医用电子直线加速器故障维修二例

刘礼全

麻城市人民医院 维修中心，湖北 麻城 438300

引言

我院COMPACT型医用电子直线加速器是瑞典医科达公司生产的，它是一种为放射治疗提供符合临床治疗要求的电子线辐射束的医用治疗装置[1]。该机器能提供宽范围的电子线能量，是一款双模式的数字化并具有双光子的肿瘤治疗设备，对病人体内的肿瘤进行直接照射，从而达到消除或减小肿瘤的目的来进行治疗，能充分满足放射治疗外照射的临床需求。

医用电子直线加速器已被广泛应用于各大医院临床，它主要由加速系统、微波产生与传输系统、束流系统、电子注入系统、真空系统、冷却恒温系统、电源及控制系统、照射头以及治疗床等组成[2]。其详细结构如图1所示。

图1 电子直线加速器系统结构图

1 故障一

1.1 故障现象

直线加速器在出束30 cgy左右的剂量时，每天上午频繁的报DOSE TIMER故障，而中午和下午工作比较正常，晚上偶尔也报错，但频率低很多。

1.2 故障分析

该机器附带软件诊断功能，通常情况下软件检测到如果在0.1 min内出束30 cgy剂量时，就显示正常，否则就报DOSE TIMER故障[3]。由此可推知导致该故障原因可能是：① AFC爬坡太慢；② AFC预置位置太远；③ 闸流管无触发；④ Charge power分机不能正常充电或充电延时太长。如图2电路图所示，30 cgy剂量在0.1 min内完成，对COMPACT是一个比较苛刻的要求值，因此AFC爬坡慢以及预置位置远这两个原因可以排除[4]。

1.3 故障排除

通过长时间观察，待加速器稳定后剂量正常，但AFC在冷热状态最佳谐振点时差别比较大，同样会导致预置位置很难兼顾冷热两种状态[5]。所以在一天当中的不同时间段，报错频率不一样。通过调节预置位置，报错频率的确降低很多。但观察PFN表头，发现有时PFN电压没有，通过检测IGBT谐振波[6]（波形未引出至控制室，可借用磁控管波形观测电缆，在调制器柜内将90F换至充电分机后面的XS07），同样有时没有，或有时延迟几秒出现，这样必然导致机器DOSE TIMER报错[7]。

图2 充电电路图

充电分机输入信号主要有PRF同步信号、FM信号、以及380 V电源，待机器故障时测量充电分机进线处，380 V电压正常，排除充电分机之前高压接触器[8]。观察故障时接触器吸合正常，因此怀疑从控制室过来的同步信号和FM信号有问题；观察控制柜面板PRF波形正常，从而怀疑从控制室到调制器的电缆有问题[9]，于是找来摇表测试电缆，还是没发现问题，最终将充电控制板输出的驱动信号引出观察，发现加高压时驱动信号时有时无。逐一排查输入信号，观察同步信号正常、FM信号正常，但软启动过来的两个信号没观察到，仔细梳理PRF信号链，发现在面板观察的PRF信号并不能完全反应到闸流管的PRF信号，用三通观察到闸流管触发波形，同时对比面板上波形，发现大剂量出束后，到闸流管波形有明显延迟[10]。检查PRF控制板，排查发现问题在前端，判断E1周围可能有虚焊，于是点焊E1周围，反复大剂量出束后，无一次高压延迟加不上，无一次DOSE TIMER报错，加速器恢复正常工作[11]。

2 故障二

2.1 故障现象

机器出束后，当选择不同能量时现象不一样，选择较低能量时机器出束正常，选择较高能量时机器出现Bending OT报警，并且能量越高，报警频率越高。

2.2 故障分析

机器报故障代码Bending OT，说明机器内线圈温度过高，故障原因主要有：① 检测电路故障；② 偏转线圈温度过高[12]。在机头电缆未完全移除的情况下，要将机头吊起大约3～4 cm的高度，因为当加速器所选择的能量低时线圈电流较小，发热量小，而当选择的能量高时偏转线圈电流大，发热量大[13]。可以选择一个18 MeV的能量，再用手触摸偏转线圈，可以判断具体是哪一个线圈温度过高。主要原因是在发热量大的情况下机器散热不够，而线圈是由铜管内循环水进行冷却，长期使用后，线圈内铜管内壁黏附层增厚，引起循环水流量减少，散热不足，最后导致加速器报Bending OT故障[14]。设备的冷却系统结构，见图3。

图3 冷却系统结构图

2.3 故障排除

将加速器的机头吊起，在线圈的水路分支器处拆开线圈水管接头，清理水管分支器和接头的污物，放掉管内原来的脏水。再用容器加入一定量“克垢”或者草酸除垢液，再加入适量清水稀释并连接外泵[15]。采用外泵循环对线圈内部进行除垢，循环15～20 min，然后放掉管内的脏水，加入清水，再用清水循环10 min，感觉水管的水流量明显增大，达到除垢的目的。再将脏水放掉，加入适量的清水，然后将线圈的水路分支器处的水管接头接好，确保无水管渗漏情况发生[16]。安装机头、完成补水，开机自检后，机器选择18 MeV能量，故障排除，加速器恢复正常工作。

3 讨论

通过对我院已经使用5年的医用电子直线加速器的两例故障检修可以看出，平时应该多加关注加速器在日常工作中的运行情况：包括机器本身的故障和周围环境状况，如房间的温度和空气的干湿度，以及冷却系统的管道循环状况。如果自来水水质不好，硬度大、房间温度过高以及湿度过大，这些都很容易造成机器故障报警，严重的则会烧毁机器的电子元器件而停止工作，由此给病人治疗带来不便。这就要求工程师应定期对加速器进行维护和保养，定期检查房间的空调是否正常，过滤网是否及时清洗，去湿机工作是否正常，房间地面是否整洁干净，铜管内循环水是否定期更换软化水或者对管内壁进行清洗。只有做到了这些才能保证医用电子直线加速器工作的稳定性，才能延长机器的使用寿命，保证了加速器的工作质量[17]也增加了医院的经济效益和社会效益。

4 小结

工程师要熟悉设备的原理，精密的医疗设备磨合期过后，经过长期的使用，会逐渐进入故障频发期，而频发期的故障最容易出现在设备的电子元器件性能不稳定以及各种水路管路是否畅通，特别是散热系统，应而熟悉设备的原理是维修的基础。除此之外我们还要定期对机器进行维护保养、除垢、除尘、对环境进行温湿度的监测，把故障消灭在萌芽状态当中。而当故障出现时也不能惊慌，要冷静地思考分析，根据故障代码查找相关的技术资料，从而来判断故障的范围和位置，逐一地排查，缩小范围，真正的找到问题所在，解决问题[18]。这样在保证设备正常运转的同时，也能丰富工程师的维修经验，同时也延长了设备的使用寿命，保证了工作质量，从而更好地为病人服务。