瓦里安23EX 直线加速器维修案例分析

莫怡杏，唐健豪

（佛山市第一人民医院，广东 佛山 528000）

通讯作者：唐健豪。

医用电子直线加速器是肿瘤患者放射治疗中最重要的设备之一，在各大医院中已得到了广泛应用。直线加速器在医学领域的使用已经有了深厚的历史背景。从早期的基础X 射线设备到如今的先进高能量直线加速器，这些技术的进步为患者带来了更精确和更高效的治疗选择。与传统放疗手段相比，直线加速器在治疗精度和减少正常组织损伤方面都有显著优势。然而，正如许多高端技术设备，直线加速器也可能遭遇技术故障或需要定期维护。为了确保患者接受连续和有效的治疗，保持设备的稳定运行是至关重要的。适时的维护和修理不仅能确保设备的高效运行，还能延长其使用寿命，进而为医疗机构节省成本。更重要的是，快速的维修响应可以减少因设备故障导致的治疗延误，确保患者的治疗不受中断。

1 设备概述

医用电子直线加速器由电子加速模块、辐射调节模块、剂量检测模块、运动系统模块、管理与控制模块、温度与充气调控模块。

1.1 电子加速模块

电子直线加速器的核心是电子加速模块，其功能是生成并加速电子。这个模块由多个部件组成，包括加速管、微波系统、功率源和调制器。电子枪在加热后释放出电子，这些电子在电场的推动下进入加速结构。根据设计，加速结构可以是行波或驻波形式，其中驻波设计在相同的长度下能够提供更大的能量。微波功率源为加速结构供电，而调制器为微波源提供脉冲电力。

1.2 辐射调节模块

辐射调节模块的目的是调整从加速模块产生的辐射，以满足放疗的特定需求，例如，辐射的均匀性和辐射区域的大小。这个模块包括靶材料、均匀化部件、散射片、定向器和光阑。靶材料用于产生X 射线，而均匀化部件确保辐射区域内的X 射线分布均匀。

1.3 剂量跟踪模块

剂量跟踪模块的职责是在治疗过程中实时监控和记录辐射剂量。这个模块由电离室、放大器和剂量监测仪组成。电离室产生代表辐射强度的信号，这些信号在经过放大器放大后，由剂量监测仪进行记录。

1.4 运动调控模块

为了确保辐射始终精确地照射到患者的目标区域，现代医用电子直线加速器的设计遵循等中心原则。这意味着机器的所有移动部件，如机架、辐射头和治疗床，都围绕一个称为等中心的点进行旋转。

1.5 管理与控制模块

管理与控制模块负责加速器的整体运行和管理。它由各种电源、保护机制、自动控制和程序控制组成，确保加速器的运行既安全又高效。

1.6 温度与充气调控模块

为了确保加速器的稳定运行，温度调控模块负责冷却并带走各部件在工作中产生的热量。而充气调控模块则在微波系统被抽真空后充入绝缘气体，如氮气，以防止电场击穿。

2 维修案例

2.1 案例1：HWFA 联锁故障

故障描述：在一次日常操作中，当启动直线加速器并尝试执行BEAM ON 操作时，发现设备并未产生预期的束流。更令人担忧的是，设备界面上出现了一个明显的HWFA 联锁警告。

故障分析：面对这种情况，首先考虑最常见的可能性。由于加速器已经运行了相当长的时间，怀疑操作键盘上的钥匙开关可能出现了磨损或损坏。这种开关的内部结构是由硬质塑料制成的，长时间的使用和摩擦可能导致其不完全闭合，从而影响束流的产生。但当打开键盘并检查这个开关时，发现它的内部结构是完好的，相关的接触点也都是正常的。

为了进一步诊断问题，我们决定进入设备的维修模式。在这个模式下，我们观察到一个名为DK BMOFF 的信号异常地呈现高电平状态，这与正常情况下应为的低电平状态相反。通过进一步的电压测试，我们发现当按下BEAM OFF 按钮时，这个异常的高电平电压会消失。这意味着从操作键盘到timer interface 的信号输入是正常的，但timer interface 的输出信号始终为高电平，这暗示该电路板可能存在故障。

