瓦里安Clinac iX直线加速器OBI系统支撑臂电机驱动板频繁损坏的故障分析与维修

马恺丽

（铜陵市人民医院放疗技术部，安徽 铜陵 244000）

1 设备基本情况及OBI运动系统结构

1.1 设备基本情况

设备基本参数，见表1。

表1 放射治疗设备主要技术参数

1.2 OBI运动系统结构

瓦里安Clinac iX型电子直线加速器整合的OBI系统用于拍摄放射治疗患者的平面或锥型束CT（CBCT）图像，以便患者能够正确对齐以进行治疗，该系统采用ExactArm机械臂实现二维方向运动。组成该系统的千伏源和千伏探测器安装在垂直于Clinac iX加速器机架的两个支撑臂上，兆伏探测器安装在射线源的另一端（如图1所示），支撑臂运动是全电动组件，靠马达驱动，起支持和定位作用。ExactArm支撑臂包括千伏级X线射线源臂（KV Source Arm）、千伏级探测臂（KV Detector Arm）、兆伏级探测臂（MV Detector Arm）三部分，每一条机械臂有肩（shoulder）、肘（elbow）、腕（wrist）独立运动轴。它允许纵向和横向的线性移动，包括检测器的横向移动。在不使用时，ExactArms支撑臂可以收回，并提供碰撞检测和联锁系统，以帮助防止人身伤害和设备损坏。KVS机械臂、KVD机械臂、MVD机械臂运动结构相同。

图1 OBI系统结构视图

2 MDB板维修实例

2.1 故障现象

OBI系统运动功能故障，报故障代码15：“the MDB’s input voltage detected on KVS over or under limit”，报错提示机械臂上的KVS上电机驱动板（Motor Driving Board，MDB）输入电压低于或超过限值。于是联系瓦里安公司更换MDB板。设备正常工作一个月左右，出现同样故障，再次更换MDB板。该故障频繁发生，半年时间内更换了6块MDB板。

2.2 故障分析

更换3次KVS的MDB板后，我们采用交换法找寻MVB频繁故障的原因。我们将KVD上正常工作的MDB板安装在KVS槽中，将新的MDB板放入KVD槽中，机器恢复工作，正常工作一段时间后再次出现故障，报错提示KVD中MDB的输入电压低于或高于限值，于是我们将处于MVD槽中正常工作的MDB放入KVD槽，工作一段时间后故障跳转到MVD。采用交换法更换新的MDB板，该板正常工作一个月左右就会出现故障。通过这3次故障转移，我们初步判断3个机械臂的电机都正常运作，可能是这一批次的MDB板存在一定的质量差异，有可能对电压波动更加敏感，更易损坏。根据初步判断结论，我们通过查看操作手册和线路图分析MDB板输入电压频繁报错故障，提出解决方案。

如图2立式马达电源变压器接线电路图显示，调制器输出的三相220V经W17到了立式电源变压器后变压为三相26V，此26V再传到KVD后面的OBI 电源架（如图3所示），经上二极管整流成34V直流输出到obi三个机械臂MDB板。我们检测了电源架故障状态时的26V交流以及34V直流输出，都在合理范围。我们又检测了机械臂运动状态下的34V电压，发现电压有比较大的压降。我们认为机械臂运动时的电压波动导致MDB板故障，于是我们将立式马达电源变压器（如图2所示）上的档位由A0，B0，C0档位降低一档，降至A1，B1，C1档，这样我们得到了27.3V交流输入以及36.8V直流输入，提高了MDB板的输入电压。将立式马达电源变压器档位降低一档之后，加速器OBI系统恢复正常工作至今，再无MDB板损坏现象发生。

图2 立式马达电源变压器接线图

图3 OBI power shelf电源架分配图

3 讨论

我们在MVD故障维修过程中首先采用交换法排除故障，因KVS、KVD、MVD三个机械臂的运动结构相同，初步判断可排除三个机械臂电机故障，引发MDB板损坏的原因可能是新一版本的MDB板和老的MDB板存在性能差异。然后我们通过分析OBI电源架分配图，找出故障点，判断出突然瞬时的电压压降可能会引发MDB板检测故障或非正常工作，从而导致MDB板损坏，通过查看操作手册和图纸，改变马达电源变压器上的档位，最终有效解决问题，保护MDB板的正常运作。

在实际治疗中，OBI机械臂系统有可能出现升出缩进运动故障或者校准数据丢失而无法运动，无法继续治疗。此时应首先使用OBI备用手控盒将机械臂收回，不影响在治患的者放疗摆位，暂行使用短接OBI碰撞联锁跳线短接加速器母板J23插头，临时暂停OBI图像引导功能，却允许加速器治疗机继续出束满足常规病人治疗，同时尽快报修，购买配件并完成维修工作。

医用直线加速器的OBI系统在加速器治疗机基础上增添影像验证系统，获取放疗患者治疗前的摆位影像，将放疗定位时影像与实时获取影像自动或手动匹配，监测两组图像三维方向误差，在线纠正偏差，引导本次及后续治疗。OBI系统的故障导致加速器影像配准功能无法运行，可能严重影响患者摆位及治疗的精确性。医用电子直线加速器属于大型医疗设备，部件多且结构电路复杂，出现故障时就会跳出连锁，设备可能就会停机无法使用，影响患者的治疗，故维修时要仔细认真的分析判断，通过查看图纸，利用数字万用表和示波器等工具找准故障点，这些对于故障的及时排除很有帮助。

4 结语

瓦里安Clinac iX型电子直线加速器是目前主流机型之一，维修人员必须具备深厚的专业知识。要在了解放疗设备系统构造的前提下，根据不同的故障现象，从相关电路入手，充分利用随机自带图纸，尽快找到引起故障的原因，再根据具体情况进行相关检测，及时排除该连锁故障。我们不仅要做到“坏了会修”，更要做到“防患未然”，所有的操作人员都应该经过严格的上岗培训，防止因误操作对加速器产生不必要的损伤。根据我院使用经验，为了减少电子部件的损耗，一定要注意维持机房的环境，机房应保持清洁和干燥，温度控制在25℃左右，湿度控制在50%～70%为宜，并注意机器的除尘和防尘过滤网的及时清洗和更换。若灰尘较多且湿度较大极易引起高压打火损坏部件，且降低机器和机械部件的使用寿命。维修人员及工程人员应控制好机房的环境温度，保障机器稳定使用的同时，提高设备的使用率及开机率，为医院带来更多效益，也更好地服务于临床工作及患者治疗。