医科达直线加速器故障维修四例

游勇，周勇（通信作者）

泸州市人民医院医学装备部 （四川泸州 646000）

医用电子直线加速器是目前常用的放射治疗设备，其原理是利用直线加速器准确地生成、监控和控制电子波束，在微波电场中沿直线加速电子得到较高的能量后，对患者体内的恶性肿瘤进行直接照射治疗。由于肿瘤细胞比正常细胞对辐射更为敏感，放疗的杀灭能力超过了肿瘤细胞的自我修复能力，从而达到消除或缩小肿瘤的目的。医科达Precise 直线加速器主要包括双光子6、10 MV，6挡电子线4、6、9、12、15、18 MeV，集成化多叶光栅，全方位楔形板，碳素纤维精确治疗床，调强适形放疗（intensity-modntated radiation therapy，IMRT）逆向调强放射治疗软件等最新配置，除了常规的放射治疗外，还可实现适形照射和IMRT 逆向调强放射治疗等精确放疗技术[1]。本文介绍了4例医科达Precise 直线加速器故障，供同行参考。

1.1 故障现象

医科达Precise 直线加速器进行开机检查时，发现小机头不能旋转。

1.2 故障分析

由于该直线加速器新购置不到半年，小机头旋转电机故障的可能性较小，判断为小机头旋转电机电源故障或小机头旋转电机线路故障。

1.3 故障维修

用手控盒和机头上拨轮分别控制小机头旋转，同时测量小机头旋转电机端电压，均为0.6 V，而正常工作电压为24 V，说明机头旋转电机电源故障。查看医科达Precise 直线加速器电路图[2]（见图1），找到小机头旋转电机驱动板（unit motor drive，UMD），断开电机连线插座11 Y，按下电机旋转开关，同时测量UMD 输出端（A22，A6-8）电压，为24 V；
接上电机连线插座11 Y，按下电机旋转开关，同时测量UMD 输出端（A22，A6-8）电压，降为0.6 V；
经检查发现，UMD 输出端A22电机连线对机壳电阻为0.6 Ω，说明A22旋转电机连线对机壳短路；
根据电路图可以看到，UMD 到驱动电机之间有4个插座，依次断开25 D 和12 D 插座，检查A22电机连线对机壳电阻值为0.6 Ω；
再断开12 K 插座后，检查A22电机连线对机壳的电阻，为正常值无穷大，说明短路的线路在插座12 K 和插座12 D 中间，最后在插座12 K 的前端发现1 根电机连线胶皮被螺丝头压破，使电机连线与机壳直接接触。将电机连线胶皮处理好后，小机头旋转恢复正常。

图1 医科达Precise 直线加速器电路图

2.1 故障现象

医科达Precise 直线加速器开机检查时出现“10-4 trp G”和“10-4 trp T”报错，提示电子枪端和靶端真空度低故障。

2.2 故障分析

直线加速器包括2个离子泵，1个在电子枪端，1个在靶端。离子泵要长期通电，维持加速管内压力在10-6mbar（1 mbar=100 Pa）以下。由于直线加速器开机前，医院停电数小时，离子泵停止工作，2个离子泵同时损坏的故障可能性较小，而因离子泵停机造成真空泄漏引发真空度低的可能性较大。

2.3 故障维修

因真空度较低，为避免离子泵过载，延长离子泵使用寿命，先断开离子泵的独立电源，用厂家提供的外接分子泵，将管内压力降到10-4mbar 以下，再为离子泵连接电源，继续抽真空，训管，反复多次后，电子枪端和靶端压力均达到10-6mbar 以下，直线加速器出束测试正常。这次维修耗时10多个小时。平时在开机或不开机状态下，真空离子泵始终保持工作。一般情况下，泵体不热，电流较小，真空度较高。如果停电时间过长，突然通电，真空度过低则会造成泵体温度急速上升，降低真空离子泵的使用寿命。为避免同样的故障再发生，我们为离子泵的独立电源加装1个专用的不间断电源，保证突然停电后，离子泵能持续工作5 h 以上，避免直线加速器真空系统受断电影响而花费过长时间恢复真空度，同时延长了真空离子泵的使用寿命[3-6]。

