医用电子直线加速器的维修维护及质量控制

吴振明，胡道坤

广东省广州市南方医科大学南方医院放疗科 (广东广州 510515)

医用电子直线加速器是肿瘤放射治疗中的核心设备，其运行质量关系着肿瘤患者的治疗效果，因此，临床对于设备的功能、精度和控制等有着极其严格的要求。随着肿瘤患者数量的增加，很多放射治疗机构中的设备长期处于满负荷运转状态，因此，要求其必须具备较强的稳定性。基于此，做好医用电子直线加速器的维修维护和质量控制工作显得十分重要。本文从医用电子直线加速器的优点和工作原理出发，就其维修维护和质量控制措施进行了探讨，希望能够为医用电子直线加速器的使用管理提供借鉴。

1 医用电子直线加速器概述及工作原理

1.1 医用电子直线加速器概述

医用电子直线加速器是一种借助微波电磁场实现对电子进行加速，确保其能够进行直线运动的装置，在临床上被用于对肿瘤或者其他病灶的放射治疗。医用电子直线加速器可以产生具备较高能量的电子线和X线，具有照射时间短、剂量率高、稳定性好等特点。除此之外，医用电子直线加速器的优点还有很多，如多档位、多光子、无衰变等，可以人为控制射线的产生，而且源焦点极小，基本不会出现几何半影问题，也不需要对放射源进行存储和更换，在不使用的情况下不会对医护人员的身体以及环境造成任何危害。同时，医用电子直线加速器能够根据患者病灶的位置，对射线的类型和能量进行选择，有着更加广阔的治疗范围，而且在线束边缘位置十分清晰，扁平化的等剂量曲线能够得到更理想的剂量分布，也可以采取多样化的手段来对剂量分布情况进行调整，因此可以很好地适应绝大部分肿瘤的形状，取得安全、可靠的治疗效果[1]。

1.2 医用电子直线加速器的工作原理

医用电子直线加速器的工作原理：将电子源和微波输入装置安装在真空加速管的一段，并且在另一端设置可以移动的靶；由交变正负电位峰构成的微波束会沿真空加速管光速移动，注入真空加速管中的电子在被正电位峰吸引的同时，会被负电位峰排斥，从而实现加速，经过加速后电子能够被直接引出，用于病变的治疗，也可以在打靶后，发射X线进行治疗。

2 医用电子直线加速器维修维护及质量控制

2.1 医用电子直线加速器维修维护措施

2.1.1束流系统故障处理

束流系统是医用电子直线加速器的核心部分，其主要功能是产生和调整辐射束，因此，束流系统的工作状态将会对辐射束的指标产生决定作用，必须予以足够的重视。束流系统的常见故障有很多，大致可以分为束流软故障和束流硬故障，前者表现为剂量率下降或者束流分布不对称等，不同的机型有着不同的报错代码页[2]，不过维修原理基本一致；后者表现有很多，如电离室故障、电子枪故障、磁控管故障等。

以束流硬故障中的磁控管故障为例，对其处理措施进行分析。磁控管故障现象有很多，不同的现象需要采用不同的维修措施：一是预热电路故障，需要借助专业设备进行检查，如果是传输线故障，需要对其进行更换，如果是触发板故障，则应该根据实际情况进行处理；二是磁控管打火故障，一般是因为传输线路绝缘不够或者真空系统不足引发，需要做好全面检查，对于无触发的情况，应该先检查触发电路，再检查高压部分；三是自动频率控制(automatic frequency control，AFC)系统故障，可以分为两种情况，对于稳频伺服故障，需要对伺服电路进行检查，对于加速管取样故障，可以使用记录示波器进行测量和检查。束流故障类型多样，维修维护难度大，涉及的器件价格高昂，如果医院检修人员无法确定故障原因，应该交给厂家进行维修[3]。

