瓦里安23EX医用直线加速器故障维修2例
潘继鹏
新疆医科大学附属肿瘤医院 医学工程部，新疆 乌鲁木齐 830001
[摘 要]本文介绍了瓦里安23EX加速器的2例故障的分析及排除过程。
[关键词]医用直线加速器；加速器真空；能量开关；医疗设备维修
0 引言
随着医学科学技术的高速发展，医用直线加速器以其独特的优点被广泛应用于临床治疗，成为当今放射治疗设备中的重要成员之一。我院放疗中心全部使用美国瓦里安医用直线加速器，23EX型直线加速器为主力机型。该品牌机器是驻波电子直线加速器，工作原理是由三相电压经过升压、整流和滤波成为110 kV的直流高压，对调制器中的脉冲网络（PFN）进行充电，经高功率的氢闸流管后到高压电缆，输入到速调管内的脉冲变压器产生110 kV的直流高压给速调管，使其产生具有一定频率、幅值的微波能量，经过微波系统一起耦合到加速管内，在驻波加速管的谐振腔内建立起很强的电场强度；同时另一个高压直流变压器产生的5～10 kV（根据治疗所需要的能量选择）直流高压供给电子枪发射电子，在加速管的超强电场强度的谐振腔内被加速成高能电子束，或者撞击金属靶产生高能X线[1-2]。
我院23EX型医用直线加速器自2010年开始使用至今，总体性能稳定，但使用过程中也出现了故障。现就我院在使用此机器过程中遇到的一系列故障及应急处理方法介绍如下,供广大读者参考及相互学习。
1 故障一
1.1 故障现象
加速器在正常治疗病人时出现VAC（真空）联锁，偶尔VAC故障能够自动消除，故障反复，降低了治疗工作的效率。
1.2 故障分析
加速器VAC1联锁为主要联锁，它的出现致使治疗模式下的机器处于待机状态，直到引起联锁的原因排除将控制台计算机钥匙重新复位到开机状态才能清除联锁，机器正常工作[3]。因此当机器出现VAC1联锁时不能治疗病人，需要停机维修。VAC1联锁是由于加速器系统当中的加速管真空度过低、钛泵电流太高或电压太低引起。加速器系统当中监测电路根据钛泵的电流和高压监视真空系统的状态来判断机器的真空度。如果加速管钛泵电流＞700 µA或电压＜4 kV，则发出VAC1联锁。根据加速器系统结构知道对VAC提供电源和反馈的电路是真空电子柜，因此分析引起故障的原因主要是真空电子柜或加速管自身故障。
1.3 故障排除
瓦里安23EX型机器是一台高能直线加速器。高能直线加速器的加速管寿命为10～15年左右，本院此台机器只用了5年，推测VAC1故障的出现和加速管关系不大。为了进一步证明加速管和VAC1没有关系，进入维修模式下观察ACL VAC（加速管真空）=0.11、GUN VAC（电子枪真空）=0.08 、KLY VAC（速调管真空）=0.13，证实加速管的真空没有问题。继续检查真空电子柜，发现真空电子柜里有2块电路板：真空电源板和真空控制板。
翻阅维修手册发现VAC联锁和这两块电路板有密切的关系，将新的真空控制板和真空电源板依次换入真空电子柜，替换真空电源板后，故障消除。将机器的所有能量测试几次没有出现VAC1联锁。但当机器进入治疗模式下进行治疗不久后VAC1联锁再次出现。观察故障出现位置和技师对故障的描述，发现机架在某些固定角度VAC联锁出现频繁，旋转机架VAC联锁消除，除此在其他角度几乎不出现此联锁[4-5]。重点检查VAC有关线缆。查看真空电子柜以及翻阅手册发现和VAC联锁有关的线缆，见图1。
图1 VAC联锁线缆流程图
由图1可知VAC联锁与以上线缆有关，依次测量J7线缆、J2线缆、J1线缆、J45线缆，发现附加电子柜里附加电子柜背板J45和旋转机架接口板J1之间的线缆在人为弯曲时阻值有明显波动，其余相关线缆没有问题。更换该线缆后，故障排除，机器正常运行。
2 故障二
2.1 故障现象
加速器在选择能量时BMAG（偏转磁铁）联锁不能消除，机器不能正常治疗病人。
2.2 故障分析
查阅资料及机器原理分析引发BMAG联锁的主要原因有：① 控制电子柜里的瓦里安通讯板故障；② 机架辐射头编码开关位置问题；③ 编码开关传送信号线缆问题；④附加电子柜890470号旋转及偏转磁铁（CARROUSERL，MODE&BMAG）电路板故障[6]。
2.3 故障排除
