医科达Precise直线加速器光学系统的基本原理、故障处理及维护

于志远，李燊

赤峰学院附属医院放疗科 （内蒙古赤峰 024000）

随着精确放疗的广泛开展，临床对直线加速器的要求越来越高，多叶准直器（MLC）作为适形的主要工具，在放疗过程中发挥非常重要的作用。MLC叶片运动故障是直线加速器最常见的故障[1-3]，其多由机械故障、光学系统故障和电路故障引起。现主要针对MLC光学系统故障作简单分析。

1 光学系统的基本原理

1.1 光学系统的构成与功能

Precise直线加速器配置MLCi型治疗头，该治疗头包含控制系统、机械系统、电子系统和光学系统4个部分[4]。控制系统由加速器治疗控制系统、远程终端和限束装置电子组件组成；机械系统主要包括40对叶片、2对钨门和电动楔形板等；电子系统主要用来进行直线加速器控制系统数据的传输；光学系统由射野灯、反光镜、分光镜、聚酯薄膜反射镜、叶片反光点、摄像头反光镜和摄像头等组成，其可将射野灯的光投射到患者表面，模拟束流的照射位置，还可将射野灯的光投射到叶片的反光点及4个参考反光点上，反射的光传到摄像头系统，以此来确定叶片的位置。

1.2 光学系统的原理

射野灯的光经过射野反光镜将光反射到分光镜，其中25%的光束经分光镜透射出去，75%的光束经分光镜反射到聚酯薄膜反射镜，通过聚酯薄膜反射镜将光束反射到叶片反光点上，光束经过垂直照射反光点后再一次反射至聚酯薄膜反射镜，经聚酯薄膜反射镜反射及分光镜的透射，最多有18.75%的光束透射并通过摄像头反光镜反射至摄像头，摄像头将捕捉到的图像传至CCU，CCU再将射频信号传到直线加速器，并通过RTU组件从直线加速器柜接收视频同步信号[5]。见图1。

当计算机加载处方后，控制系统向MLC电动机驱动板传达指令，电机驱动丝杆旋转，带动叶片运动，当对应叶片在显示器上的红色指示消失，电动机停止旋转，此时叶片达到相应位置。

2 常见故障及处理

图1 光学系统光路

MLC故障为直线加速器常见故障，其中部分故障由光学系统引起。图1中光路的每一部分都可能造成MLC不能正常工作。医科达Precise直线加速器光野灯设计为常亮状态，极易老化，使用一段时间后光亮度变弱，inhibits栏报类 似 Lost Leaf X2-Not Found、2nd Refl Search-Not Found 联锁，此时首先提高光野灯电压，最高可调至12挡，若调高电压联锁仍不消失，再适度调节光圈，通常经此调节MLC可以恢复正常工作。若联锁仍存在，则更换光野灯，并根据MLC反光点的亮度适度调低光野灯电压和光圈至合适值，故障即可消除。

光学系统中射野反光镜、分光镜和聚酯薄膜反射镜灰尘堆积过多，也可以造成光亮变暗，影响摄像头采集叶片的信息，显示MLC故障，清洗镜片可以有效解决上述问题。首先按顺序拆除铅挡块和电动楔形板，将铅挡块放置在方凳上，然后缓慢拆卸光学组件（图2），将其置于铅挡块上。射野反光镜和分光镜是玻璃镜片，可将其拆下，在流动水下用纱布蘸洗涤灵轻轻擦拭，待清洗干净后放置晾干，防止水滴落在电离室上致其损坏，而后再安装到光学组件上。聚酯薄膜反射镜长期处于辐射场中，质脆，不建议清洗，直至其彻底损坏再更换新的反射镜即可。摄像头在工作一段时间后，通常其采光会变差，屏幕上MLC显示会变小、变暗，且故障较频繁，此时可观察item 2217 part 101值，用该值除以410，接近3.5则代表摄像头性能变差，亟需更换。

3 维护

3.1 更换反光点

MLC长期处于辐射场中，叶片反光点年久老化，屏幕上MLC显示出现变圆、缺角的现象。若上述处理方法仍不能有效解决故障，可考虑更换反光点，且40对叶片反光点和参考反光点要同时更换，防止反光点明暗不一而导致新的错误。