2.1.2运控系统故障处理

在医用电子直线加速器使用过程中，运控系统的故障率较高，包括驱动故障、控制线路故障等，现对其进行简单分析：一是驱动故障(一般是电机故障或者电源故障)表现为控制电路信号正常，但是运动部分异常动作或者无动作，需要工作人员对操作反应进行观察，若继电器运行正常，基本可以确定为驱动电机或者电源问题，依次测试即可找出故障的原因，其中故障不稳定是最难进行判断和维修的情况，需要依照电路图对故障进行查找，做好线路的分段检查，观察电压值是否正常，若故障时好时坏，多是存在接触不良，需要检修人员观察设备处于何种状态时会出现故障、故障又会在什么状态消失、期间出现哪些变化，实现对故障的快速定位和处理；二是控制线路故障，表现为操作指令下达后拒动或误动[4]，故障点一般只有1个，解决后可以完成故障的修复，在对故障进行处理时，需要先观察控制继电器是否正常工作，如果继电器没有动作，应该对线路信号进行检查，对照电路图分析信号异常的位置和原因，并进行相应的调整或者更换，若继电器触点存在虚接的情况，应该对其进行更换，此外，集成化的电路板使现场维修人员一般只能对是否存在故障进行判断，而不进行维修，如果是电路板故障，应该优先更换备用板，在没有备用板的情况下，需要将电路板交给专业人员进行维修处理。在控制线路故障处理中，需要强调具体问题具体分析，在保证医用电子直线加速器设备完整性和安全性的同时，尽量提高故障的解决速度，减少对正常医疗活动的影响。

2.1.3机械系统故障处理

医用电子直线加速器属于精密仪器，对于各种零部件的装配精度有着非常严格的要求，为了能够保障治疗效果，操作人员应该对其进行经常检查，对偏差及时进行调整。同时，在医用电子直线加速器中，部分运动元件和传动部件都具备一定的使用寿命，在长期使用的情况下也会出现磨损和失效的问题，必须进行定期调整和更换。医用电子直线加速器中的机械系统故障分为两种情况：一是精度故障，比较常见的部位有治疗床、辐射头、旋转机架等，其与等中心精度存在密切关联[5]，应该分别进行故障检查，通常来讲，辐射头的精度存在较大的零漂，需要通过对其内部光学系统以及十字叉私盘的调整来进行检查校核，此外，治疗床与旋转机架的调整一般都是在安装时进行，固定后基本不会变动，如果需要变化，可以通过底座的调整来实现，其中旋转机架需要由厂家专业人员进行操作，另外，在进行机械系统维修维护的过程中，还应该重视辐射头旋转精度调整、电动楔形板走位精度调整以及偏心过滤器精度调整等；二是磨损失效故障，包括传动阻力增大、部件磨损变形等，故障现象十分明显，在找出故障位置后，对磨损部件进行更换即可。医用电子直线加速器有一套完善的质量控制标准和检测方法，技术人员需要以此为参照，定期检测机械精度，如果发现误差超过允许范围，必须及时进行调整，而从保障机械系统正常稳定运行的角度来讲，也应该做好日常保养维护工作，如可以对运动部件和轨道定期加注润滑油、清理灰尘和油泥等[6]。

2.1.4真空系统故障处理

真空系统故障可以分为两种类型：一是真空功率源故障(多数体现在离子泵方面)，第一种情况是离子泵因为长期使用性能下降，或者出现损坏，引发真空系统故障，对于此类问题，维修人员需要先对离子泵进行检查，如供电正常但离子泵无法工作，则基本可以判断是离子泵发生了损坏，需要对其进行更换，如果供电正常且离子泵工作，但是真空度无法达到正常运行标准，则判断是离子泵出现了老化，同样需要进行更换[7]，第二种情况则是离子泵的电源故障，对离子泵电压进行测量，如果发现数值异常，应该检查离子泵的电源电路，明确故障的具体位置和原因，并且对其进行解决，保证离子泵的正常供电；二是真空组件故障，一般表现为真空组件的密封性差，或者波导窗的隔离效果不理想，该故障虽然并不经常出现，但解决难度大，往往需要交给厂家的专业技术人员处理，特别是在对真空组件进行更换时，如果缺乏有效密封或者混入了过多的杂质，会影响离子泵的正常运行，工作人员需要对离子泵的状态进行观察，若离子泵过热，需要先将其关闭，以免离子泵在高温下被烧毁[8]。

