UNIQUE 医用直线加速器故障分析与维修

彭 轶

（中南大学湘雅三医院，湖南长沙 410013）

0 引言

近年来，为了提高肿瘤等疾病的治疗效果，解决病人的病患，医院的医用直线加速器设备越来越先进。医用电子直线加速器作为医院常见的设备之一，可以通过对高能X 线进行加速对患者的肿瘤组织进行有效的治疗，减轻患者的症状。为了确保医用直线加速器的正常运行，相关管理人员必须重视设备的日常监测和维修，尤其是一些出现概率比较高的故障，更应当格外重视。

作为高价值和高科技的产品，医用直线加速器的结构较为复杂，对精密度的要求较高，必须采取有效的维护保养措施，确保其良好运行。因此，研究分析UNIQUE 医用直线加速器故障与维修措施具有重要的现实意义。

1 UNIQUE 医用直线加速器常见故障

UNIQUE 医用直线加速器常见的故障有两种：一种是MLC（Multi-Leaf Collimator，多叶准直器）部分故障，一种是因为硬件连锁导致的HWFA 故障（即硬件故障）。下面将针对UNIQUE 医用直线加速器存在的HWFA 故障展开深入分析。

1.1 故障现象

当UNIQUE 医用直线加速器在治疗工作过程中，无法启动运动功能，同时UNIQUE 医用直线加速器的控制柜显示器上，出现了HWFA 常亮的故障代码，标志着此时设备出现了硬件连锁故障。

1.2 故障分析

当UNIQUE 医用直线加速器出现HWFA 故障代码时，说明系统在运行过程中发现了系统的某一个硬件设备存在故障，无法正常启动。究其原因，可能是以下5 个方面导致的。

（1）UNIQUE 医用直线加速器的的主电位器供电不正常，正常状态下其电压应在±9.9 V 左右，超出此范围可能引起HWFA 故障。

（2）UNIQUE 医用直线加速器的机架，或者准直器的供电存在问题，主要表现为主电位器和辅助电位器的值存在差异，导致HWFA 故障发生。

（3）UNIQUE 医用直线加速器的主电位器，其才考电压值超出了正常范围的±5%，或者针对DAC/ADC 检测通电的电压，也不正常，高于或者低于正常值的5%，都会引起HWFA 故障代码。

（4）在进行治疗工作过程中，系统发出出束命令后，机器并没有正常的出束，系统判断硬件故障，报错代码HWFA 故障。

（5）MLC 出现故障，一方面是在UNIQUE 医用直线加速器运行过程中，没有对MLC 进行初始化操作，或者采取的初始化操作不规范；另外一方面，就是在对MLC 进行检查或者校准时，系统发现MLC 存在连锁或者外部连锁问题。

1.3 故障排除

当UNIQUE 医用直线加速器出现HWFA 故障代码时，可以根据故障发生的时间，在设备的通信模式下找出当时系统的时间日志，为故障的具体原因提供依据。通常当设备出现CTRL、HWFA 以及MOTN 等故障代码时，在系统的Event Log 当中，第二页的右下角会出现相对应的英文代码以及相关连锁信息。同时在Event Log 的总结部分，也就是第五页，会提供本次连锁故障的具体描述，帮助相关工作者快速判断故障原因，修复设备。

具体查找路径为：打开MENU（主菜单），点击COMMUNICATION，进入Event Log 查看事件日志。

2 HWFA 故障实例分析

2.1 实例1

某UNIQUE 医用直线加速器治疗时，出现HWFA 故障代码，首先点击菜单找到故障发生时期，系统对应的事件日志，具体如下：

第2 页日志显示：“HWFA：Primary/2nd cha mismatch 01 Coll.”

第5 页总结描述：“ Controller interlock ：Primary/2ndcha mismatch collimator.”

通过以上2 条信息可以发现，系统提示设备出现了HWFA故障，原因是准直器的供电存在问题，即主电位器和辅助电位器值不匹配。同时根据事件总结来看，也是相同的故障信息。由此可以判断机器在运行过程中，由于准直器旋转运动时，其主电位器无法与辅助电位器的匹配电压，导致了故障发生。系统调至维修模式后，打开DISPLAY，找到PRO、SPRO，对准直器旋转角度参数进行观察，查看COLL RTN 的取值是否相一致。通过检查发现，准直器的主电位器（PRO）的当前值为271.5，符合准直器当前位置的要求，而准直器的辅助电位器（SPRO）仅为36.5，虽然仍处于慢慢增长的状态，但仍与主电位器的值相差较远，导致系统检测到两者电压值不匹配，报错HWFA 故障代码。

