Synergy医用电子直线加速器运行1年故障原因和频率分析

邓永锦+肖振华++王成涛++任玉峰++欧阳斌+钟嘉健++王振宇+文碧秀

[摘要] 目的 分析Elekta Synergy医用电子直线加速器临床运行1年的故障发生原因和频率，以更好地了解设备性能。 方法 对中山大学附属第一医院1台Elekta Synergy医用电子直线加速器临床使用1年内，机械和软件上的故障次数及故障致功能停用或停机时间进行统计，并对其原因和频率进行分析总结。 结果 研究显示X射线容积成像影像系统故障最常见（11次，23.40%），机械运动故障次之（9次，19.15%）；电路一类故障虽发生率不高，但致功能停用或停机时间较长。 结论 通过该研究可更好地了解Elekta Synergy医用加速器的故障规律和机械性能，为日后设备的保养维护工作提供参考。

[关键词] 医用电子直线加速器；放射治疗；机械故障；软件故障；设备保养

[中图分类号] R197 [文献标识码] A [文章编号] 1673-7210（2017）02（c）-0073-04

医用电子直线加速器（medical linear accelerator，LA）是实施肿瘤放射治疗的大型、复杂、精确主导的医疗设备[1]，其运行涉及物理工程、精密机械、光学、无线电子、计算机、电真空度、测量、微波理论及高能物理等广泛科学领域[2-3]，设计复杂且工作精确性要求高，故障率较高。工作环境中温湿度、水流、真空度以及灰尘颗粒的变化，都可致故障发生，影响放疗临床工作进行。

据文献总结，LA在使用时间上可分为3个阶段：第一阶段为设备安装使用2年内，整机处于电子器件检验筛选和磨合期，故障率最高；第二阶段为使用3～10年，设备性能稳定，故障率较低；第三阶段为使用10年后，因机械磨损、器件老化、精度变差，维修常需更换较大器件，致设备功能停用或停机时间延长[4]。

中山大学附属第一医院（以下简称“我院”）1台Elekta Synergy LA完成安装调试工作并已临床使用1年。本研究对其临床故障进行分类统计和原因分析，以更好地了解设备性能，为日后的机器保养维护工作提供参考并服务于临床。

1 材料与方法

我院的Elekta Synergy LA经安装、调试、性能检测，各项性能指标均在《医用电子直线加速器性能和试验方法》[5]、《电子加速器放射治疗放射防护要求》[6]等标准内，并完成数据采集、建模和测试等工作。LA开展三维适形放疗（three dimensional conformal radiotherapy，3D-CRT）、调强放疗（intensity modulation radiotherapy，IMRT）、容积旋转放疗（volumetric modulated arc therapy，VMAT）等技术，疗前采用锥形束CT（cone beam CT，CBCT）或kV/kV进行影像引导放疗（image guide radiation therapy，IGRT）。LA严格按国家规定进行每日晨检、每月月检、每3个月保养及每年2次年检，保证性能参数符合标准要求。该LA于2016年1月完成安装调试工作，至2017年1月临床使用满1年，包括放疗计划验证及正常治疗工作，日均开机时间10 h左右。

对LA临床运行1年内故障进行分类统计，包括X射线容积成像（X-ray volume imaging，XVI）影像系统故障、机械运动故障、电路故障、治疗床系统故障、剂量故障、通讯故障、光野故障及其他类型故障等8类故障，并记录各故障时间，了解各类故障的发生原因及解决方案，为日后的机器保养维护工作提供参考。

2 结果

2.1 故障原因分析

本院Elekta Synergy LA目前处于高故障率阶段，其1年内发生的故障记录统计如下表1所示。

故障及原因分析如下：

2.1.1 X射线容积成像系统故障 LA机载XVI系统，用于IGRT实现影像引导精确放射治疗[7]。XVI系统配备独立于加速器的高压发生器，在整机开机过程中，XVI系统有滞后性，易出现XVI与加速器的通讯故障，致使XVI无法正常工作。此故障常需重启XVI系统或LA整机。

2.1.2 机械运动故障 Elekta Synergy LA机械运动包括臂架转动、辐射机头转动、多叶准直器运动、治疗床运动及XVI成像平板运动等多项复杂精确的运动，实现IMRT、VMAT、IGRT等多种放疗技术，故障率较高。因我院患者都接受IGRT治疗，XVI使用频率高，其成像平板运动包括平板展开和平板伸出两个动作，极易发生故障，曾多次出现平板展开或伸出过程中被卡住。

2.1.3 通讯故障 因治疗系统各终端网络参数设置错误，或软件运行出错，导致终端连接异常，出现计划图像传输失败等通讯故障。重新设置网络参数或重启软件可解决此类故障。

2.1.4 剂量故障 包括射线剂量率错误、输出量错误、平坦度对称性错误、伺服错误等。我院LA要求定期做晨检、月检及保养。一旦发现剂量问题，则立即进行剂量性能校准，保证治疗的精确性。

2.1.5 电路故障 包括电路板、保险丝烧坏等。我院LA分别更换过XVI成像平板运动限位板、XVI高压发生器控制板、剂量控制板及闸流管保险丝等。

2.1.6 光野故障 Elekta LA MLC運动采用光学监测方式，通过光野灯投射到MLC的反光点产生反射光信号，由摄像头记录分析确定MLC位置。射野灯泡因射线作用或使用老化致亮度降低或烧坏。另外光野通路上的光偏转镜片在射线作用下，也易沾上灰尘或破损，致MLC运动监测故障。

