西门子PRlMUS-H型直线加速器63号联锁故障检修

邱宇国 惠州市中心人民医院 （广东 惠州 516001）

内容提要： 西门子医用直线加速器由于其结构复杂，涉及面广，在长时间高频率使用过程中容易发生各种故障，其中之一为“63 Controller 0”号安全联锁故障。本文介绍了西门子直线加速器工作中出现63号联锁的3例综合性/常见故障，分析故障的发生原因，并提出此类故障的处理方法，总结分析其中的规律，以保障直线加速器的正常运行。

医用直线加速器是肿瘤放射治疗的重要设备之一，在临床上被广泛应用。本院在2005年引进一台西门子PRIMUS-H型医用直线加速器，由于该机器已使用15年之久，很多配件均已出现老化现象，近年机器进入维修期，故障频发。为保证设备的正常运行，保障患者在治疗过程中的安全性，直线加速器设置了一系列安全连锁[1,2]。在使用过程中，发现直线加速器的63号安全联锁故障发生率高。本文总结分析了本科室西门子直线加速器自2017年1月～2020年12月共117例故障维修记录，对治疗过程中出现的63号联锁几类常见的故障进行分析，总结了一些维修的要点和方法，发现其中共性的特点，分享于此，以便同行及时了解故障原因、及早排除此类故障。关于63号联锁以图1的结构框图为参考[3]。

1.故障一

1.1 故障现象

在治疗过程中，机器频繁出现“63 Controller 0”联锁。进入SERVICE维修模式子菜单，按C（Interlocks）查63号联锁，63#联锁error列显示18，按enter进入查看Controller 0 error解释为“18.Y2 motor drive channel test failed”。进入加速器机房，手控盒输入40打开多叶光栅。对y轴铅门进行开关操作，发现Y2无动作，且Y2铅门停留至大概17.5的位置。

图1.63号联锁相关电路框图

1.2 故障分析与检修

在维修模式子菜单选择“M.Motor Calibration”，按N（next）跳至JAW Y2查看ENC posn值显示5.5，与实际位置不符合，而Pot posn值显示17.6。如果是Pot posn值不准现象，则说明是Y2轴电位器故障，Y2数据无法写入，只需更换电位器，校准Y2重新写入数值即可，故可排除电位器故障。查看之前维修记录，JAW Y2曾经发生过STD posn值丢失，检修后的结果是连接G41、G31连接线松动，故可排除此故障源。Y2铅门卡住不动，对Y2轴故障进行测量，使用外置5V电压电源多次驱动Y1轴电机，使Y2到达ENC posn的数值范围内，校准Y2轴，63号联锁仍旧出现。用万用表测量G31 Contorller控制电路板电压，该板主要负责操作台输入信号的传输。根据G31板的电路图先对其输入电压进行测量。用万用表测量后，数值为12V，与电路图上标定的电压值24V不符合，可以确定供电电源故障。查看入库的维修备用板有一块G31板，更换G31大板更换后校准设备恢复正常。

然而，在接下来的治疗中仍出现上述故障，但此次63号联锁可以通过复位钥匙消除，分析故障应为软故障，故考虑仍是控制板出现问题。根据配件替换法的思路，此前已经更换了G31大板，因此我们对Slave0小板进行更换，测量Y1轴电机驱动电压，问题仍未解决。最后电话咨询维修保养的工程师，再经查找，为集线处连接线松动，CNN520脚接触不良，重新焊接，调整虚焊接线，再次校准Y2，63号联锁不再出现，测试设备工作状态正常。

2.故障二

2.1 故障现象

直线加速器偶尔出现63号联锁，治疗师在控制台旋转左手的复位钥匙（RESET）后，联锁消失，加速器仍可以继续治疗，故未停机检修。此后陆续出现63号联锁，每次通过复位均可消除。经过一段时间的治疗，报63号和“79 Motion Stop”联锁，复位不能清除，小机头（Collimator）无法转动，停滞在34°。机器不能进行正常治疗，关机重启加速器无法消除故障。

2.2 故障分析与检修

进入SERVICE维修模式，79号联锁故障代码解释为“96.Invalid data received by controller 0”，查看63号联锁下具体的故障代码是“49.Collimator position sensor mismatch”。

