医科达Versa HD直线加速器配置设备的常见故障及排除

宋孟孟

（复旦大学附属中山医院厦门医院放疗科，福建厦门 361006）

0 引言

随着人口增长和老龄化程度的加剧，我国癌症患者数量正在持续攀升，截至2020年癌症患者数量已高达457万例[1]。据研究统计，60%～70%的肿瘤患者需要接受放射治疗[2]，而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设备，担负起了大部分的放射治疗任务。我院于2018年购入1台医科达Versa HD直线加速器（以下简称“直线加速器”），该设备配备了图像引导设备锥形束CT、治疗床以及冷却循环水机。但由于图像引导设备使用频繁、治疗床需要经常移动、冷却循环水机工作时间长，该设备故障的发生概率较高，据统计每年平均维修次数达到30次。为了保障患者的持续治疗，物理师有必要总结常见的故障原因及解决方案，以便在发生相同的故障时能够快速判断故障原因，与厂家工程师协同排除设备故障。本文总结锥形束CT、治疗床及冷却循环水机的常见故障及排除方法，以期为同行提供参考。

1 锥形束CT常见故障及排除

1.1 设备简介

锥形束CT是直线加速器配备的图像引导设备，通常被命名为X射线图像引导（X-ray imaging，XVI）设备，用于纠正患者的摆位误差。该设备由kV级X射线球管、探测面板及图像处理工作站等组成，X射线球管和探测面板分别位于直线加速器左右两侧，直线加速器实物图如图1所示。锥形束CT在机架旋转过程中采集患者的图像，球管发出的锥形射线经过人体后，由探测面板接收，经过图像处理器和模数转换器的重建和转换，最终形成患者的解剖图像，进而与患者定位CT图像配准获取摆位误差。

图1 直线加速器实物图

1.2 常见故障及排除

1.2.1 治疗过程中触发联锁

（1）故障现象：联锁发生后机器停止出束，患者治疗中断，机房内锥形束CT的探测面板上绿色指示灯持续闪烁并发出鸣笛声，探测面板无法移动，其在治疗过程中并未发生碰撞。

（2）故障分析：通常触发联锁的原因有3种，即防碰撞框架松动、探测面板螺钉松动以及探测面板内销钉没有与限位开关接触。

（3）故障排除：首先尝试按动绿色指示灯按钮，手动收回探测面板，然后使用手控盒上下、左右移动探测面板，检查防碰撞框架和探测面板螺钉是否松动。如果联锁尚未消失则需要拆开探测面板基座，使销钉与旁侧限位开关接触，此时鸣笛声消失，联锁故障消除，可继续用以治疗患者[3]。

1.2.2 显示器未出现探测面板到达指定位置的提示

（1）故障现象：探测面板已经展开，但是扫描窗口并未出现“small”“medium”或“large”的提示，导致不能进行图像扫描。

（2）故障分析：锥形束CT可以根据患者体型的差异设置不同的扫描方式，通过射线接收端的探测面板上下移动选择不同的停留位置。如果显示器出现“small”“medium”或“large”的提示，并且与左侧预设位置值相符，则表明探测面板已到位，否则表示探测面板没有找到准确位置，无法进行扫描。

（3）故障排除：首先检查探测面板伸展位置与预设位置是否一致，然后使用手控盒按动上下和左右键使探测面板小幅度移动。当探测面板寻找到对应的位置时，显示器会出现“small”“medium”或“large”的提示，表示与预设值相同，此时探测面板已经到达预设位置，设备故障排除。

1.2.3 患者首次治疗时图像无法配准

（1）故障现象：图像无法配准通常会出现3种情况，即图像导入时报错提示“已存在该患者的文件信息”、3D导入时“import”按钮无法点击且患者ID左侧没有绿色“√”符号、图像导入后解剖结构无法勾选。

（2）故障分析：如果图像导入时提示“已存在该患者的文件信息”，说明XVI操作系统的患者列表中已经存在该患者的文件夹，但是患者的图像已被删除，表明该患者是二程治疗。图像导入时3D“import”按钮为灰色的，则说明临时文件夹已满，需要清除多余数据。图像导入后解剖结构无法勾选，则说明数据在传输过程中丢失。

