瓦里安Clinac iX 直线加速器原理分析及故障解析

毛燕正，叶永来，朱明琪

丽水市中心医院（浙江丽水 323000）

直线加速器是常见的放疗设备，具有剂量率高、照射时间短、照射野大、剂量均匀性和稳定性强等优点[1-2]，在食管癌、宫颈癌、胰腺癌、肺癌等各种肿瘤放疗中发挥着重要作用[3-6]。随着肿瘤放疗患者的日益增多，直线加速器的运作时间增长，在治疗过程中出现故障联锁的频率随之增加[7]。直线加速器故障因素复杂，且设备具有“唯一性”，快速完成设备故障的排除成为备受关注的“攻坚战”。设备运行的快速恢复可节约患者等待治疗的时间，但对临床医学工程师的维修技术水平提出了极大挑战[8]。加速器的维修可通过查阅随机技术资料，并借鉴平时的经验总结，顺着联锁回路找到故障点，再进行针对性的维修。本研究介绍了瓦里安Clinac iX 直线加速器两例联锁故障的原理分析和维修方法，以期为同行提供借鉴和参考。

1 故障一

1.1 故障现象

直线加速器在患者摆位时出现机架屏幕黑屏，治疗床控制面板和手控盒指示灯无显示，机房灯不亮，整个治疗床按键及手控盒按键无法操控，加速器主控屏幕无任何联锁出现。

1.2 故障分析

第一步，观察故障现象。出现机架屏幕黑屏，治疗床控制面板和手控盒指示灯无显示均出现在患者摆位过程中，刚出现该故障时，等待几秒钟后机架屏幕、控制面板和手控盒能自行恢复指示灯，治疗床及手控盒按键可以操控，但随着加速器运行时间的增加，该故障自行恢复的时间也逐渐增加，最长为10 min 以上，故障出现时无任何联锁提示。

第二步，故障自行恢复时间增加后，加速器将转到待机模式，甚至关机重启，经过12 min 的开机预热自检后，故障再次出现，自行恢复时间随机器治疗时间的增加而增加。

第三步，考虑到故障总是在患者摆位时出现，于是跟随技术员仔细查看摆位过程，当技术员按治疗床ROOM LIGHT 键关机房灯，准备进行激光定位时，故障出现，重复观察多次，确认按下ROOM LIGHT键时机架屏幕出现了黑屏，治疗床和手控盒断电。

第四步，查看技术图纸，如图1 所示，加速器的供电及机房电灯、激光灯、机房门的供电都是由一个稳压器稳压后分配的。按下ROOM LIGHT 键时，调制柜中辅助电源分配板（AUX POWER DIST PCB）上的K5、K8 继电器同时吸合，+24 V 电压输入稳压器K1、K2 继电器的线包，K1、K2 继电器同时吸合，机房电灯关闭的同时激光灯点亮，K1、K8 继电器控制激光灯一路，K2、K5 继电器控制机房灯一路。加速器正常工作且机房灯亮时，测量稳压器端K2、K5 继电器的线包电压为0 V；按下ROOM LIGHT 键时，测量K2、K5 继电器的线包电压为+24 V，机房灯灭，同时激光灯亮，但机架屏幕、治疗床控制面板和手控盒指示灯无显示，再按ROOM LIGHT 键或其他按键，都无法恢复正常。通过以上分析，判断故障点位于K2、K5 继电器的概率较大。

图1 加速器供电分配图

1.3 故障处理

稳压器端的继电器较易拆卸，将K2 继电器换为新的继电器后，故障仍存在。拆开调制柜，找到辅助电源分配板上的K5 继电器，替换为新的继电器后，反复按ROOM LIGHT 键，故障未出现；持续观察一段时间，未再出现机架屏幕、治疗床控制面板和手控盒指示灯无显示的现象，故障排除。

2 故障二

2.1 故障现象

直线加速器运行过程中，六氟化硫（SF6）气体气压正常未出现联锁，次日晨检时出现GAS联锁。

2.2 故障分析

SF6 是一种人工合成的惰性气体，它作为超高压绝缘介质材料，被充入加速器的波导管，可防止产生电火花。正常要求波导管中的SF6 压力为32 psi，如果出现漏气，绝缘性能就会降低，进而导致速调管、加速管、波导管因打火而损坏；当压力低于28 psi 时，可能出现GAS 联锁。SF6 气路结构如图2 所示。

图2 SF6 气路结构图

在加速器运行过程中，SF6 的气压正常，待机次日，机器就出现了GAS 联锁，查看SF6 气体压力表，显示为22 psi，SF6 气体压力不足。打开气罐，重新充入SF6 气体，使压力至32 psi，并关闭气罐阀门和进气阀门，观察加速器使用过程中SF6 气体的压力，发现一直保持正常。待机次日，SF6 气体的压力显示为24 psi。

机器待机后，速调管不工作，波导管中无高压微波通过，机房温度稳定在26 ℃，波导管内外温度会明显下降，法兰金属连接口处金属因热胀冷缩、密封不严而漏气。

综上所述，GAS 联锁故障是法兰金属连接口漏气导致。

2.3 故障处理

波导管从速调管一直延伸至加速管，中间有多个法兰金属连接口，可使用肥皂水测试漏点。

直线加速器待机一个多小时且波导管冷却后，用毛刷和肥皂水逐个对法兰金属连接口进行测试，注意不能刷太多肥皂水，以免形成流水，电路部分需进行防水保护，最终发现，图2 所示的波导管法兰金属连接口处肥皂水冒细泡，说明该处存在漏气现象。用扳手拧紧波导管法兰金属连接口的螺钉，再次刷肥皂水检查，未发现漏气，最后充入SF6 气体，至压力为32 psi，次日观察压力表，压力指示为32 psi，漏气故障排除。

3 总结

医用直线加速器结构复杂、部件繁多、运动单元精度要求高，作为大型放疗设备，医院一般只配备1 台，如果故障无法及时得到维修，往往会造成患者等待时间延长、心情焦躁，也会增加临床科室的工作压力[9-11]。临床医学工程师需掌握医用直线加速器的原理构造，熟悉技术图纸，多积累维修经验，才能更快、更准确地解决故障，保障临床工作的顺利开展，为患者和临床医务人员减轻压力。