WDVE-6型医用电子直线加速器剂量率偏低的原因分析与维修

刘亚军，李卫东

1.陕西省汉中市中心医院 放疗科，陕西 汉中 723000; 2.深圳市奥力源电子有限公司，广东 深圳 518000

WDVE-6型医用电子直线加速器剂量率偏低的原因分析与维修

刘亚军1，李卫东2

1.陕西省汉中市中心医院 放疗科，陕西 汉中 723000; 2.深圳市奥力源电子有限公司，广东 深圳 518000

本文分析了WDVE-6型医用加速器的剂量率对治疗的影响，剂量率偏低的4大主要原因及维修方法，并附实例说明。

医用电子直线加速器；加速管；磁控管；医疗设备维修

0 前言

WDVE-6/100医用电子直线加速器是低能量单光子（6MVX射线）加速器，国产主流加速器机型也是这种类型，不同厂家生产的加速器的主要部件、基本结构、工作原理、控制方式基本相同。此类型加速器在使用或维修过程中出现加速器束流（剂量率）偏低的故障时，使用和维修人员最关心的是：加速器治疗效果是否正常，加速器继续使用会不会损坏该设备的主要部件，剂量率偏低的原因，以及如何维修。

6MV低能加速器多数采用二极电子枪的驻波加速管，直束式（没有电子偏转磁铁），射线输出能量是由加速管决定的一个固定值（6MV左右）。加速器剂量率大小是指每1min平均的剂量（cGy/min），加速器的高压出束是工作在脉冲状态，每束射线的脉冲时间4μs左右，每s出200～250个脉冲，即加速器束流实际不是连续的，是脉冲束流。综合能量的恒定和束流的脉冲性，加速器的剂量率不太低的情况下，治疗效果不会受到影响。但在旋转拉弧放射治疗和适形调强放疗时，对剂量率要求既不能偏低又要稳定，所以对加速器剂量率偏低和不稳定原因的分析及维修在日常工作中非常重要。

加速器的剂量率大小的主要决定因素有以下几项：①加速管的效率；② 磁控管的功率；③ 波导的传输效率（主要是四端或三端环流器的效率）；④ 高压电压的大小，脉冲宽度和重复频率。下面根据这4大因素，并结合维修的实例作分析。

1 加速管的效率影响

WDVE-6采用的加速管初始能量为700～900cGy/min，这样的话，不同的管就有可能在同样的工作条件下剂量率差别为20%左右。加速管寿命将要终止时，导致电子枪老化（灯丝变细，电阻变大），发射不足（当然也有非正常的发射不足，比如真空漏气损坏电子枪或单纯的电子枪问题），剂量率变低（一般已持续1个月的时间）。这时加大加速管的灯丝（电压正常值一般2.3V），有可能使剂量率上升。测量电子枪的灯丝电压有时会超过14V VAC，说明加速管已老化，应该更换。

2 磁控管的功率问题

M5193的标称能量为2.6MW，可能有2.4～3.0MW的偏差（不同的工作条件下），10%的剂量率偏差。如加速器正常工作时剂量率为180 cGy/min，其他状况不变的条件下，在短时间内（一般指半个月）剂量率下降到150 cGy/min左右，再过半个月剂量率下降到120 cGy/min左右，则表明磁控管已老化。磁控管老化剂量率会降低，剂量率下降过程中机器可能出现高压打火、过流，此时最可能损坏设备或其他主要部件（闸流管、波导、环流管、加速器），所以应该及时更换磁控管。不能因为仍有剂量输出而继续使用磁控管。M5193的使用时间为250～1000h。磁控管的自动稳频系统（AFC）工作不正常或磁控管AFC驱动电机的限位松动或刚好AFC的剂量率最高位移出转动范围，也会出现剂量率偏低的问题。若电机限位不到位，医院维修人员打开机壳，观察剂量达到最大值时，限位挡块不在中间位置请调整到正常位置。如果是AFC问题，最好请厂家专业人员来维修或参考AFC原理及调整方法的提示来操作。