观察机器发现选择任何能量时BMAG联锁都不消除。每个能量的选择都有对应的编码，此编码由微动开关进行不同的排序得出，每个能量开关的线路都是分开连接。初步判断故障不是某个开关或某线路问题，因此先排除890470号旋转及偏转磁铁电路板是否有问题，再查找其它原因。
更换新的旋转及偏转磁铁电路板发现，BMAG联锁不但没有消除反而出现了其它联锁。查看资料发现此电路板需要将机器各个能量的初始电压值载入新电路板，并且调节每个能量相对应的电位器，使测试点TP8=TP9=0并将标有BMAG的二极管点亮后机器才能正常使用。载入初始电压时间过长，为了节省时间替换其它机器的旋转及偏转磁铁电路板，选择能量后调节对应电位器都能使TP8=YP9=0并将BMAG二极管点亮，所有联锁消除机器正常。但此电路板为其它机器所用，各个能量初始电压值和此机器不一致，不能用于治疗，以免引发新的故障。推测机器原装旋转及偏转磁铁电路板损坏可能性变大。
将机器原装旋转及偏转磁铁电路板更换回机器，调节各个能量电位器，发现不能调试出TP8=YP9=0的状态，标有BMAG的二极管不能点亮，联锁不能消除，怀疑此电路板电压0位漂移。测量发现测试点TP15与TP7两点值不为0，电压0点漂移。尝试调节电位器R9使其为0，发现不能将此值调0怀疑电位器R9损坏，因为电路板电子部件在使用过程会老化。长时间工作后电子元器件变热使电阻增大，导致电位器调节失灵[7]。更换R9电位器调回0位，调节各能量对应电位器使标有BMAG二极管点亮联锁消除。机器能够正常运行，故障排除。
3 总结
瓦里安直线加速器采用支臂式机架。从辐射头、旋转机架安装的各种电气设备的电缆以及水气管路都是从旋转机架中部穿过引向机座后固定的。当机架旋转时，电缆受到扭转。为防止机架连续向一个方向旋转造成电缆扭转而损坏，加速器采用限位开关，限制旋转机架只能在±180°内连续旋转。但随着直线加速器使用年限的增加，电缆由于不断受到摩擦、挤压而造成破损、变形。从而导致信号传输出现误差，严重的甚至会造成信号的中断，会严重影响直线加速器的正常工作。所以日常工作中应多加注意，经常进行预防性的检修。更换新线缆后将线缆尽量固定，防止其随机架的旋转而与其他物体接触过多发生摩擦。由故障2可以发现并不是所有损坏的电路板都需要直接更换，特别是含有机械元件的电路板。机械元件可能由于使用时间过长固有属性改变从而影响整个电路板，最终影响机器工作。因此熟悉机器原理，了解元件工作原理是设备维修的基础。
[参考文献]
[1]张炳昌,宋强.瓦里安医用直线加速器MLC部分工作原理与维修[J].中国医疗设备,2015,30(3):157-158.
[2]张东强.瓦里安CL23EX型直线加速器欠剂量率联锁检修[A].中华医学会医学工程学分会第十一次学术年会暨2010中华临床医学工程及医疗信息化大会[C],2010.
[3]杨绍洲,陈龙华.医用直线加速器[M].北京:人民军医出版社,2004.
[4]仇云峰.医科达Precise加速器磁控管工作原理及故障维修[J].中国医疗设备,2015,30(5):164-166.
[5]宋伟平,周振远,林鹏.Varian 23cx直线加速器CARR和FOIL故障维修一例[J].医疗装备,2015,28(1):99-100.
[6]王恒,姜澎.瓦里安21EX直线加速器GFIL联锁故障检修一例[J].中华放射肿瘤学杂志,2012,21(5):411.
[7]孟宪春,吕鸿韬.瓦里安23EX直线加速器低剂量率故障维修[J].医疗卫生装备,2011,32(3):134.
Two Cases of Troubleshooting and Maintenance of Varian 23EX Medical Lineal Accelerators
PAN Ji-peng
Department of Medical Engineering,the Affliated Tumor Hospital of Xinjiang Medical University,Urumuqi Xinjiang 830001,China
[中图分类号]TL53
[文献标志码]B
doi：10.3969/j.issn.1674-1633.2016.04.051
[文章编号]1674-1633(2016)04-0165-02
收稿日期：2015-05-22
修回日期：2015-07-09