放疗直线加速器设备的典型故障与维修措施研究

郑大伟，刘博宇，锁威

（吉林省肿瘤医院，吉林 长春 130012）

肿瘤放射治疗多采用放疗直线加速器设备，其中医科达Synergy和infinity相对常见。肿瘤放射性治疗期间，放疗直线加速器设备作为粒子加速装置，通过微波电磁场加速电子，发出高能X射线以及电子线，实现对患者肿瘤、病灶的放射治疗。但是放疗直线加速器设备的应用，难免会出现故障，故障不能及时发现并解决，必然会影响到设备的正常使用以及医疗工作。所以，对于放疗直线加速器设备，需要加强对故障维修的重视，总结该设备典型故障，总结维修建议，以此提高医疗管理水平。

1 放疗直线加速器设备

医用直线加速器设备在肿瘤放疗领域，是非常重要的微波电子加速器，在电子自微波电磁加速场中采集能量，沿直线轨道完成加速运动，技术参数见表1。总结该设备的运行原理，即通过集合微波理论，使电子能够在微波电磁场中，沿指定直线轨迹运动，其间完成能量集聚，并通过回旋加速器，可以产生高能电子线以及光子线，作用于临床治疗。

表1 医用直线加速器设备技术参数

根据电磁场形式的差异，加速器设备有驻波型加速器和行波型加速器两种。驻波型加速器的电子枪与加速管，属于一体化结构，在渗入氧化、钨间热式阴极效应的作用下，可以形成高能电子线，这是其发射能力得以提升的关键。行波型加速器则是依靠单向微波传输，与前者相比，此类型加速器的电子枪通减速器并非为一体化结构，考虑到电场强度大，所以具有很高的电子线能量。

本文以医科达Synergy和infinity为对象（如图1、2），医科达Infinity应用到新一代一体化数字控制系统，该系统突破了放疗极限。利用超高剂量率、高速高分辨率、高精度多叶光栅、精准清晰影像引导解决方案，提高了治疗效率，这也使肿瘤放疗技术进入新的时期。医科达Synergy属于高级多功能直线加速器，支持调强放射治疗以及影像引导放射治疗。医科达Synergy在放射治疗中应用，消除了内部器官运动、患者调整之间形成的误差，医生治疗过程中，可以在相同参考框架中，对治疗位置进行分析，采集CT图像，为患者的治疗提供帮助。

图1 医科达 Synergy设备

图2 医科达 infinity设备

2 放疗直线加速器设备的典型故障与维修对策

2.1 线路故障与维修

放疗直线加速器设备由诸多电器元件、控制电路组成，如果线路出现故障，必将影响该设备的正常使用。总结设备运行中的常见线路故障，主要有短路、断路等。如果发生线路短路故障，将会增加保险丝运输点的实际流量，导致保险丝发热或熔断。如果发生断路，线路则无电流通过，这也会影响设备的整体使用。另外，放疗直线加速器设备的长时间使用，将会造成设备内部电气元件故障。若已经超出设备的使用年限，还会增加故障发生的频率。当加速器很长时间内均在加速、旋转的工作状态，线路摩擦过渡，同样会导致线路故障。基于此，建议维修人员重点检查设备的性能，若发现线路故障，务必要马上组织排查与处理，必要时可以更换新线路。

2.2 机械故障与维修

设备在治疗中应用，机械故障是十分常见的故障之一。当已经确认了放疗规划后，设备运行期间，发现准直器与常规位置规定不符，叶片也面临不到位现象。切换至服务模式，很大可能会出现叶片卡死的故障，即便增加电流，叶片仍然无法运转。针对以上故障进行维修与检查，建议在设备准备阶段后，开启start按钮，此时发出报错信号，设备上显示HTCONK。维修人员可以先切换继电器位置观察窗，并按下启动键，随即发现CONK从0切换为1，若DIE板正常运行，代表继电器存在故障，随后可以进行针对性的拆卸以及维修，待设备恢复正常运行状态，再将其重组。应用操作台期间，没有任何报警提示，但依然不出束。对此现象，维修人员可以使用万用表检测电压，若测量电压正常，可以按下出束键，其间观察是否有打火现象。维修人员还需检查电离室内电缆线，是否有咬断现象，由此便可排除机械故障。

2.3 控制系统故障与维修

放疗直线加速器设备在治疗中应用，控制系统体现出精密性的特点，但其也比较容易发生故障，甚至会影响正常放疗检测。例如，叶片运动过程中，速度突然下降，从指定位置可以发现发光点有发红的现象，分析其原因可能是丝杆阻力大。针对此现象进行维修，可以对调驱动板。放疗直线加速器设备面向模拟信号，可以替换为计算机能够识别的数字，常设置为0、1，排查DIE板故障期间，切换为短接状态，再判断CONK显示数值，从而大概确定根源故障具体位置，换新的驱动板，由此便可以排除故障。设备采用多叶准直器，降低了反光点亮度，识别多叶准直器未知信号无法保证准确性，导致设备中断运行。针对这一故障，建议维修人员在软件中进行调整，重新设置系统中的参数，直至各项参数均恢复正常。

