瓦里安23-EX医用直线加速器灯丝电压供应异常出现GFIL连锁故障分析维修

蔡桂全 卢联中 广州医科大学附属肿瘤医院 （广东 广州 510095）

瓦里安23-EX医用直线加速器灯丝电压供应异常出现GFIL连锁故障分析维修

蔡桂全 卢联中 广州医科大学附属肿瘤医院 （广东 广州 510095）

瓦里安23-EX直线加速器具备复杂、完善的控制与保护系统，需要连接多个对象，线路比较复杂，加之，每日需治疗的病例较多，在日常工作中随时可能出现一系列故障。因此，做好医用加速器维修与检查工作对设备操作稳定性、安全性产生重要影响。本文从瓦里安医用直线加速器工作原理入手，重点分析23-EX直线加速器使用的过程中设备突然报出GFIL连锁报警故障，并提出相对应的解决思路和方法，以期为类似故障诊断问题提供一定参考。

加速器 GFIL连锁故障 枪电源板 维修

随着医学技术的快速发展，医用直线加速器因其独特的优势广泛用于临床治疗中，成为当前放射治疗中的重要设备之一。23-EX医用直线加速器具有自动化程度高、操作方便、稳定性和安全性高等优点，成为大中型医院较为理想的化疗治疗仪器。本院使用23-EX医用直线加速器已有一段时间，其总体性能稳定，但使用中会出现一些故障，瓦里安23-EX医用直线加速器运行过程中，如果设备各分部系统发生故障，计算机会自动给出相应的连锁提示，便于操作或检修人员快速诊断故障，及时进行相对应的维修操作。下文就本院使用该机器中遇到的GFIL连锁故障及维修方法进行介绍，以期为广大读者提供一定指导。

1.瓦里安23-EX医用直线加速器工作原理

医用加速器是生物医学上用于治疗肿瘤的粒子加速器装置，这种加速器是以人工方法依托不同的电场，将各类带电粒子加速至较高能量的电磁装置，因此，被称作加速器。现阶段，国际上放射治疗中常使用电子直线加速器。临床常使用美国瓦里安公司生产的23-EX、Trilogy型号的加速器，23-EX型加速器不仅能展开常规的化疗操作，也可借助高精度、稳定性强的剂量率为肿瘤患者提供更有效的治疗。本院放疗中心全部运用美国瓦里安医用直线加速器，该产品的工作机理为：三相电压通过升压、滤波等操作成为110kV直流高压，并对调制器内的脉冲网络（PFN）进行充电，通过高压电缆输入值速调光中的脉冲变压器，从而产生具有一定幅值、频率的微波能力[1]。经微波系统耦合处理后，创建较强的电场强度。在此基础上，另一个高压直流变压器产生5～10lV的直流高压供电子枪发出电子，在加速管中的超强电场强度被加速为高能电子束或经过撞击，产生超高能X线[2]。

2.故障现象

加速器作为临床肿瘤放射治疗最有效的设备，它能够产出能量不同的X射线和电子束杀伤癌细胞。美国生产的瓦里安加速器不仅具有良好的性能，操作简便，但因每日接受治疗的患者较多，机器运行时间较长，机器运用过程中会遇到一些故障问题。23-EX直线加速器如果发生故障或操作不恰当，计算机会自动给予相应的故障提示并控制机器不能出束[3]。本次研究中，患者进入机房后，操作医师操作设备对病人进行放射治疗大约10min后，由于设备无法进行电子束输出治疗被迫中止，设备监视器上提示GFIL连锁故障信息。

图1. 设备线路图

3.故障诊断与分析

机器进入维修模式，在维修状态下根据提示逐一排查，最终确定本次故障是由于电子枪灯丝电压不稳定所致。操作人员随即按下主机控制器上的S3维修开关，使用接地绝缘棒泄放电源外罩余压，确保安全后，拆开外罩用万用表测量灯丝板输出电压，输出口电压为-15V，表明其输出电压正常。+5V电压偏高为6.5V，+15V电压正常进一步确定，由于5V电压超标导致连锁故障中止电子线输出[3]。同时，拆下可疑板件离线分析，该电源板电子元件并没有明显的烧坏迹象，这也符合设备在刚开机放疗时，还可以坚持工作10分钟的缘故[4]。在此基础上，进行下一步的通电检查，将电源板的输入端接上220V交流电压后，发现5V输出电压为7V依旧偏高，比装在机器上还升高0.5V。此时，只能分析电路的控制方式，其线路图见图1。