3 波导和环流器的问题

波导的内表面应该平整干净，如果使用时间太长会引起氧化或因为波导内打火导致波导有损缺，不纯净的F12气体会污染波导。最易受损的是方圆转换波导和软波导。波导受损会导致传输效率下降（在出束过程结束后即刻触摸软波导，可感觉到温度有上升），打开波导查看，若发现有问题应及时更换。

环流器可以说是加速器的第三重要部件。一般来说，国产的环流器四端的效率比三端的低，不同批次的环流器的效率也会有10%～20%的效率偏差，所以环流器的质量也很重要。磁控管输入到加速管的微波的相位（环流器的贴铁）的调整，在环流器的磁铁边上贴上铁片，观察剂量率大小的变化（其他因素不变），当然铁片少更好, 多了会影响隔离度。

操作方法：拔出前向波输入线，以监测二极管的输出。如果机器正常情况下，手动调谐磁控管频率（AFC），可观察到不同的波形变化，参见图1、图2、图3。如果只有图③状态，一般是四端环流器有问题。

图1 微波全馈入

图2 微波半反射

图3 微波全反射

环流器内充F12气体压力不足（可能是气体联锁电路故障）或充了含水的F12气体，导致环流器内部微波打火。这时，出现MOD故障或高压过流故障。如果高压加不上、剂量率下降，就表明环流器已损坏。

4 高压脉冲的问题

如果加速器出现高压过流而高压不上开，可以用假负载代替磁控管作检验。如果这样能将高压提升到正常值（脉冲电流100～110A）,说明磁控管有问题，如果该磁控管使用时间未达到保证值，一般是磁控管漏气（损坏）。如果高压仍加不上，可能属以下几种情况：

（1）观察脉冲变压器的脉冲波形，若有杂乱干扰波，再听脉冲变压器的声音是否异常，以判断脉冲变压器是否正常。

（2）如果有备用的闸流管，换闸流管试试，以检测此项是否正常。

（3）高压脉冲波形的高压变低的另一种可能是高压接触器的三级跳接触器有些触点老化（接触器、三相调压器），或者是外电网/稳压电源的三相电不平衡。

（4）调制器的反峰硅堆损坏，六相高压整流硅堆有一相损坏（高压会有高低跳动）。

（5）高压变压器打火，或线圈有短路（变压器发热），加速器剂量率降低或偏低，影响设备的治疗效果，出现的故障还有可能会损坏主要部件。

加速器属大型医疗设备、结构复杂，引起的故障和原因也繁杂，维修人员工作时应认真细致，特别是涉及高压部件检测时要注意安全，先分析后动手，做到有效及时发现问题、解决问题。

[1] 顾本广.医用加速器[M].北京:科学出版社,2003.

[2] 王京陵,郑玲.医用直线加速器剂量率故障的关键因素[J].医疗卫生装备,2005,26(6):74.

[3] 李军科,张广武,石毅力.医科达直线加速器AFC故障处理的体会[J].医疗设备信息, 2005,(8):56-57.

[4] 刘建强,程阳,徐峥浦.医科达PRECISE直线加速器故障检修2例[J].医疗设备信息, 2006,(4):96-97.

[5] 李刚,吴同文. SL-18直线加速器高压调制系统原理及检修方法[J].医疗卫生装备,2006,(3):90.

The Reasons of the Low dose Rate Analysis and Maintenance Examples of WDVE - 6 Type Clinic Electronic Llinac

LIU Ya-jun1, LI Wei-dong2
1.Radiation Oncology Department,Shanxi Hanzhong Central Hospital ,Hanzhong Shanxi 723000,China;2.Shenzhen Austrian Power Electronics Co., Ltd., Guangdong Shenzhen 518000,China

TH789

B

10.3969/j.issn.1674-1633.2011.07.044

1674-1633(2011)07-0121-02

2010-12-08

作者邮箱：hzlyj0528@163.com