解决方案：基于上述分析，我们决定更换疑似故障的timer interface 电路板。在替换新的电路板并重新启动设备后，加速器恢复了正常运行，HWFA 联锁警告也消失了。

2.2 案例2：AIR 联锁故障

故障描述：在设备的正常运行过程中，突然出现了GAS 联锁警告。这个联锁功能的设计初衷是为了确保机器内部的SF6 气体压力维持在一个安全范围内。当气压低于28Psi 时，系统会自动触发这一联锁，作为一个预警机制，以防止设备因气体压力过低而导致的潜在故障。

故障分析：在接到GAS 联锁警告后，我们首先对SF6 气压表进行了检查。这个气压表位于设备的STAND左侧，是监测SF6 气体压力的关键仪器。检查结果显示，气压确实低于28Psi。为了解决这个问题，我们尝试调整气压，使其处于30 ～32Psi。但尽管气压已经调整到了正常范围，GAS 联锁警告仍然频繁出现。这使我们开始考虑其他可能的原因。可能是联锁的-12V 电压通路出现了问题，或者是触发联锁的压力设置存在误差。但在深入检查这两个部分后，这些猜测都被排除了。经过一系列的检查和测试，我们发现了真正的问题所在：波导系统存在漏气的现象。由于其结构和工作原理，微小的气体泄漏可能不会立即影响其性能，但随着时间的推移，气体的累积损失会导致压力下降，从而触发GAS 联锁警告。这种慢速的漏气现象是不易被发现的，因为它可能需要一段时间才能对设备产生明显的影响。

解决方案：为了彻底解决这个问题，我们决定更换整个波导系统。这是一个复杂的过程，需要确保新的波导系统与设备完美匹配，并且在安装过程中不会对其他部分造成损害。经过更换和一系列的测试后，设备重新启动。此次维修后，GAS 联锁警告不再出现，设备恢复了正常的工作状态。

2.3 案例3：FLOW/PUMP 联锁故障

故障描述：在直线加速器的日常运行中，突然出现了FLOW/PUMP 的联锁报警，导致整个加速器系统停机。为了查找原因，我们转向了与加速器相关的冷水机系统。冷水机的显示屏上出现了H1 的报警代码，温度显示为42℃，明显偏高，表现为过温状态。

故障分析：首先，我们注意到H1 的报警代码，这是一个高压报警，意味着压缩机的排气口压力超出了正常范围。结合直线加速器的FLOW/PUMP 联锁报警，初步怀疑是冷水机组的循环泵可能出现了故障或流量不足，导致制冷剂无法正常循环，从而引发压缩机的压力异常增高。进一步检查循环泵和相关流量传感器，确实发现流量存在异常。此外，为了确保直线加速器的稳定运行，应定期对其关联的冷水机进行检查和维护，确保制冷剂可以正常循环。特别是在高温和高负荷的情况下，更应加强设备的日常巡检。

解决方案：我们对冷水机的循环泵进行了检查和维护，并清洁了相关的流量传感器。经过这一处理，流量恢复正常，直线加速器的FLOW/PUMP 联锁报警得到了解除，直线加速器恢复正常运行。

3 结语

在医疗领域，设备的正常运行是确保患者安全和提供高质量医疗服务的关键。瓦里安直线加速器23EX 作为一种先进的医疗设备，其性能和稳定性对于放射治疗的成功至关重要。因此，对这种设备的维修不仅是恢复其功能，更是确保患者接受到最佳治疗。在临床使用中，维修工程师应经常进行预防性的检修工作，同时仔细观察故障特点，准确实施维修工作，减少故障排除时间，保障放射治疗的正常进行。

随着医院肿瘤患者数量的不断增多，对直线加速器的治疗需求也在不断增加。直线加速器的日常维护及维修要求也在不断提高，若不能及时维修，会严重影响患者的正常治疗，可能导致治疗延误，进而增加患者的健康风险。维修不仅可以延长设备的使用寿命，而且可以避免由于设备故障导致的患者治疗中断，从而确保医疗服务的连续性。此外，定期维护和维修也能够提前发现潜在的问题，避免更大的故障和更高的维修成本。