通过以上的故障分析，初步判断为主电位器信号故障，导致主电位器和辅助电位器值不匹配。进一步结合UNIQUE 医用直线加速器的设计图纸，对可能存在的故障点进行判断，具体步骤如下：

（1）主电位器本身发生故障，导致电压值异常。

（2）机架与机座之间的电缆无法正常工作，导致电压值异常。

（3）机座到控制柜的电缆无法正常工作，导致电压值异常。

（4）马达接口板（Motor interface）发生故障，导致电压值异常。

根据以上故障位置的判断，采用万用表对相关可能故障区域进行测量。首先判断主电位器的状态，测量其R1 引脚2 对地电压值，为+6.72 V，说明主电位器未发生故障。然后对马达接口板进行检查，利用延长板测量得到其引脚10 信号主电位器信号（COLPOSN1）的电压值为+1.2 V，相比较正常工作状态，拉低了很多。因此判断故障可能是因为电缆故障导致的电压信号传输问题。尤其是电缆在设备的旋转运行过程中，很容易出现扭曲、牵拉等问题，导致信号线出现中断。

借助电路图纸发现，电缆W86 的2 号线实现了主电位器的电压信号COLLPOSN1 的传输，对W86 上P20 的引脚2 和P26的引脚2 之间的组织进行测量，发现电阻为兆欧级别，说明2 号线无法正常的导通，导致主电位器电压信号传输中断，最终引发了主电位器和辅助电位器值不匹配，出现了HWFA 故障，需要对电缆W86 进行更换处理。

在实际维修过程中，并没有储备电缆W86 的相关备件，为了避免因为设备无法正常工作，延误患者的治疗。在维修时发现电缆W86 的24 号信号线没有使用，且处于正常工作状态，因此，将其替代2 号线，应急实现设备的启动，完成对患者的治疗。待电缆W86 备件到位，再更换处理。

2.2 实例2

某UNIQUE 医用直线加速器治疗时，出现HWFA 故障代码，首先点击菜单找到故障发生时期，系统对应的事件日志，具体如下：

第2 页日志显示：“HWFA：PRO/SPRO/Ref Channel Err Lower Jaw2（X1）position readout.”

第5 页总结描述：“Controller Interlock：PRO/SPRO/Ref Channel Err Lower Jaw2（X1）position readout.”

通过以上2 条信息可以发现，系统提示设备出现了HWFA故障，原因是准直器的主电位器和次要电位器X1 参考通道位置读数出现问题。同时根据事件总结来看，也是相同的故障信息。将系统调至维修模式后，打开DISPLAY，找到PRO、SPRO 两个显示框，检查准直器旋转角度参数，如果两者的差值超过了0.3，就会导致系统出现HWFA 报错。通过检查发现，准直器的主电位器（PRO）的当前值为21.8，而准直器的辅助电位器（SPRO）为15.8，两者的差值为6，超过了0.3。进一步对主电路进行检查，发现运动定标出现了故障，更换后故障解决。

3 UNIQUE 医用直线加速器日常维护保养

3.1 制定严格的设备管理制度

在对UNIQUE 医用直线加速器日常管理过程中，医院应当制定完善的设备管理制度，并要求相关负责人严格执行管理制度的要求，按照正确的操作流程对设备操作。一旦在使用过程中发现设备存在异常反应，应当立刻停止设备运行，以避免设备的故障扩大。

3.2 全程监测设备的运行状态及工作环境

在UNIQUE 医用直线加速器日常的维护保养过程中，相关负责人必须每天对设备的主要参数进行检查和确认，掌握当前设备的运行状态，对于存在异常的参数要及时进行调整，以确保设备正常运行，常见的参数包括水冷系统、输出电压、晨检程序等。

除了必要的开机检查之外，还需要确保设备所处的环境保持清洁、干燥状态下，温度应控制在25 ℃上下，湿度以50%～70%为最佳，同时还需要对设备及时进行除尘清洗，以避免灰尘较多引起设备出现高压打火问题、损坏UNIQUE 医用直线加速器。最后，设备的一些参数可能随着季节的变化而变化，因此需要结合当前季节温度变化的趋势，对剂量率等指标做出相应调整，以确保机器处于最佳工况，延长设备的使用寿命。

4 结束语

综上所述，作为医院常用的重要精密仪器设备之一，UNIQUE医用直线加速器的重要性不言而喻，相关工作者除了要加强设备的日常保养和状态检查之外，还需要在设备发生故障时对相关的日志数据进行仔细判断，避免盲目更换硬件，不仅无法解决设备存在的故障，而且还会引发设备出现更多的故障报错信息。通过合理的维护和保养措施，可以最大限度地降低UNIQUE 医用直线加速器发生故障的频次，延长其使用寿命，更好地为患者提供优质的服务。