VARIAN 23-EX 医用直线加速器灯丝电压异常故障维修一例

侯笑笑，李军

江苏省苏北人民医院肿瘤科 （江苏扬州 225001）

目前，医用直线加速器在肿瘤疾病的放射治疗中发挥着十分重要的作用。VARIAN 23-EX 医用直线加速器具有使用方便、自动化与智能化程度高等优点，是国内许多大中型医院首选的放射治疗设备[1-4]。我院的VARIAN 23-EX 医用直线加速器工作性能总体稳定，但在使用中难免会出现各种故障，系统能够自动判断故障类型并给出联锁提示，从而可为工程师及时地开展维修工作提供重要参考。本文首先介绍了该设备的工作原理，然后对该设备的1例灯丝电压异常故障的维修过程进行了总结，供同行参考。

1 VARIAN 23-EX 医用直线加速器的工作原理

医用直线加速器是目前生物医学领域中用于肿瘤治疗的粒子加速器装置，其核心原理是通过电磁装置中的电场对带电粒子的作用，将各类带电粒子加速到较高的能级，从而得到不同能量的X 线及电子线。VARIAN 23-EX 医用直线加速器的基本原理是通过三相电压进行电压的提升，并经过滤波、调谐等操作形成110 kV 的直流高压，直流高压对脉冲网络快速充电，通过对脉冲稳压器的调整，产生幅度及频率可靠的微波，微波通过耦合处理，形成驱动粒子加速的电场；同时，该设备还配备发射电子的电子枪，电子枪发射出的电子束流通过在加速管道中进行加速形成高能电子束，如果射束路径上存在X 线靶，则最后形成各种能量的X 线（我院的VARIAN 23-EX 医用直线加速器主要产生15、6 MV 的X 线及4～20 MeV 的电子线）。

2 故障现象

设备在治疗过程中出现GFIL 联锁，停止出束后联锁消失，设备正常出束约10 min 后，再次提示GFIL 联锁，患者的治疗过程被迫中止。

3 故障分析与维修

出现GFIL 联锁的原因主要集中于电子枪供电问题或电子枪的老化损坏问题等。首先检查机架中电子枪的位置，发现冷端电路板上DS1、DS2及DS3指示灯亮，高压指示灯熄灭。DS1、DS2及DS3指示灯亮说明冷端电路板上的3个保险丝未发生熔断，根据以往的维修经验，怀疑电子枪电路板发生故障，关闭冷端电路板上的3个开关（S1、S2、S3），彻底放电之后，更换备用的热端驱动电路板（Hot Deck 板），再次打开冷端电路板上的3个开关，发现故障仍然反复出现，可排除热端驱动电路板故障的可能，进一步测量各个电路板的电压、电流参数，并与以往正常的不同能量下的枪电压及枪电流的各类参数进行对比，发现冷端电路板P1接头的6C 与7C 两脚之间电压为0，判断可能为继电器短路故障，选择更换消弧继电器，更换后发现电路板电压及指示灯恢复正常，但是GFIL 联锁依旧断断续续出现，因此推断仍存在其他问题，不排除其他元件损坏的可能，需要更加深入地进行分析。

通过主控制器上的S3维修开关进行外壳放电后，测量灯丝的电压值，发现输出电压偏高（正常值为+5 V，实测值为+6.5 V），因此确定故障的原因是电压超标引起了电子线的输出，同时发现供电电源的线路板中所有的电子元件正常，设备在开启后正常工作了一段时间，因此确定故障原因为电子枪灯丝电压不稳定导致的电压超标。

分析电子枪电路板的线路连接图（该图纸过于复杂与庞大，此处不作展示）可知，电路的电源采用的是自激振荡的开关方式，输出的+5 V 电源主要是通过电阻R16向VR2L T431提供参考电压，VR2中的PIN3输出稳定的+2.5 V 电压，并经过R24进行反馈，最终输出电压由R26进行调整输出。通过以上分析可知，电压漂移是由于设备长期工作后，相关元件的线性性能下降导致。更换VR2L T431稳压器后，重新调整电位器R26，使其输出稳定+5 V 电压，然后固定电位器，重新安装电路板，设备运作正常，故障排除。

4 结论与建议

医用直线加速器使用频率高，长时间工作后，故障率随之升高。随着医用直线加速器智能化水平的逐渐提升，在设备出现故障时，系统会自动进行故障类型的判断，而设备维护人员需要熟练掌握各种联锁的具体含义，根据故障类型及故障设备近期的运行情况，综合设备的工作原理进行故障分析，以有效提升设备维修效率[5]。

本文对医用直线加速器的一例GFIL 联锁故障的维修过程进行了总结。设备出现GFIL 联锁的原因主要集中于电子枪供电问题或电子枪的老化损坏问题，且故障部位一般位于冷端或热端电路板上，因此，在条件允许的情况下，本着由易到难的维修原则，可直接更换备用的冷端或热端电路板，更换后如果联锁消失，可确认为冷端或热端电路板故障；如果联锁依旧，则需要进一步的深入排查，可通过延长板测量各类能量下的电路板电流及电压参数，并与正常值进行比较，结合设备的电路图，最终确定故障原因。经过排查，我们确定此次GFIL联锁的故障原因为灯丝供电电路板长期在高温密闭环境下工作，导致线路板的关键电子元件的线性性能降低，进而导致了输出电压漂移。需要注意的是，在维修过程中要按照维修规范流程，进行静电泄放等操作，保证维修人员与设备的安全。

医用直线加速器的稳定运行对患者的治疗安全至关重要，因此维修人员应熟悉常见联锁的故障原因及处理方法，并且不断总结维修经验，以期快速且准确地确认故障原因，节约维修时间，提高维修效率，保证患者及时接受治疗。此外，设备的日常维护保养同样重要。使用人员应在每次治疗前对设备进行10 min 左右的预热，并全面检查激光灯的状态，保证激光灯不会因为机械振动产生位置漂移或角度旋转，同时进行常规及MLC 检测，检查设备的内外循环水温、空气压缩机的压强等关键性指标及准直器、机架旋转角度等机械性能指标，防碰撞性能、控制台的有效控制按钮等常规检查，设备需要在完成预热且模拟剂量正常后才可开展治疗工作；同时，严格进行周检、月检及年检，对设备的硬件与软件、剂量与位置进行周期性检验，每次维修与保养结束后都要进行常规出束检测，以保证设备正常运行。