图2 Precise直线加速器光学组件

3.1.1 准备工具

安全条、更换反光点专用支架、反光点、手术刀片、吊带、滑轮、无水乙醇、棉签、9 V焊有导线的电池。

3.1.2 起吊小机头

首先，准备好滑轮并检查其上下、左右运动是否正常，开机，将机架旋转至0°，开30×40照射野，转床到侧面，机架转到180°，旋转小机头到90°，将专用支架放置在滑轮横向运动轨迹下方靠近小机头位置，并保证固定支架转动的螺母在锁死状态，用安全条固定住机架；关掉ICCA降加速器状态，拆加速器罩壳和防碰环，按顺序拆掉铅挡块、动态楔形板和光学系统组件，安装4个吊环以起吊小机头；准备好后拆小机头的8颗固定螺钉，注意其中2颗需要拆掉扁平电缆和接口板，将拆掉的扁平电缆用较软的物品固定在机臂上；将专用吊带穿过吊环挂在滑轮上面，缓慢起吊同时观察小机头高度，使其超过定位销，并保证机头平衡；继续提到一定高度，缓慢平移到支架的位置并下放到一定高度，用8颗螺钉将小机头固定在支架上，之后找盖板放在电离室上面，防止异物掉落损坏电离室；松掉支架转动的固定螺母，转到反光点向上的位置并对其进行固定；标记电动机与电动机驱动板的对应关系，然后断开两者之间的连接。

3.1.3 更换

用9 V带有导线的电池连通电动机，驱动单个叶片向中心运动，待叶片至容易操作的位置，用手术刀片刮掉上面旧的反光点，为防止新的贴不稳，必须将旧反光点刮干净，同时保证碎屑不要掉进小机头；准备好后粘贴新的反光点，并确保反光点没有起泡或剥落，表面平整，无凹痕；用刀片将反光点修剪到正确大小，然后用9 V电池将换好反光点的叶片拉回；40对叶片逐一进行更换，该过程操作空间小，注意力需高度集中，因此建议中途休息2～3次，以防疲劳导致操作不稳，使得更换的叶片质量不理想；取掉参考反光点位置的长方形挡块，更换参考反光点；待4个反光点都换完后，检查每个反光点是否都符合标准，安装长方形挡块，并用湿棉签清理反光点表面；将小机头旋转起吊，缓慢移至定位销里，然后装其他螺钉，并保证每颗螺钉拧紧，接好扁平电缆和接口板；按顺序将摄像头、楔形板和挡块装好，开ICCA升状态；检查叶片完整性，运动是否正常，反光点的明暗、数目，一切正常后开始校准。

3.2 光学校准

（1）进行光野垂直度的校准，将机架和小机头都置于0°，床面SSD=100 cm，开40×40照射野，在床面上放置一钢板尺，将带圆孔的一头伸出床面并固定，在圆孔于地面投影处铺上坐标纸并用胶带固定，用记号笔标记好圆孔投影的位置；将小机头旋转180°，再观察圆孔投影的位置，并记录与初始位置偏移的距离，以向X2方向偏移1 mm为例，通过调节聚酯薄膜反射镜螺母将投影向X1方向调0.5 mm，然后重新对准坐标纸标记好的位置，将小机头转回0°，观察圆孔投影与180°标记位置的偏移情况；如此往复，调到无论如何旋转小机头，圆孔投影的位置都不变为止。（2）进行十字线的校准，将机架和小机头都置于0°，坐标纸上画出十字并置于床面上，使其SSD=100 cm，开40×40照射野，移动坐标纸使两者十字重合，固定坐标纸，然后旋转小机头180°，观察十字线的变化情况，以向Y1方向偏移2 mm为例，将十字膜向Y2方向移动1 mm，然后重新对准十字线，将小机头旋转回0°，观察两者的偏差。反复上述调整，直到小机头无论如何旋转，十字线的中心与坐标纸的中心在同一位置。（3）进入service模式，在MLC下Calibrate Video Lines和 Calibrate Reference Reflectors调 video line和4个参考反光点红线在虚影的中间。（4）将机架和小机头置于0°，床面铺坐标纸并使SSD=100 cm，在MLC下Display Shape Codes打开 Minor offset shape，对准十字线，观察MLC投影是否在±7.5 mm处，若有偏差，逐一调回正确位置；调好后，打开Leaves only（30×30），观察左右两侧投影对称情况，Save MLC Calibration。

4 小结

由光学系统故障引起的MLC故障非常常见，处理得当，可以有效避免或减少日后此类故障的发生。在日常使用中留意MLC反光点的亮度，及时调节光野灯电压可以有效延长灯泡的使用寿命。以我院8 h/d工作量统计，光野灯每6个月更换1次，射野反光镜和分光镜每6个月进行1次彻底清洗，MLC反光点每3年更换1次即可保证光学组件正常运行，并能有效减少因光线变弱导致的MLC机械故障。此外，对于风沙较大的地区，通风系统导致沙尘进入室内也应引起注意，应及时除尘并定期对MLC进行保养，保证设备的正常运行。