2.1.7 治疗床系统 治疗床的公转角度精度为1°，若床在外力作用下发生微小公转偏转，不能在角度显示上体现，引入摆位误差，与厂家工程师沟通后锁紧公转刹车。另一方面，床的垂直运动方向有限位开关控制，若治疗中床下降高度过低，会触发限位开关产生运动联锁，导致床不能运动。该联锁无法自动消除，须手动旋转床升降驱动电机，将床摇到限位高度以上，并进行机器复位方能消除。

2.1.8 其他故障 如我院LA发生过冷却水管漏水，急停开关误拍导致开机异常，波导管气压偏低，及停机时间过长后一次大量出射线导致真空值过低等故障。

2.2 故障发生频率分析

XVI影像系统故障最常见（11次，23.40%），机械运动故障次之（9次，19.15%），其他故障发生频率相对较低。我院Elekta Synergy LA 1年内故障记录及发生频次统计见表2。

2.3 故障致设备功能停用或停机平均延误治疗时间分析

机械运动及电路故障导致的设备功能停用或停机时间较长。我院LA因各类故障导致的设备功能停用，或停机平均延误治疗时间记录及统计

。

3 讨论

我院Elekta Synergy LA运行1年出现的故障进行分析统计结果显示：XVI影像系统故障最常见，机械运动系统故障次之；电路一类故障虽然发生率不太高，但每次检修致功能停用或停机时间较长。

我院要求病人每次疗前进行IGRT，确保精准放射治疗的实施，XVI影像系统使用频率较高[8-9]。因XVI影像系统的设计原理要求，Elekta Synergy LA须严格按照正确的开机顺序操作，若技术员对此流程不熟悉，易出现XVI系统故障[10-11]；另一方面因厂家设计上的问题，致XVI系统高压发生器故障频率较高，Elekta厂家针对此问题发出后续现场安全通知。胡作怀等[8]也提及开机流程要求的问题。此故障发生概率虽最高，但将XVI或整机重启往往能解决问题，故耽误治疗时间不长。

LA的机械运动系统控制复杂，精度要求较高，因此故障发生率也较高。此类故障发生常需停机更换零件或电路板，对临床治疗工作延误影响较大[12-13]。因此在日常使用及定期机器保养维护中，要严格检测机械运动系统，尽早发现隐患。一旦发生此类故障，需立即通知维修工程师到场处理，争取把治疗延误时间降至最低[14-15]。

电路一类故障，发生概率不高，但常需较长的检修时间。尤其电路板故障，出问题时要排查并确定损坏的电路板较为费时。即使确定需更换的电路板配件，有时因科室备件不齐，需要从厂家仓库订货，导致更长功能停用或停机时间。我院LA曾经出现过XVI影像系统拍CBCT中断并报错的故障，导致部分患者的IGRT无法正常进行。维修人员排查此故障1个星期，确定为XVI系统的高压发生器内高压控制板有故障。随后从厂家订配件更换，又耗时1 d。对于此类故障，要求维修人员平时注重学习，积累总结经验。

LA对周围环境较敏感，温湿度、水流、灰尘颗粒、真空度的变化都对其运行状态有较大影响[17-19]。胡杰等[9]提出机房的湿度不好，会引发磁控管、闸流管打火损坏；姜瑞瑶[3]提出水冷却系统的问题会导致机器过热跳泵等。我院LA也曾出现过因水冷机的室外风扇灰尘太多，散热不足导致无法出束。确保机房内温湿度及机器环境处于合适的状态，保持机房干净整洁，对保证机器正常运行、降低故障发生率有重要意义。

对放射治疗工作人员而言，要求治疗技术员熟练并规范操作，尽可能降低人为因素造成的故障隐患；维修人员切实做好机器保养维护，长期定期进行运行状态监测，并做好记录总结，便于更好地了解机器性能并服务于临床[20-24]。

对厂家而言，机器的故障记录和总结，可作为产品设计方面改进升级的参考。如因XVI系统的设计原理要求必须按严格开机流程操作，对此可考虑将XVI系统设计成常带电的工作方式，免去XVI系统启动的时间。针对治疗床系统问题，对于床公转偏差问题，可提高公转角度显示精度，并改进公转刹车设计；对于误将床垂直运动过低触发限位联锁，可以增加软件消除联锁操作，不必通过手摇升降驱动电机方式消除，更方便于临床工作。

4 结语

由于设计的高度复杂性和治疗工作的精确性，LA有着较高的故障率。本文对Elekta Synergy LA使用1年维修故障进行记录并总结，分析其故障规律[25-26]。研究显示：XVI影像系统故障最常见，机械运动故障次之；电路一类故障虽然发生率不太高，但每次检修致功能停用或停机时间较长。通过该研究可更好地了解Elekta Synergy医用加速器的故障规律和机械性能，为今后机器保养、维护工作提供帮助，对厂家的产品设计与升级也有一定参考意义。

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（收稿日期：2016-11-22 本文编辑：李岳泽）