该电源板采用自激起振的开关方式，+5电源通过电阻R16向VR2L T431第二脚提供基准电压，VR2第三脚输出一个稳定的2.5V，经过R24向Q3基极提供反馈电压Q3，并通过VR2和R26控制，调节R26即可使整体的输出电压，特别是影响到5V电压的高低。由此可以推断，可能是其中某个元器件线性性能不良导致的电压漂移，更换VR2-T431稳压器和可调电位器R26后，调整通电调整输出电压5V电源端为5.05V，+15V标准和-15V标准后，固定电位器用704胶水封住，防止电位器出现灰尘与松动的情况[5]。将电源板安装回设备，打开S3维修开关，经过使用设备再没有报GFIL连锁故障，故障排除。

4.结论与建议

医用直线加速器临床主要用于肿瘤放射治疗中，这种设备结构比较复杂、使用要求、频率均比较高，极易出现各种故障，加之，这种医用设备涉猎医学、机械学、计算机等多个学科的知识，这对使用和维修者的要求较高。在实践过程中，操作和维修人员要依据具体故障进行分析和观察，联系该设备的运行情况及近期出现的故障线索，实施统筹检修分析，防止走过弯路，切实提升大型医疗设备的维修效率。本次研究中，笔者在深入分析瓦里安医用直线加速器的工作原理基础上，根据GFIL连锁故障逐一排查，确定故障为：加速器灯丝电源板长期安装在密闭的屏蔽盒里面发热严重，电路板元件性能也会随之下降。维修过程中，注意将维修开关S3关闭及余电泄放，确保安全后再开展维修处理。在此基础上，笔者认为，23-EX直线加速器每日开始治疗前，先打开电脑显示电源，随之调制柜门并接通高压，开启控制柜电源完成12min的预热，并对激光灯、设备状态、安全等方面展开检查，具体内容如下：（1）激光灯：因机械振动容易使这些激光灯出现飘移、旋转的情况，操作人员进行治疗操作前，要检查左墙、右墙、机架尾部等部位的激光灯，以期降低其故障发生率；（2）设备状态：先基于模拟治疗状态下实施常规和MLC检查，随之检查外（20～25˚C）、内外循环水温（<40˚C）、空气压缩机（48～52Pa）等指标情况，并做好相关记录工作；（3）机械检查：主要检查准直器、机架旋转角度，这两项指标的旋转较低均小于0.5˚，并价差标尺灯、光野尺寸等方面内容；（4）安全检查：为保障使用医用直线加速器治疗过程中患者、机器及操作人员的安全，晨检操作时，要检查机器防碰撞性能、控制台各功能按钮、知识、监视、对讲、广播设备等功能情况。上述检查完成以后，机器预热好以后，开展剂量模拟出速操作，检查结束后，操作者方可开展一天的治疗工作。

[1] 张炳昌, 宋强. 瓦里安医用直线加速器MLC部分工作原理与维修[J]. 中国医疗设备, 2015,16(3):157-158.

[2] 李亮, 陈勇, 徐钰梅, 等. Varian23EX医用直线加速器故障分析与维修策略探究[J]. 医疗装备, 2016,29(2):66-67.

[3] 蒋俭, 钱龙. 瓦里安23EX医用直线加速器多叶准直器故障维修实例[J]. 中国医疗设备, 2014,17(5):138-139.

[4] 亢锐, 任承祖, 张峻峰, 等. 简述医用直线加速器的结构与故障维护[J]. 计量与测试技术, 2015,42(12):71-73,75.

[5] 郑洪元. 瓦里安-CX医用直线加速器的FOIL和CARR故障联锁的排除方法[J]. 医疗装备, 2014,27(3):58.

1006-6586(2017)08-0109-03

R197.39

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蔡桂全，生物医学工程助理工程师；卢联中，工程师。