通过故障现象可以基本锁定是Collimator相关的故障，维修的思路应采取先易后难，对Collimator相关的故障进行逐一排查。用万用表测量G31驱动电路板5V电源电压数值为5.1V。电源电压正常，电位无明显偏差。考虑到过机架线或者G31、G41、G42之间的传输线都会影响到信号传输，如果传输线出现磨损或脱落会导致接触不良、信号不稳定。对过机架线的完好性和控制板之间的连接线松紧进行检查，依然没有找到故障点。进入SERVICE维修模式，在子菜单选择“C.Interlocks”中按Y（set ovrd）屏蔽63号和79号联锁。下一步，进入“M.Motor Calibration”查看“colli.”中实际探测值（Pot posn）和参考值（Enc posn）数值相差0.2，排除Collimator电位器故障。将Collimator旋转至0°过程中，发现Collimator旋转10°左右再次停止，而且可以隐约听到电动机空转的声音，基本可以确定Collimator电机等驱动系统零件损坏。将gantry旋转至180°，尽量避免为了排查故障而吊起小机头，不但耗时耗力，而且有一定的危险性。去掉机壳，Collimator刚好在30°左右，拆卸小机头侧面挡板，确认Collimator驱动系统故障，Collimator电机轴上的齿轮销钉断裂，更换小机头驱动组件后，小机头可转动。手控盒将gantry旋转至90°，这个过程需要用水平尺确认gantry角度的准确性。开始尝试校正Collimator，流程是进入维修模式，然后用水平尺分别确认Collimator转动到0°、90°、270°，观察旋转到位时Pot posn和Enc posn的数值相差是否在允许范围内，如当前角度不在，按下C（Capture），重新捕捉数值，三个方向确认并校正完毕后按下R（Recalculate）重新计算，即已经校正好小机头了。因为只是驱动系统故障，并不是转动电动机或者刹车故障，所以并不用重设小机头转速或者观察小机头转动减少速度和距离。经上述的维修与校正，将机器外壳和挡板安装好，加速器可正常运行。

在接下来的治疗过程中，仍偶发出现63号连锁，复位可清除。经过上述检修，对目前的故障我们采用配件替换法的思路，更换slave0电路板，问题得以解决。在更换下来的slave0电路板芯片有发烫现象，温度很高，存在AT89S51芯片损坏。

3.故障三

3.1 故障现象

治疗界面Gantry和Collimator，框内数值闪动且无法转动等现象，经复位并重启加速器后，大机架、小机头数值显示消失，出现79号、63号连锁。进入维修模式点击M（Motor Calibration）查看GANTRY和COLL，都出现Enc posn的数值消失，Pot posn与实际大机架和小机头位置相差较大。

3.2 故障分析与检修

屏蔽63和79号联锁，多次尝试转动大机架及校准Y轴，故障无法解决。由于大型直线加速器等医疗设备的使用年限一般为十年，本院西门子直线加速器已超龄使用，常发生一些因配件老化引起的故障。对G31大板所有连接线进行摇动，联锁消除，继续治疗患者。治疗过程中继续出现63号联锁，复位可清除。查看63号联锁，error代码是“69.±15V power supply failed”，提示±15V电源失效，初步判断是G31可能存在板电压供电不足现象。查看G31电路板电路图，万用表测量TP4和TP5测量点的电压度数为15.1V，所以±15V电源属正常，测量G31电路板5V电源电压（U58和U62测量点）在4.2～4.5V之间波动。G31大板供电问题，5V供电不稳，只能更换该板，检查接线端子，并重新插接，对直线加速器进行参数优化和校准，故障解决。在接下来的治疗中，仍旧出现63、79号联锁，而且发现Y1不能打开到12～20范围，重新设置Y1的Encode DEFALT参数并校准后，恢复正常。

总结发现近期机器故障频发，多数是由于电源电压不稳，继电器工作不正常导致，维保工程师建议改善机房环境。随着南方雨季的到来，加速器的故障率也明显上升，因此要注意保证加速器机房内正常的工作湿度及温度，机器正常工作环境湿度在50%～60%，温度在20～22°C。同时，外循环水冷机、风扇也需要做防雨处理。

4.总结

西门子primus-H直线加速器63号联锁的检修有难有易，须查看具体的故障代码提示，同时不受提示的束缚，有时提示与故障源之间相差很远，对检修容易造成误导，本着先易后难的维修原则寻找故障源，同时也应留意因“老机器”老化容易被忽视导致故障的原因。作为本科室的一名维修工程师，应及时增补配件，以备应急维修。在面临没有现成电路板的时候，在等待配件送达的同时应想方设法，可以尝试应急处理对照电路板电路图，根据情况在故障电路板上跨掉某些软连锁，尽快恢复机器正常运行，以保障临床治疗。警惕加速器频繁出现某些故障，又难以检修出故障原因，须查看是否因为加速器使用年份太久而出现的接线接触不良或脱落。问题出现时，应仔细分析不可强行重启或者复位，以免造成新的故障。