瓦里安Trilogy维修故障一例

陆奇鹏

中国科学院肿瘤与基础医学研究所，中国科学院大学附属肿瘤医院，浙江省肿瘤医院 设备科，浙江 杭州 310011

引言

直线加速器利用具有一定能量的电子与微波电磁场的相互作用下，加速电子以获得更高的能量并且具有直线运动[1]。其根据所采用的加速磁场形态的不同分为：行波加速器和驻波加速器两类。它具有复杂和丰富的控制和保护系统，涉及气路、水路和电路。加速器是一种技术复杂而精密的设备，在实际医院放疗治疗中应用广泛，不仅可以进行常规放疗还能够进行图像引导放疗、复杂适型放疗、容积调强等技术。它适应症广泛，可以用于头颈、胸腔、腹腔、盆腔、四肢等部位的原发或继发肿瘤，以及手术前的术前治疗或手术后残留的病灶治疗等，也可以进行单纯根治的肿瘤或与化疗结合治疗肿瘤[2-3]。

1 设备信息

我院自2012 年1 月起开始启用美国瓦里安Trllogy 直线加速器，是现今我院进行放射放疗工作设备中不可缺少的部分[4]，设备使用至今整体性能相对稳定，但常见故障还时有发生。

2 设备故障

2.1 故障现象

治疗过程中出现GFIL 报错，无法进行消除连锁操作。当电子枪出现异常情况时会出现此连锁[5]。查找瓦里安手册根据报错信息“GFIL”主要原因一般为枪灯丝或者栅极偏置电压太低[6]。有时候转动机架在122 度附近和313 度附近位置连锁能够消除。发生故障时，检查机架电子枪控制电路冷端电路[7]（图1），发现POWER SUPPLY 电源板仅有DS1 指示灯常亮，DS2 和DS3 指示并未亮，与此同时，GUN CONTROLLER 板显示“HD A/D +”，怀疑为热端+5 V电压有异常情况[8]。再进行重新启动POWER SUPPLY 电源板的MASTER、HOT DECK 、HIGH VOLTAGE 电源之后GFIL 报错消掉，调试后恢复正常，但治疗一个患者之后故障又重复出现GFIL 报错。

2.2 故障分析

电子枪的控制电路可分为低压冷端和高压热端两部分[9]。根据以上故障现初步判断，可能的原因有：① 由于热端高压部分的hot deck 板或者电源板有问题，导致通讯不连贯或电压不稳定；② 由于在122℃左右和313℃左右位置报错“GFIL”可以消掉[10]，判断故障可能是因控制线或电源线接触不良导致电压不稳。

图1 POWER SUPPLY部分电路图

2.3 故障维修

2.3.1 操作一

将选择万用表伏安选项，将万用表一端接触要测量端，将另一表棒接地（可靠接地）。测量冷端POWER SUPPLY板子上的TEST TP1、TEST TP2、TEST TP3 电压，分别为4.9、14.95、-14.97 V，而它们的标准电压分贝为5、15、-15 V，根据《电能质量供电电压允许偏差》GB l2325-90 规定中，允许电压偏差为额定电压的±5%，测量电压属于正常误差范围之内，排除+5 V 和±15 V 电源故障。

2.3.2 操作二

先将热端高压电源断电，然后机架打至合适操作位置，并将机架热端封盖打开，先用机架上放电棒进行高压外壳放电，为安全考虑可以在放电结束后再用万用表金属外壳测下电压。拆除外壳后，更换Hot deck 板子后，重新上电，GUN CONTROLLER 板显示“HVPS OFF”和“Errs...”[11-12]，关闭POWER SUPPLY 电源，等待5 min，重启故障报错故障依旧存在，重新插拔板子检查跳线，并将光纤重新对接口放置，上电后报错消除测试正常，原以为故障因此修复，可两天后连锁依旧存在。枪控制板报错信息表，见表1。

表1 枪控制板报错信息表

2.3.3 操作三

进行测量hot deck 板子，可仅打开POWER SUPPLY 电源板MASTER 电源，关闭HOT DECK 、HIGH VOLTAGE电源，随后进行放电操作，进行测量hot deck 板子（图2），将表棒一端接P1（接地），红表棒分别测试P2、P3、P4，分别测出电压（5 根光纤板子的左上角，P1 为接地）。P2为4.75 V；P3 为-15.24 V；P4 为15.73 V（表2），因此怀疑热端小电源故障才导致电压不稳定，将小电源板进行放电处理，随后重新上电，GFIL 报错消除[13]，进行6 MV出束测试时，故障还是出现，最后检查接口线时，发现Harness Hot Deck W4 线缆中的PS2CN1 电源端子线的铜片形态歪曲，使得接触不紧密。经过以下步骤：首先使用橡皮擦去铜片上的灰尘，其次用刀片刮去表面的氧化物，最后调整铜片高度和角度，恢复最佳形态。经过多次模拟测试，电压值均在正常误差范围之内。

2.4 小结

经过以上三步骤排查检修故障，最终通过更换Hot Deck 电路板和处理铜片形变问题，解决故障。运行1 个月后未出现此故障，就更换全新W4 线缆。经过设备实际运行6 个月后未出现此故障，表明此次维修成功。

图2 Hot Deck Backplane部分电路图

表2 故障处理前后HOT DECK板测量电压（V）

3 讨论

Trllogy 加速器是瓦里安相对较新的治疗设备，该设备电子枪出现GFIL 连锁是一种常见报错现象，热端主要由背板、灯丝电源板和枪驱动脉冲板组成；而冷端则由枪驱动背板、电源板、AFC 和枪驱动脉冲控制板、枪控制板等组成。电子枪控制电路较为复杂，故障原因具有不唯一性，但出现此报错绝大多数情况都是这类似问题[14]。本次操作也仅是部分的维修过程的分享。一般情况下，若是电源故障，测量电压来比较参考电压进行检修故障；如果是电路板故障，则采用替换同型号板子（要注意板上的跳线插），进行排除故障。在充分理解机器的工作原理的基础上，先易后难，逐步排查可能发生的故障点，准确的结合日常维修记录本进行动态数据分析，测试机器性能查找故障原因。作为一名工程师需要坚持学习电路知识和提高专业维修水平，以提高日常机器的维护与保养水平[15-16]，并从控制治疗室内温度和湿度，有效延长设备的使用寿命，提高使用率，做好一部分质控工作，以保证机器正常运行，医院临床科室能够有效为患者治疗。