瓦里安直线加速器CARR&FOIL故障案例分析及处理

刘凌湘（通信作者），张庆钊，黄贤海

广州市番禺区中心医院肿瘤科 （广东广州 511400）

目前，瓦里安直线加速器在使用过程中一旦出现故障，主控制台工作界面上会出现提示，操作人员（或维修人员）根据提示可以清楚知道哪部分系统出现故障，进而进行分析和处理。我院瓦里安Clinac iX直线加速器已使用近7年，在长期的使用过程中，遇到各种各样故障联锁，近年来，CARR和FOIL故障联锁出现的频率明显增加，在大部分情况下，联锁同时出现[1-2]，但也有单独出现CARR联锁的情况[3-4]。不同情况的处理方式也不同，本研究从故障联锁产生的原因出发，详细分析两个联锁同时出现的情况及处理方法，以供同行参考。

1 故障原因

从加速管输出端出来的射束（X线和电子线）不能直接用于患者的放射治疗，必须经过治疗头和各种附件的修整形成剂量分布均匀、射野大小合适的射束后，才能作用于患者[5]。在这一过程中，X线经过金属靶后，射束比较窄，对称性和平坦度都未达到临床治疗要求，需要用均整器或散射箔将射束均匀展开[5]。对于瓦里安直线加速器，这一步骤是通过均整盘（CARROUSEL）来完成的。

瓦里安直线加速器的CARROUSEL部件可以分成位置定位和驱动两个部分，共安装有10个不同规格的均整器，分别对应端口（PORT）1～10[4]。为了完成精准的位置定位，CARROUSEL上的定位部件共包括1个定位销（CARR PIN）、5个微动开关（position switch）和电位器（motor potentiometer）R1。定位销PIN的作用是控制CARROUSEL的运动，保证均整器在设置的位置（具有精确定位的功能），其由空气驱动，有IN和OUT两个动作；5个微动开关安装在CARROUSEL的边缘，接CARROUSEL边缘处的3个位置（CAM、DIVOT和NORMAL），其中处于CAM和DIVOT两个位置时输出为低电平，处于NORMAL位置时输出为高电平，通过这5个微动开关闭合和断开两种状态形成的高低2种电平和CARROUSEL的3个不同位置，对这10个PORT的位置进行精确编码，将编码信号反馈回主控制计算机，与软件设置的编码进行比较验证；电位器R1是位置电位器，用于CARROUSEL位置校准时的基准位置参考。CARROUSEL运动主要由主机柜内BMAG电路板控制，当选定某一能量挡时，其会在驱动电动机的带动下旋转至相应的位置，系统自动选择对应的均整器。一旦CARROUSEL反馈给系统的位置与软件设置的编码不相符，就会出现CARR和（或）FOIL联锁，BMAG板上的LED亦会显示对应的错误代码。但是两个联锁又有所区别[1]，CARR代表CARROUSEL的位置与所选射线模式不匹配，控制台计算机和CARROUSEL控制器之间通信失败；FOIL代表CARROUSEL未到达指定位置或者定位销位置不正确。

2 故障案例分析及处理

2.1 故障一

2.1.1 故障现象

在设定机器治疗参数后，主控制台工作界面出现CARR和FOIL联锁，查看BMAG板，发现LED显示的错误代码为93（表明CARROUSEL未运动），切换另一能量模式时观察到CARROUSEL无动作。

2.1.2 故障分析及处理

S9作为CARROUSEL的运动使能信号，是位置监测的微动开关[3]。当系统需要变换能量模式时，首先会读取S9信号的电平状态，获取PIN的位置信息，判断PIN是在IN还是在OUT的位置；当监测到S9为高电平时，表示PIN在IN的位置，CARROUSEL无法移动；当监测到S9为低电平时，表示PIN在OUT位置，CARROUSEL可以移动；查阅瓦里安文档，可知S9信号传输路径为GGP-J18 →GGPJ2→ABP-J42，最终到达BMAG-J2。

首先应该检查PIN信号是否正常。（1）先检查PIN的空气驱动机构；通过观察，在转换能量模式时，连接PIN的杠杆在气缸的驱动下运动正常，微动开关S9开合也很好，信号正常，排除了PIN的位置不到位和S9本身的问题。（2）当PIN在OUT的位置时，S9闭合，该信号通道上应该为0电位；测量GGP的输入端J18-26和输出端J2-1，均为0电位，正常；再用延长板测量BMAG 板的J2-7c，信号为低电平，正常。（3）当PIN在IN的位置时，测量步骤同（2），该信号为+5 V高电平，正常，表明信号能正常传输。

按照瓦里安图纸，当正常的S9运动使能信号到达BMAG板后，会有电动机驱动使能信号（CARR MOT EN）和电位器位置读数信息（CARR MOT CON）输出到XA4（PWM）。PWM板接受到使能信号后，会触发电动机驱动信号，依次通过ABP-J40→GGP-J3/J18→CRA-J83到达电动机。用延长板监测使能信号输出端BMAG-P1-27a，发现转换能量模式时，该端口电压一直为高电平，在正常情况下，当PIN在OUT的位置时，该电平会变成低电平输入PWM板。由此可见，故障出在BAMG板内部，更换BMAG板，校准之后，CARROUSEL正常运动，CARR和FOIL联锁消失，故障排除。

2.2 故障二

2.2.1 故障现象

在设定机器治疗参数后，主控制台工作界面出现CARR和FOIL联锁，BMAG板LED显示的错误代码为70，这是典型的CARROUSEL位置微动开关（S16）故障。

2.2.2 故障分析及处理

通常产生此故障的原因有两种：一是该开关位置有变动；二是该开关因为内部机械问题卡死，导致无法正常开合。（1）先检查开关的机械动作，发现该开关开合都很顺畅，与其他几个比较阻力相同，从而可以排除开关本身的机械故障，确定故障为开关的位置发生了偏移。（2）选取能量6 e电子线，对应均整器PORT 2，正常情况下S16开关触点应该与CARROUSEL的边缘水平接触（正常情况应有一张A4白纸的间隙）；由于该位置非常敏感，操作过程中最好根据电压来调整，因为该位置开关的输出电压应该为高电平，所以调整开关位置直到输出电压稳定在高电平即可。校准后，CARR和FOIL联锁消失，机器正常工作，故障排除。

3 小结

本研究主要介绍了由BMAG电路板问题和CARROUSEL的限位开关触点位置不准引发的CARR和FOIL故障联锁，在实际操作过程中，引发故障的原因还有很多，如CARROUSEL电源不稳[1-2]，BCD编码不匹配[1-2]，连接线缆[6]有问题等。维修人员应根据故障现象找出具体原因，一般应先查看BMAG板上LED显示的错误代码，根据该错误代码判断故障的大致方向，然后，依据瓦里安图纸，借助维修检测工具，按信号传输路径逐一排查与甄别，切忌盲目更换电路板，造成不必要的浪费。