤放射治疗最有效的设备,它能够产出能量不同的X射线和电子束杀伤癌细胞。美国生产的瓦里安加速器不仅具有良好的性能,操作简便,但因每日接受治疗的患者较多,机器运行时间较长,机器运用过程中会遇到一些故障问题。23-EX直线加速器如果发生故障或操作不恰当,计算机会自动给予相应的故障提示并控制机器不能出束[3]。本次研究中,患者进入机房后,操作医师操作设备对病人进行放射治疗大约10min后,由于设备无法进行电子束输出治疗被迫中止,设备监视器上提示GFIL连锁故障信息。
图1. 设备线路图
机器进入维修模式,在维修状态下根据提示逐一排查,最终确定本次故障是由于电子枪灯丝电压不稳定所致。操作人员随即按下主机控制器上的S3维修开关,使用接地绝缘棒泄放电源外罩余压,确保安全后,拆开外罩用万用表测量灯丝板输出电压,输出口电压为-15V,表明其输出电压正常。+5V电压偏高为6.5V,+15V电压正常进一步确定,由于5V电压超标导致连锁故障中止电子线输出[3]。同时,拆下可疑板件离线分析,该电源板电子元件并没有明显的烧坏迹象,这也符合设备在刚开机放疗时,还可以坚持工作10分钟的缘故[4]。在此基础上,进行下一步的通电检查,将电源板的输入端接上220V交流电压后,发现5V输出电压为7V依旧偏高,比装在机器上还升高0.5V。此时,只能分析电路的控制方式,其线路图见图1。
该电源板采用自激起振的开关方式,+5电源通过电阻R16向VR2L T431第二脚提供基准电压,VR2第三脚输出一个稳定的2.5V,经过R24向Q3基极提供反馈电压Q3,并通过VR2和R26控制,调节R26即可使整体的输出电压,特别是影响到5V电压的高低。由此可以推断,可能是其中某个元器件线性性能不良导致的电压漂移,更换VR2-T431稳压器和可调电位器R26后,调整通电调整输出电压5V电源端为5.05V,+15V标准和-15V标准后,固定电位器用704胶水封住,防止电位器出现灰尘与松动的情况[5]。将电源板安装回设备,打开S3维修开关,经过使用设备再没有报GFIL连锁故障,故障排除。
医用直线加速器临床主要用于肿瘤放射治疗中,这种设备结构比较复杂、使用要求、频率均比较高,极易出现各种故障,加之,这种医用设备涉猎医学、机械学、计算机等多个学科的知识,这对使用和维修者的要求较高。在实践过程中,操作和维修人员要依据具体故障进行分析和观察,联系该设备的运行情况及近期出现的故障线索,实施统筹检修分析,防止走过弯路,切实提升大型医疗设备的维修效率。本次研究中,笔者在深入分析瓦里安医用直线加速器的工作原理基础上,根据GFIL连锁故障逐一排查,确定故障为:加速器灯丝电源板长期安装在密闭的屏蔽盒里面发热严重,电路板元件性能也会随之下降。维修过程中,注意将维修开关S3关闭及余电泄放,确保安全后再开展维修处理。在此基础上,笔者认为,23-EX直线加速器每日开始治疗前,先打开电脑显示电源,随之调制柜门并接通高压,开启控制柜电源完成12min的预热,并对激光灯、设备状态、安全等方面展开检查,具体内容如下:(1)激光灯:因机械振动容易使这些激光灯出现飘移、旋转的情况,操作人员进行治疗操作前,要检查左墙、右墙、机架尾部等部位的激光灯,以期降低其故障发生率;(2)设备状态:先基于模拟治疗状态下实施常规和MLC检查,随之检查外(20~25˚C)、内外循环水温(<40˚C)、空气压缩机(48~52Pa)等指标情况,并做好相关记录工作;(3)机械检查:主要检查准直器、机架旋转角度,这两项指标的旋转较低均小于0.5˚,并价差标尺灯、光野尺寸等方面内容;(4)安全检查:为保障使用医用直线加速器治疗过程中患者、机器及操作人员的安全,晨检操作时,要检查机器防碰撞性能、控制台各功能按钮、知识、监视、对讲、广播设备等功能情况。上述检查完成以后,机器预热好以后,开展剂量模拟出速操作,检查结束后,操作者方可开展一天的治疗工作。
[1] 张炳昌, 宋强. 瓦里安医用直线加速器MLC部分工作原理与维修[J]. 中国医疗设备, 2015,16(3):157-158.
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1006-6586(2017)08-0109-03
R197.39
A
蔡桂全,生物医学工程助理工程师;卢联中,工程师。