2.1.5循环系统故障处理

该设备的循环系统主要是指恒温水循环系统，其最为常见的故障是控制电路故障和报水循环故障，在对故障进行维修处理时，需要先将被检查对象放在水泵上，如果确认水泵可以正常运行，则应该依次检查水冷却部分、温控电路部分以及分流电磁阀部分；如果上述几个部分都能够正常运行，则应该查看循环水是否充足、水压表的数值是否正常，确认不存在异常后，检查循环水路，观察是否存在截流或者漏水的问题[9]，之后再查看下水速度及流量，对比标准数值，若水流速度偏慢，则判断可能是因为水体中杂质导致水路管道阻塞，造成流量降低无法满足设备的运行需求，同时也可能是因为在对管路进行铺设的过程中缺乏合理规划而导致管路存在比较严重的弯曲现象，从而引发水路闭塞，针对这样的问题，只需要重新对管路进行铺设，消除挤压和过度弯曲，就可以有效解决[10]。

2.2 医用电子直线加速器的质量控制对策

2.2.1安装验收

医用电子直线加速器的安装质量会对其运行产生直接影响，初次安装精度能够决定其长期使用精度，因此，必须予以足够的重视。基建工作完成后，医用电子直线加速器的安装作业就可以开始，应重点注意：一是在对机座、治疗床等进行安装的过程中，应该明确其相对于基坑中心位置的尺寸，做到精准、牢固；二是在对线路进行铺设的过程中，应该避免出现相互缠绕、过度弯曲以及线路紧绷的问题[11]，为穿墙线路留出足够的空间，铺设完成后需要对线路的完整性进行检查；三是高压部件和辐射头等的安装，需要严格依照安装手册的要求进行，避免出现挤压、磕碰，保障作业安全；四是机械等中心调校，作为医用电子直线加速器中的一个核心指标，等中心对于临床治疗精度的影响巨大，在相关规范中要求等中心精度直径不超过2 mm，而实践中加速器调试的精度能够达到1 mm以内[12]，由于治疗床和机架旋转中心安装固定后基本不会对等中心精度进行调整，如果后期使用中误差超出允许范围，则调整难度较大，因此在安装环节应该尽可能减小误差；五是控制室系统的安装必须保证接线正确，连线合理，避免线路的散放和交叉，对长度过大的线路进行处理；六是在所有系统安装完成后需要检查安装是否正确，避免遗漏，并依照相关标准对系统进行调试，最后安装设备外壳，对机房进行整理[13]。

医用电子直线加速器安装完成后的验收同样非常重要，需要由厂家工程师和医院专业技术人员共同进行，依照合同要求对设备的性能、采购清单和技术资料进行检查，从医院的角度，在验收环节应该严格依照验收手册的要求，关注各项指标方法的准确性，一些可以调节的指标应该结合临床需求要求厂家将其调试的更加精准和稳定。

2.2.2质量控制

医用电子直线加速器是肿瘤放射治疗的核心设备，如果设备出现问题，即使科学合理的治疗方案也无法达到预期治疗效果，因此，必须切实做好医用电子直线加速器的质量控制工作[14]。

医用电子直线加速器的质量控制包括治疗设备和模拟设备参数的检测和调整、加速器剂量监测系统的校对、治疗计划系统数据的检测等。考虑到设备本身的精密性，多数医院都会通过购买保修合同的方式来为加速器提供保修，在每一次保养和大修结束后都需要依照质量保证的要求，做好检查工作，对维修保养情况进行记录。另外，医院还需要建立完善的质量控制体系，制定具备良好可行性的执行和检查程序，以保证质量控制措施的顺利执行[15]。

3 结束语

医用电子直线加速器的结构精密复杂，操作烦琐，使用要求严格，对于维修和质量控制有着很高的要求，需要医院制定出完善的直报体系，保证治疗安全，并且加强对于设备使用人员和维护人员的培训工作，提升其专业素质。近年来，医用电子直线加速器的更新换代速度不断加快，每一次更新换代都意味着放射治疗技术的飞跃发展，也对人员的能力和素质提出了更高要求。医院相关人员只有保持不断学习，对自身专业知识进行更新，才能充分发挥医用电子直线加速器的性能，为临床治疗工作提供更加稳定的环境，确保治疗计划的顺利执行，提升治疗的成功率，保障肿瘤患者治疗的安全有效。