3 优化放疗直线加速器设备运行效果与性能的建议

3.1 增加电子元件的检查频率

放疗直线加速器设备内的电子元件作为重要组成，直接关系到设备的使用效果与性能。所以，建议医院日常使用该设备时，需要定期检查电子元件，并可以适当增加检查频率。工作人员针对电子元件的检查，若发现有元件不符合预期，建议马上展开针对元件性能的全方位检查，必要时，还可以更换新的元件。如果设备内部存在磨损，工作人员需要检查设备的外观，做好已磨损元件的维修、更新工作，以免长时间磨损导致损坏程度更加严重。放疗直线加速器设备在治疗中使用，工作人员需要组织设备的初期使用检查，保证在治疗中保持最佳运行状态，后续则要定期校准与加固。针对该设备，医院方面需要安装温度检测系统，以此来测量水温，并定期观察水温的变化，以免发生水温过高的现象。

3.2 观察元器件运行指标

放疗直线加速器设备开始运行后，设备内的元件运行指标状态要求非常高，而且只有满足运行指标状态要求，方可保证此设备运行的稳定性与高效习惯。这就需要医院定期安排该设备元器件运行指标的检查。

第一，工作人员实时观察真空指标。元器件本身可以直接反映出真空抽取程度，在治疗中使用此设备的过程中，观察指标状态，便可以有效获取指标状态，如果指标偏离可以马上组织检查元器件真空，快速控制故障。

第二，工作人员实时观察设备运行环境。此设备在运行状态下，需要众多大功率器件的辅助，此类器件发热速度快，工作人员观察其发热状况，就可以有效规避环境温度异常造成的严重后果。必要时，还可以在设备上安装风扇、水循环系统等散热装置，帮助设备散热。但应注意选择安装散热装置，必须定期对其进行清理，以免大量灰尘堆积，降低散热装置的性能与运行效率。

加强设备温控，建议采用温控系统。现阶段，医院为了保证该设备的有效运行，针对自动温控系统进行了定期维护。其中加速管是以无氧铜为主要材料，但考虑到加速管比较容易受外界温度的干扰，而且外界温度一旦发生变化，将会导致加速管的收缩、膨胀，还会使其尺寸发生改变，降低加速管运行频率，并对加速管的工作状态形成消极影响。另外，高速电子只有部分动能可以转化成X射线，大量动能可以转化成热能，借助温控系统中的水循环，可以带走热量。工作人员控制内外循环水泵压力，检查散热器的运行状态以及水质，在循环水量减少速度快的情况下，检查设备是否存在泄漏。设备的内循环水必须要定期更换，一般是2～3周更换一次，确保良好的水质。对于内循环水，建议选择去离子水，只有如此，才能够保证水质满足要求。另外，工作人员还需定期 更换内循环水管，一般最长的使用时间不能超过3年，以免水管长时间受射线照射，加速老化，或是水管破裂，因此造成渗水。

3.3 定期开展设备检查与管理

放疗直线加速器设备内部结构具有复杂性，相关技术也涵盖诸多类型，若是比较简单的问题，医院需要通过日常维护与检查解决，若是难度比较大的技术性故障，便需要由专业人士进行处理。医院针对此设备，可以建设检修维护的在线网站，使用人员每次检修情况，都需要及时上传到网站中，管理人员可以直接在网站中，了解设备的所有使用性能和参数，医院中的相关部门，需要配合检修维护人员，对于设备出现的故障，要各个部门之间相互合作，排查发生故障的原因，解决设备故障的基础上，也可以为以后预防同类故障提供参考。除此之外，医院还需与设备的生产广场厂家密切联系，在发现故障的同时，可以马上联系厂家，由厂家安排专业技术人员解决故障问题。

3.4 控制设备空气湿度

放疗直线加速器设备内部构造的分析，发现有大量真空部件，如闸流管与磁控管。如果设备所在环境的湿度控制过高或过低，必然会导致设备损坏。这就需要医院做好湿度控制，例如，可以设计湿度控制系统，安装传感器，自动控制湿度。若传感器发现湿度已经大于70%，便需要自动开启去湿机，自动降低周围环境的湿度。通过此系统，可以使机房湿度始终地域70%，确保放疗直线加速器设备的正常运转，并且能够避免闸流管、磁控管故障，达到节约设备使用成本的目的。

3.5 严格控制加速器机械精准度

（1）定期检查剂量监测系统。对于温度计气压计和现场计量仪等仪器，可以直接由国家计量部门负责校对。针对处方剂量的测量，可以直接使用加速器计量仪，这就需要工作人员检验加速器治疗仪在实际应用中的稳定性。（2）医院的放射性治疗中，治疗计划系统尤其要受到重视，利用治疗计划系统的控制，可以优化治疗方案，使治疗更具精度。但需要注意的是，计算机软硬件比较容易出现问题，而且会直接影响治疗计划设计，医院中的工作人员需要参考现行标准，对其进行对比，尤其是数据的检查，确保物理数据与治疗计划的准确性，这也能够为患者治疗提供助力。

4 结语

综上所述，放疗直线加速器设备作为医院放射治疗的重要设备，对其进行维护，一方面，可以优化设备的使用效果；另一方面，则能够避免因该设备出现故障，而造成的严重后果。对于医院而言，需要开展针对该设备的日常维护与管理，如果面临比较复杂且严重的技术性故障，则需要联系厂家，安排技术人员负责处理。根据设备的典型故障，采取针对性的故障处理方法，从而尽快恢复设备运行，投入放射治疗中，为提高医院治疗水平以及放疗直线加速器设备的使用质效提供支持。