新华XHA600E直线加速器故障维修3例

刘晗，宋迎新，马蕾杰，刘冰，陈鹏，雷宏昌

1.郑州大学附属肿瘤医院 放疗科，河南 郑州 450000；2.山东省新华医疗器械股份有限公司，山东 淄博 255086

引言

医用电子直线加速器是现阶段实现肿瘤远距离精确放射治疗的主流大型医用设备[1-2]。XHA600E是新华医疗公司最新推出的一款全数字化医用电子直线加速器，是用于高精度图像引导的全新高效治疗平台。它采用模块化实时控制技术，配备四维高精度治疗床。我院于2015年引入该机型，主要用于静态调强放射治疗。下面介绍3例典型故障的分析和处理方法，以供通行在维修此类故障时参考。

1 故障分析

1.1 故障一

1.1.1 故障现象

直线加速器在治疗过程中SB1模块出HWFA联锁。

1.1.2 故障分析

硬件联锁故障HWFA是指加速器的控制器检测到一个硬件失效，XHA600E加速器采用模块化实时控制技术，其中SB1模块主要负责4个钨门的运动。如果SB1模块中出现钨门双路位置超差，24 V掉电，对撞等就会报HWFA联锁。

1.1.3 故障检修

为了查明故障原因，首先查找新华加速器操作界面下的故障记录，显示“SB1”故障：故障信息号“09”，其中故障信息号“09”代表“上钨门Y2双路位置超差”。此时，进入维修模式，调出SB1模块，观察上钨门Y2的电位器和编码器的值，发现两个值不一致，相差大于4 cm。此时将机架打到0度，将治疗床升到等中心位置，放上坐标盘，对好中心位置，单独对Y2进行操作，可以发现Y2电位器值与实际值相符，编码器值与实际偏差较大，可以判断是编码器值不对导致的双路位置超差[3]。

首先对Y2进行单独校准，校准后发现来回重复几次运动后编码器值就又不准确了，且偏差较大。通过以上分析，基本确定是上钨门Y2编码器数值不准确导致的双路位置超差，查看《XHA600E医用电子直线加速器电路图集》，得出最有可能的故障点：① 编码器故障；② 编码器与SB1板之间线缆故障；③ SB1板电路故障。接下来先更换新的编码器，并做好校准工作。然后重复运动Y2到各个位置，发现在数十次运动之后，有些位置仍然会出HWFA，编码器与电位器数值相差大于4 cm，但是在某些位置误差又在4 cm以内了，联锁可以消掉，可以判断出问题并没有彻底解决[4]。

尝试更换编码器与SB1板之间的连线。连线并不是插头设计，而是将原线剪断重新焊接，操作时一定要小心以免焊错或脱焊。更换完新的编码器连线之后现象依旧，问题并没有得到解决。最后考虑到更换小机头上的SB1电路板，由于医院没有备件，联系厂家发货。

由于厂家发备件需要等待时间，耽误病人治疗，通过观察Y2编码器与电位器间的误差是有规律的，在中心位置误差较小，联锁可以消掉，而在两端位置则误差较大，出现联锁，而且此现象具有重复性。通过分析怀疑编码器安装角度有些倾斜。重新打开机壳，对比钨门X1、X2和Y1的编码器安装位置，重新调整倾斜角度，且在安装后保证钨门在运动到每个位置时框量都是一样的。安装完成后校准Y2准直器，运动几十个来回后并没有发现误差。后续通过一周的观察，Y2并没有再出现误差，故障排除。

1.2 故障二

1.2.1 故障现象

机器出FLOW联锁，伴随着出磁控管、闸流管相关联锁。

1.2.2 故障分析

XHA600E加速器水冷系统只有一路水循环，利用水循环将机器内部的高热量带到外面排放出去，其中包含4个水流量检测传感器，分别是加速管靶、水负载+三端环流、加速管腔体+波导窗、磁控管四路。正常情况下，FLOW1＞98 Hz（8 L/min）；FLOW2＞75 Hz（6 L/min）；FLOW3＞75 Hz（6 L/min）；FLOW4＞75 Hz（6 L/min）。因此，FLOW联锁的发生原因可分为：冷却循环水过少，水流量传感器故障，冷却水水质变差造成管道堵塞，信号传递过程中出现故障[5]。

1.2.3 故障检修

首先进入维修模式，调出SB3模块中的参数，观察发现“2#传感器”的示数是0，其他三路传感器示数都正常。拆开机壳发现该路水流量传感器水波轮停止不转了。判断故障为水流量传感器损坏引起的FLOW联锁。更换水流量传感器后机器正常，“2#传感器”显示示数为103，观察旧水流量传感器发现水波轮的扇叶上附着一块铁屑，导致其停止转动，说明水质太脏，需要定期更换内循环水[6]。

另外遇到一次现象相同故障，进入维修模式，查看SB3模块中的参数，发现“2#传感器”示数为0，首先拆开机壳观察水波轮是否转动，发现水波轮是转动的，说明水流量信号采集并无异常，应该是在信号传输过程中出现故障。查看《XHA600E医用电子直线加速器电路图集》，发现传感器将信号传递到旁边的插线排上，再通过DP32线缆传递到SB3板上，然后经过板子上的U3芯片传递到MCU板，最后传递到操作间电脑主机。该部分电路图，见图1。

图1 水流量信号处理电路

使用Fluke 289C高精度数显数字万用表，调到Hz档，测量得到第二路传感器传出信号为110 Hz，然后顺着检查DP32线缆，发现线缆没有破损也没有松动。接着查看图纸，U3芯片的1号引脚是FLOW2信号的输入端，2号引脚是FLOW2信号的输出端，7号引脚为接地。用万用表测量，1号引脚对地频率为110 Hz，2号引脚对地频率为0，说明信号通过U3芯片后发生异常，至此可以判断为U3芯片烧坏。由于U3芯片在SB3板上，不容易维修，维修现场正好有SB3板备件，更换后正常，故障排除。

2 讨论

新华XHA600E直线加速器是该公司最新推出的一款全数字化直线加速器，在运营初期难免会出现一些故障[7-9]。对于钨门运动这类问题，笔者通过与同类型进口加速器相比较，提出几点改进建议：① 记录钨门位置的电位器供电电压太小，为3.3 V，电压的正常波动就会造成电位器所记录的钨门位置值产生较大波动，建议提高钨门电位器供电电压；② 编码器固定架移动框量太大，造成维修工程师在更换编码器过程中容易装偏，造成二次故障，建议改进编码器固定方式[10-13]；③ 编码器在使用半年后性能变差，建议提高编码器性能；④ 编码器与电路板之间应采用插头式接头，方便后期维修。

加速器出现Flow问题的原因：加速器冷却循环水质差，未按要求更换冷却水、冷却水管道，导致冷却水管道内壁结垢或附着物堵塞；循环水进入加速器未经过滤芯过滤，无法保证机器内部水质；水流量传感器性能较差，运行一段时间后产生故障；电路板性能不稳定，容易烧坏，导致信号在传输过程中中断[14-16]。

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