医科达Infinity 直线加速器多叶光栅原理及常见故障分析

王帮才，魏世祥，郑安梅，武博，陈延俊

甘肃省肿瘤医院 （甘肃兰州 730050）

医科达Infinity 直线加速器是一款用于治疗肿瘤疾病的高端医疗设备。目前，临床已将带有多叶准直器（multi-leaf conllimator，MLC）的直线加速器用于肿瘤患者的调强放射治疗，以满足不同形状肿瘤生物特性的设计并保护正常组织，同时获得治疗计划设计需要的照射野。在此过程中，MLC 频繁运动会加剧相关组件磨损，提高MLC 故障率，严重影响临床治疗。我院Infinity 直线加速器已投入使用3 年，现将MlC 运行中出现的常见故障及维修方法介绍如下，为同行提供参考。

1 基本原理

我院引进的瑞典医科达Infinity 直线加速器，其治疗机头采用Agility 系统，具有高精度束流系统。采用独有的红宝石光学系统进行实时位置检测，每片MLC 具有不同的反光点，通过小机头内野灯照射MLC 反光点，75%被反射光线到达聚酯薄膜镜，再二次反射到专用的CCD 摄像头；CCD 采集图像信息后，通过摄像头控制板、MLC 电源分配板、电缆将图像信号传输至加速器控制柜，控制系统即可检测MLC 叶片位置[1]。原理如图1 所示。

图1 MLC 光学系统基本原理

2 故障一

2.1 故障现象

临床出束治疗时，MLC图像框出现红点“眨眼”，治疗中断；连锁栏报错叶片丢失，且Leaf pair 19 闪烁，提示需要重置MLC。机器反复复位，故障依旧存在。

2.2 故障分析与处理

错误信息提示第19 对MLC 出现叶片丢失，显示屏上出现一闪一闪的红点，基本判定为其未脱落。MLC 形如刀状，由马达驱动丝杆、丝杆转动带螺母的叶片，正常治疗时Leaf 出现红点闪烁，可能是小机头内野灯亮度未达到运行需求[2]，反光镜面有灰尘，导致CCD摄像头对光的捕捉不敏感而出现报错，MLC 复位后无法恢复。首先，进入Service 模式，在MLC 控制窗口驱动Leaf pair 19 向In 或Out 方向运动，发现运动速度均匀，排除MLC 电机故障。其次，向In 方向驱动Leaf Y2-19，到达中间位置附近时，其反光点稍微变暗[3]，表明明亮度无法通过，反光点或反光镜有遮挡物，导致信号无法正常接收（MLC 图像框出现红点），检查发现内野灯LED 电压的设定值偏低，通过机器编号（2540）调节内野灯电压亮度[4]，通过键盘更改Actual 值，发现内野灯电压由13 V 逐渐增加至18 V 时红点消除。最后，驱动MLC，观察反光点亮度，无明显变化，保存加速器校准，进行循环测试，MLC 未出现报错，故障排除。

3 故障二

3.1 故障现象

机器报错（参考反光点丢失），机器无法工作，重启复位，故障依旧存在。

3.2 故障分析与处理

重启复位故障无法排除，说明软件正常，参考反光点丢失可考虑CCD 摄像头故障，接收信号受阻，或聚酯薄膜镜太脏、镜片破碎，使反光点宽度变小甚至消失。首先，进入维修模式，驱动MLC，可正常运行，排除马达故障，推测聚酯薄膜到达二次反射镜出现问题，CCD 未接收到信号。其次，检查MLC 反光宽度[5]，调出Leaf 显示服务页面，Part-192 调出Actual Refl Width，发现Leaf Y1-37 值为14，偏低，Leaf Y1-33、Leaf Y1-44 Leaf Y1-48 的实际反射宽度值均为0，需要拆查反光系统组件（拆除光学系统前，将Wedge 停放在In 位置，以保护电离室）；轻微向前压下大卡扣，取出光学系统，发现反射镜完好；检查反光点，并用无毛布棉签蘸工业用无水乙醇进行擦除，再清理光学系统，拆下摄像机头前方的二次折射镜片，用无毛布清理双面镜片。最后，安装光学系统并优化光学系统软件，使用一键自动校准程序，Leaf 37-18、Leaf Y1-33、Leaf 44 的值为18，Leaf Y1-48 的值为17，Actual Refl Width反射值为16～21，均处于正常范围内。再次进行测试，故障排除。

4 故障三

4.1 故障现象

设备运行报错MLC 到达位置不准确，Leaf 36 和Leaf 37 运动停止，复位后无法恢复。

4.2 故障分析与处理

在一定时间内，MLC 的某个叶片未到达指定位置，需从马达、丝杆及运行轨道等方面考虑。首先，检查马达和马达线缆，拆除小机头外壳可见MLC 组件，用专用工具拆下MLC 马达，用手转动（可放耳边听声音）未出现卡顿与噪声，转动匀速，马达接线也正常，说明故障依旧存在，排除马达故障[6]。其次，考虑丝杆问题，驱动丝杆时要么阻力大、要么空转，但相邻两个丝杆同时报错的可能性较小；拆下马达后用小一字螺丝刀手动转丝杆，先往In 方向检查阻力，发现转动顺畅，再向Out 方向转动螺丝刀，转动过程中发现有轻微卡顿，多次测试后确认有卡顿；拆出丝杆检查，丝纹清晰未出现磨损，未发现变形和脏物，手动转动顺畅，排除丝杆问题；排查丝杆过程中，MLC 一般都会转动至前后Leaf Limit，运行过程中如果轨道有问题，会直接影响叶片运行。最后，拆下MLC 组件（图2）检查轨道，手电筒照亮发现有小黑物。Infinity 的螺母为塑料模块，使用的上下丝杆大小不同，拆下发现模块有缺损，破碎片卡住了Leaf 36、Leaf 37 丝杆，导致运动时有卡顿，清理轨道后更换新的螺母（检查更换需用AST 设备配套的专用工具[7]），选择叶片序号，移动指定叶片的螺母，测试数据VD、CH36 和CH37，值均在标准范围内（测试时螺母不动，只能听到马达转动的声音）。安装后驱动测试MLC，运行正常，位置到达准确，故障排除[8]。

图2 MLC 组件

5 总结

日常工作中MLC 的故障率为80%左右。出现故障后，应通过可靠的分析方法，方便、快捷地查找故障隐患。如灰尘影响反光明亮度，单个多叶光栅出现闪烁无法通过，可能为内野灯泡电压值偏低；十字叉丝膜具有防尘作用，反光镜灰尘会影响反射度，清理MLC 反光点时尽可能使用无纺布，避免清理后毛线掉落影响判断；聚酯薄膜反光镜保养清理前最好有备用件，辐射越久，反光镜膜片越脆弱，为避免洗涤剂等与膜片发生化学反应并划伤膜片，通常用注射器吸入蒸馏水后点滴清除表面灰尘；透光镜需正反面清洁，注意蒸馏水不宜太多，以免影响其他元件。必要时更换新件，做到定期保养，且保养有记录。