（3）故障排除：首先在XVI操作系统的临床模式中找到该患者的文件夹，然后删除该文件夹或者恢复该患者的首次治疗图像，再尝试重新导入患者图像，若没有出现报错提示，则表明该故障已排除。在导入图像时3D“import”按钮为灰色，则需要找到XVI操作系统D盘中的“dicomtransitdb”文件夹，然后将缓存数据全部删除，再尝试重新加载患者图像并且传输到XVI操作系统中，点击3D“import”按钮，若患者ID左侧出现了绿色“√”符号，则表示患者图像可以正常导入。图像导入后如果无法选择对应的解剖结构，应首先尝试使用治疗计划系统将患者的CT图像、解剖结构和计划等数据发送到XVI操作系统，然后重新加载患者图像，若XVI操作系统中出现了患者的解剖结构，则表示故障已排除，患者的图像配准能够执行。

1.2.4 获得的扫描图像出现伪影

（1）故障现象：所有患者的扫描图像均有环状伪影或图像某些区域颜色变暗，无法看到实际的解剖结构[4]。

（2）故障分析：伪影的出现说明探测面板中有少量电离室损坏，或者图像的均匀性需要重新校准。

（3）故障排除：首先对图像进行均匀性校正和中心点识别，若图像伪影没有消失，则需要拆开探测面板，更换新的电离室。待零件更换后重新进行扫描，若图像伪影消失，则表示故障已排除。

除此之外，XVI操作系统会出现信号连接中断等现象，通过对XVI设备或维修间高压发生器进行重启，可以排除这一类故障。在碰到不常见的问题时，物理师需要记录报错提示，按照维修手册维修或等待厂家工程师上门解决。

2 治疗床常见故障及排除

2.1 设备简介

医科达六维碳纤维床有沿X、Y、Z平移和以X、Y、Z为轴旋转运动6个自由度，其机械本体部分由动平台、静平台以及6个可伸缩的驱动杆组成。其中伸缩支链杆与静平台采用虎克铰副连接，伸缩支链杆中间有移动副。移动副采用螺杆驱动，由菱形升降驱动单元实现。驱动部件推动6个移动副实现相对移动，通过改变6个伸缩支链杆各自的伸缩长度，实现动平台在空间的位置和姿态变化，最终达到使用要求[5]。治疗床通过电位器给出其运动位置指示，每个平移或旋转方向均需要3个电位器实现位置指示的功能。不同方向的电位器单独发挥作用，因此可以根据报错提示找到相应的电位器进行检修。

2.2 故障现象及排除

（1）故障现象：直线加速器报错提示“Table lateral”和“Lateral check”。

（2）故障分析：Lateral代表治疗床左右方向的横向运动，“Table lateral”提示说明负责治疗床左右方向移动的电位器对运动位置识别出错，“Lateral check”提示则说明电位器可能损坏。

（3）故障排除：首先应检查线路是否磨损或短路，然后对电位器的位置识别进行重新校准。校准方法：先将治疗床移动至左侧极限位置，测量中心点到极限位置的距离，然后切换直线加速器到维修模式，找到治疗床左右方向的对应项，输入测量数值。然后将治疗床移动至右侧极限位置，执行相同操作，这样电位器就获得了两端的实际位置，“Table lateral”的报错提示消失。此时“Lateral check”的报错提示仍然存在，并且直线加速器维修间内控制箱的第6个指示灯闪烁，该指示灯对应的内容为“COURSE &CHECK POTS DISAGREE”，表明电位器损坏（如图2所示）。在更换新的电位器后，重新对电位器位置进行识别校准[6]，此时“Lateral check”的报错提示消失，治疗床可以移动，故障排除。为了保证治疗床的移动数值是正确的，物理师需要按照以下方法进行检查，先将方格纸放在治疗床上，确保机架和准直器在零度位置，然后按照方格纸的刻度将治疗床在左右和前后方向分别移动10 cm，如果显示器的数值也相应地变化10 cm，则说明治疗床移动数值正确，设备可以正常使用。