3.1 故障现象

直线加速器在患者治疗过程中频繁报错“MLC not ready”，无法进行治疗。

3.2 故障分析

医科达直线加速器配置的多叶光栅（Multi-Leave Collimators，MLC）系统（见图2）由80个MLC 叶片组成，在治疗患者过程中的作用是有效形成肿瘤实际形状，达到保护患者正常组织器官、最大限度消灭肿瘤病灶的目的。80个MLC 叶片在设备上分为AB 两侧（维修模式中的标识为Y1和Y2），每侧各有1块MLC 马达驱动板（MDB_Y1和MDB_Y2），分别对40个叶片进行运动控制，位置检测及微动调整补偿，其运动误差小于1 mm，非常精确，属于MLC 运动控制系统核心部件。在患者治疗过程中，两块马达驱动板会一直控制80个叶片运动，使MLC 叶片形成所需要的治疗射野形状。在加速器上进行一次普通调强治疗的过程中，MLC 马达驱动板会控制80个叶片进行约150次运动（特殊病例则更多）。因此，MLC 马达驱动板在正常使用一段时间后都会出现叶片运动慢、叶片运动不到位等故障现象，造成治疗中断甚至终止，影响患者的正常治疗。

图2 医科达直线加速器配置的多叶光栅系统

3.3 故障维修

经维修工程师检查发现，是Y2方向的叶片无动作引发报错，故障原因可能是MLC 系统Y2方向马达驱动板（MDB_Y2）损坏。将MDB_Y2与Y1方向马达驱动板（MDB_Y1）对换后，Y2方向的叶片动作正常，而Y1方向的叶片无动作，确定是原MDB_Y2故障。更换该电路板后，加速器恢复正常，故障排除。

MLC 马达驱动板故障现象，在医科达所有加速器中都会出现，电路板寿命主要与机器使用时间、患者数量有关，大概寿命为1～3年。在维护保养设备时需要重点检查MLC 系统的功能是否正常。

4.1 故障现象

加速器工作时报错“10-4trp T，10-4trp G”，提示电子枪端和靶端真空度低故障，无法放出射线，无法治疗患者。

4.2 故障分析

直线加速器包括2个离子泵，1个在电子枪端，1个在靶端。离子泵要长期通电，维持加速管内压力10-6mbar（1 mbar=100 Pa)以下。对2个离子泵表面外壳温度进行检查发现，温度均较低。检查过程中还发现，加速器在X 线准备模式下，故障解除，管内压力为10-5.9mbar，比正常值略高。加速器在电子线准备模式下，管内压力为10-4.8mbar，比正常值高，故障又重新出现。经过与厂家工程师联系，分析如果是加速器波纹管密封圈损坏，则管内压力不会出现变化。波纹管是直线加速器真空系统的重要配件之一，加速器工作中依靠波纹管在X 线和电子线两种射线模式下切换。在日常患者治疗过程中，加速器的波纹管频繁运动，使用时间较长就会出现波纹管因磨损老化而损坏，导致加速管内真空泄漏而出现故障。因此，判断故障为加速器波纹管损坏，由于波纹管工作的特殊性会导致加速管真空度数值变化，当真空度较低时不能达到出射线的阈值而引发报错。

4.3 故障维修

关闭真空系统的离子泵电源，向加速管内填充干燥的纯氮气，更换波纹管。波纹管更换后先断开离子泵电源，用厂家提供的外接分子泵，将加速管内压力降至10-4mbar 以下，再接通离子泵电源，继续抽真空，训管。反复多次后，电子枪端和靶端压力均达到10-6mbar 以下。直线加速器出束测试正常，加速器真空度数值稳定。最后配合医师对加速器相关技术指标进行检测，保证符合厂家及国家相关标准，加速器恢复正常。

在加速器故障中，真空系统故障是最常见的。离子泵的放电电流可以真实反映加速管内的真空状态，离子泵电流和真空度对应关系测算显示，离子泵工作电流大，则真空度低；
离子泵工作电流小，则真空度高，所以离子泵不但是超高真空获得设备，也是真空取样检测设备。在故障分析过程中，可以首先对离子泵表面的温度进行检查，根据离子泵的具体温度情况，配合查看电子枪端和靶端真空度数值，进行故障判断，有助于尽快找到原因，恢复加速器正常工作[7-9]。

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