西门子PRIMUS-E直线加速器多页光栅无联锁报警故障处理

陈伟，何海

内江市第二人民医院 放疗科，四川 内江 641000

引言

西门子公司虽然已经退出直线加速器市场，但西门子直线加速器仍有许多单位在使用。我院西门子PRIMUS-E型直线加速器，于2008年1月投入使用，已运行10年左右。经过我院及西门子维修工程师的共同努力，定期维护保养，设备运行期间内，除更换过磁控管、闸流管等易损件外，并无其他大型配件的更换，现该加速器运行状况良好，剂量输出稳定性、平坦度、对称性、重复性，光野重合度、机架及机头到位精度等[1]较好，能够满足国家相关法律法规的要求。

我院西门子PRIMUS-E型直线加速器，主要配置为：6 MV、10 MV X线，5、7、8、10 Mev电子线，内置29对MLC；能够进行普通放射治疗、三维适形放射治疗（3D-CRT）、静态调强（Step and Shoot，IMRT），现每天治疗病人约60人左右，其中一半以上为调强放疗病人。

本文就该加速器在2017年运行过程中出现的数次多页光栅无联锁报警故障现象的处理过程加以分析和总结，以供同行参考。

1 故障现象

自2017年4月起，我院加速器运行过程中已发生数次多页光栅无联锁报警故障（图1），图1为最近一次发生故障时所拍摄的照片，图1中发生故障的为X2第15号页片。当发生此故障时，该页片停止运动，无法完成打开或闭合，并且无与多页光栅相关的联锁报警出现[2-4]。通过加速器控制台与多页光栅控制机柜复位均无法消除此故障，利用加速器手控盒上的OPEN和CLOSE键单独控制该页片亦无法完成[5-8]。

2 故障处理

因无故障代码，厂家及医院的维修工程师无法从代码上分析故障原因，利用维修工程师的多页光栅测试软件，进行测试时也没有发现与故障叶片相关的问题。通过深入分析，发现当故障发生时，主要表现在页片无法运动且无联锁报警代码，而加速器仍能正常出束，且故障页片之外的其他页片可正常工作。因此，该故障应主要集中在多页光栅的控制部分上，而与加速器的其他部分无关[9-10]。由于除故障页片外其他页片的运行仍正常，那么说明多页光栅的整套控制系统应工作正常[11-13]。我们对故障页片所对应的控制组件及相关线路进行了排查，最终决定对故障页片的控制组件进行更换，以此观察故障是否能排除。

图1 多页光栅发生无联锁故障

西门子PRIMUS-E型直线加速器内置多页光栅的运动控制组件，主要包含电机、编码器、阻值为1 kΩ的电位器、传动及相应的固定装置组成，其机械结构，见图2所示。图2中的运动控制组件已拆除1个编码器、1个电位器，完整的控制组件应包含2个电机、2个编码器及2个电位器，可控制2根页片的运动。在进行控制组件的更换时，依据图3所示的控制组件在机头上的排布图，可找到故障页片所对应的那一组控制组件在机头上的实际位置。

图2 西门直线加速器内置多页光栅运动控制单元

在第1次出现该故障时，即X1的第17号页片停止工作，为了节约时间及判断故障之所在，我们对该页片所对应的运动控制组件即R17和R24整套（电机、电位器、编码器、传动及固定装置已经由厂家组装好）进行更换，组件更换完成后光栅恢复正常工作。而在之后的几次故障处理中，我们只对故障页片所对的控制电机进行了更换，更换之后光栅工作良好。

我们对拆下控制组件的电位器进行阻值及灵敏度进行测试均表现良好，对电机进行24 V加压测试时其运转状态亦表现良好，而编码器一般则不容易坏。当我们对拆下的电机进行进一步的拆解时，发现电机内部的电刷磨损严重，导致其接触不良，从而发生运行时间一久便停止工作的现象，而加压测试时没有显现出故障，应与运行环境和运行时间有关。

图3 西门子直线加速器内置多页光栅机头运动控制单元排布图

3 小结

自2017年4月以来，在已出现的数次多页光栅无联锁报警故障中，我们已更换X1的R17、R18、R24以及X2的L15几组控制组件，在控制组件的更换上也积累了相应的经验，现将更换过程中的一些注意事项例举出来以供参考：

（1）将多页光栅的X开到10（X1为-5，X2为+5）此时电位器的阻值刚好为500 Ω，Y铅门为0即完全闭合，可防止东西掉入机头内部。

（2）将机架转到180°，按图3在机头上找到故障页片所对应的控制组件位置，此时应注意机械维修时的页片顺序与工作模式下的页片顺序是反向的，所以在确定故障页片序号时一定要按维修顺序重新确定，才能在机头上准确的找到其对应控制组件，节约时间。

（3）在回装控制组件之前，如果有更换电位器，须用万用表测量电位器的阻值并拨动前端的转轴，使其刚好为500 Ω，如果电位器的阻值偏差过大，很难再通过其他手段校准回去。

（4）如果只更换控制组件上的电机或电位器，那么就需要取下它们相应的固定装置以及转轴上的传动齿轮，在操作的时候需要特别注意力度的控制以及工具的选择，因控制组件上螺钉的硬度均较低，十分容易出现滑丝，从而导致无法进行拆装。

（5）控制组件回装时还应注意对页片的松紧度进行调整，过紧则页片及齿轮间磨损加大，过松则页片精度达不到要求。

（6）因电机运行速率已储存在多光栅控制机柜中可不必校准，但需对整个该组页片重新进行四点位（-10、0、10、20）的位置校准[14-16]，当该组所有页片的位置精度达到误差要求时方可投入使用。

4 讨论

我科所发生的数次多页光栅无联锁故障现象，究其主要原因还是在于设备运行年限过久，多页光栅控制组件上元器件老化所致。经过数个月的观察，控制组件更换后的页片运行状况良好，更换相应的控制组件是处理此故障的有效方法。光栅控制组件可拆分为电机、电位器、编码器、传动及固定装置，但光栅控制组件在机头上的实际结构复杂程度远比图3所示的排布图要复杂得多，大多数时候需要将机头上的所有附属配件拆除后才能进行控制组件的更换。在较顺利的情况下更换一整套已经组装好的控制组件需2～3名工程师合作，整个过程耗时约2 h，如果只是更换控制电机或电位器那么耗时将更久。

西门子PRIMUS-E型直线加速器内置29对多页光栅的控制组件有数十套之多，虽不至于全部更换，但在配件的使用寿命达到之后，发生故障的组件会越来越多。直接更换一整套已组装好的控制组件虽可节省一定的人力及时间成本，也能避免拆坏组件上其他配件，但需要花费数万元之巨。那么对于经费不是很充足，且没有对多页光栅进行投保的科室而言，最经济的办法就是单独购买控制组件上的电机及电位器，对发生故障页片控制组件进行部份更换，当然这对维修人员的要求也就更高。