图2 治疗床控制箱报错示意图

除了电位器故障，其他零部件也容易出现损坏，例如刹车等易磨损零件。因此，在使用设备的过程中要定期保养零件，磨损严重的及时更换，以降低设备故障的发生率。

3 冷却循环水机故障及排除

3.1 设备简介

冷却循环水机的主要作用是降低重要部件的温度并且把加速波导管的温度保持在相对稳定的范围内，其温度系统包括外循环水冷机、内循环水冷机、加速管的油冷3个部分。内循环水使用的是闭合回路系统，用于降低加速器的温度，并通过与外循环水进行热交换来保持自身的恒定温度。外循环水冷机可以用储存箱里的水，也可直接取自来水，其对水的温度和流速有一定的要求，这样才能将直线加速器产生的温度散出[7]。

3.2 外循环水冷机的常见故障及排除

在实际操作中，外循环水冷机的故障通常有5种，具体故障现象、原因及排除方法详见表1。

表1 外循环水冷机的5种常见故障现象、原因及排除

以最近出现的1例直线加速器外循环水冷机故障为例，分析过程如下：

（1）故障现象：直线加速器报错“Water Temp”，外循环水冷机温度为39.5℃。

（2）故障分析：外循环水冷机的实际温度远远超过自身设定的温度（通常为19℃），说明外循环水冷机不制冷。如果氟压低于正常的数值（0.8 MPa），则说明冷却循环水机制冷剂泄漏。

（3）故障排除：首先找出制冷剂泄漏点，修补泄漏点或更换管道后关闭冷却循环水机。待重新补充氟利昂制冷剂后，再打开外循环水冷机，等待20 min后，冷却循环水机温度与预设温度相同，直线加速器温度降低至28℃，此时故障排除，直线加速器恢复正常。

3.3 内循环水冷机的常见故障及排除

（1）故障现象：直线加速器报错“Water Temp”，内循环水冷机显示当下水温为38℃。外循环水冷机设定温度为19℃，实际温度同样为19℃。

（2）故障分析：外循环水冷机的实际温度和设定温度相符，说明外循环水冷机运行正常。直线加速器正常运转时内循环水冷机的水温为28℃，然而目前内循环水冷机的水温为38℃，并且内循环水冷机前端水管温度低，后端水管温度高，表明没有冷却水注入内循环水冷机。通常当内循环水冷机阀门处于自动设置端时，内循环水冷机可以根据直线加速器的温度自动调节水流量，进而保证自身温度维持在28℃。当没有水流注入，表明阀门处于自我锁定状态或阀门损坏。

（3）故障排除：首先将内循环水冷机阀门调整到手动模式，适当调大进水压力，内循环水冷机的水温持续降低，经过一段时间后，内循环水冷机的温度降低为28℃，“Water Temp”报错提示消失。然后将内循环水冷机阀门入水模式改回到自动模式，若发现内循环水冷机的水温重新回升，则说明阀门已损坏。在厂家工程师上门更换阀门后，内循环水冷机的水温恢复到28℃，此时阀门在自动模式，说明内循环水冷机的水温已经能够维持在28℃，此时报错提示消失，故障排除。

内循环水冷机除了阀门问题，有时也会出现水压低等问题。只需在机房设备间打开水泵电源开关，然后打开排气阀，排水至水桶内，直至不产生气泡时打开加水阀加水，待水压表数值达到11 psi（1 psi=6.895 kPa）后关闭排气阀、加水阀和电源，即可解决内循环水冷机水压低的问题。

4 小结

直线加速器要出色地完成治疗任务，锥形束CT、治疗床以及冷却循环水机的正常运转十分重要。物理师在实际使用过程中要深入学习直线加速器的基本构造，掌握设备正常运转需要的条件，快速获取直线加速器的报错提示，根据故障提示寻找故障原因，在全面掌握设备状况后再进行维修。物理师在维修过程中也要谨慎操作，对于尚未遇到的故障问题，一定要与厂家工程师充分沟通后再进行相应操作，只有这样才能更好地排除直线加速器故障，保证患者的治疗不受影响。