医科达SYNERGY直线加速器PRF EN CHK连锁维修案例

孙波,丛宁宁

烟台毓璜顶医院 医学工程处,山东 烟台 264000

[摘 要] 在医科达直线加速器运行过程中,程控脉冲信号发生器(Programmable Pulse Generator,PPG)PCB会发出脉冲重复频率(Pulse Repetition Frequency,PRF)ENABLE信号,依次经过3个控制区和多叶准直器以及直线加速器控制系统(Linac Control System,LCS)回到PPG PCB,如果各区域工作正常,则PPG PCB会向高压部分提供闸流管脉冲触发,脉冲成形网络会正常充放电,磁控管产生微波到加速管加速电子,加速器工作正常。如果PRF ENABLE信号经过的区域有工作异常的情况,则加速器不能正常出束。我院医科达直线加速器的临床使用过程中,多次出现PRF EN CHK连锁。本文总结我院医科达Synergy直线加速器运行过程中出现的PRF EN CHK连锁,详细分析了已出现故障或者可能发生的故障,重点介绍了排除故障的过程,供相关人员参考。

[关键词] 直线加速器;脉冲重复频率;高压连锁电路;连锁排查;医疗设备维修

引言

我院医科达Synergy医用直线加速器使用四年多来,多次出现PRF ENABLE连锁。同其他主连锁不同,脉冲重复频率(Pulse Repetition Frequency,PRF)连锁不会导致继电器A(CON A)断开(不会切断主电源),如果有PRF ENABLE连锁出现,程控脉冲信号发生器(Programmable Pulse Generator,PPG)PCB会停止向RF系统提供闸流管脉冲触发(Thyratron Trigger Pulses,TTP),加速器会停止出束,直到PRF连锁消失后,加速器状态会升至RADIATION,出束[1-3]

PRF连锁系统有两套连锁回路(PRF A和PRF B),PRFA和PRFB的PRF ENABLE信号分别通过3个控制区域(AREA 72 ICCA、AREA 12 RHCA、AREA 16 HTCA)的DIE PCB和与之关联的ROC PCB,回到PPG PCB。经过3个控制区域时,监测的主要设备参数有机器状态、LT和HT继电器吸合情况、TERMINATE和INTERRUPT按键情况、剂量通道、楔形板、均整器、限光筒情况、真空状况、冷却水系统情况、SF6气压等是否正常,只有这些参数都正常,ROC PCB的RLD-1继电器吸合,信号通路连通[4-6]

现将我院出现的PRF EN CHK连锁的可能原因及维修方法总结如下。

1 故障现象

现象1:设备处于准备就绪状态,当按下START键出束后,设备没有出束,随后报出连锁PRF EN CHK;现象2:病人治疗过程中,在子野变换时,多页光栅运动后,不能出束,随后设备报出连锁PRF EN CHK。

2 故障分析及解决方法

2.1 电路图分析

PRF ENABLE连锁图,见图1。分析电路图(4513 330 7021 PRF INTERLOCK)发现,PRF ENABLE信号源自HTCA AREA16的PPG PCB,然后分两路,A侧信号通路通过AREA72的ROC-A,AREA12的ROC-A和AREA16的ROC-A,回到PPG PCB;B侧信号通路依次经过多叶准直器(Multi Leaf Collimator,MLC),AREA 92的SIGNAL ISOLATION BOARD,AREA72的 ROC-B,AREA12的ROC-B和AREA16的ROC-B,返回到PPG PCB[7-8]

图1 PRF ENABLE连锁图

分析故障原因:正常情况下,A侧信号通路,PRF ENABLE信号通过PPG PCB J2的A16发出,由C16回到PPG PCB,如果A16与C16连接各区之间的信号通路是连通的(图 2),那么 +5 V 会通过 R115(1 kΩ)、R103(100 Ω)、R116(100 Ω)接地。所以正常情况下测量A16和C16对地电压应该约为0.41 V。如果A16和C16连接各区之间的信号通路是断开的,那么测量A16对地电压应该约为0 V,测量C16对地电压应该约为5 V。C3会发送5 V到AREA 16的DIE PCB,产生PRF_ENABLE连锁。

同样的情况适用B侧信号通路。正常情况下,A18与C18连接各区之间的信号通路是连通的,测量A18和C18对地电压应该约为0.41 V。如果A18和C18连接各区之间的信号通路是断开的,那么测量A18对地电压应该约为0 V,测量C18对地电压应该约为5 V。A3会发送5 V到AREA 16的DIE PCB,产生ITEM 452 PRF_ENABLE_CHK连锁。

2.2 连锁分析及故障排除方法

通过上述对电路图的分析得知,造成PRF EN CHK连锁的原因有:

2.2.1 B侧信号通路中MLC相关故障

首先需要观察,出现PRF EN CHK连锁时,故障是否与小机头旋转有关系,如上述故障现象2,在子野变换时出现连锁,很有可能是由于子野变换时小机头运动所致。可以反复试验查看,如果故障的出现与小机头旋转有关,首先怀疑扁平电缆的25AA-26AA有问题。可以转动小机头,查看故障是否消除。如果没有消除,转动机架,看是否与机架旋转有关,排除LINAC-2电缆是否有问题(可以与LINAC-1电缆对调测试)。另外,MLC电子装联和MLC配电盘两电路板也要注意排查测试[9-12]

2.2.2 继电器输出卡

如图1所示,设备处于准备就绪状态,机房防护门及机房内二道门都关闭,门连锁消除,这时,各区继电器输出卡(Relay output card,ROC)的D40 LED灯应该是亮的,表明该ROC PCB的RLD-1继电器吸合,PRF ENABLE信号通路连通,该ROC工作正常。除非D40 LED灯本身故障,否则只要该LED灯不亮,说明RLD-1继电器没有吸合,ROC PCB故障。

2.2.3 PPG PCB及DIE-HTB

图2 PPG PCB PRF INHIBIT连锁分析图

如图1所示,如果PPG PCB自身存在故障,PRF ENABLE信号不能正常产生和发出,或者DIE-HTB故障,不能识别A3和C3发出的正确信号,也有可能导致出现ITEM 452 PRF_ENABLE_CHK连锁,在故障排除过程中也要注意对AREA 16的PPG PCB和DIE-HTB进行测试、排查[13]

3 总结

通过对电路图的分析,得知PRF ENABLE两条信号通路,在按照上述方法排除ROC PCB因素外,可以用测试延长板接PPG PCB,用万用表测量C16或C18的对地电压。正常情况下,C16或C18的对地电压应该是0.41 V左右。如果C16电压为5 V,则表明A侧信号通路断开;如果C18电压为5 V,则表明B侧信号通路断开。之后再的检查相应断开通路具体故障点即可。由于B侧信号通路比A侧多连接了MLC,所以B侧故障发生率相对较大,检查时要尤其注意检查扁平电缆以及LINAC-2电缆是否有问题。

另外,机器配有专用PRF EN CHK的测试接头,将该接头连接至12U,开关拨至test档,出束测试,如果仍报PRF EN CHK,则考虑与MLC相关问题无关。最后,除了排查上述故障点以外,还要注意各区各电路板之间的连接电缆是否存在问题[14-16]

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Troubleshooting of Elekta Synergy PRF EN CHK Interlock

SUN Bo, CONG Ningning
Department of Medical Engineering, Yantai Yuhuangding Hospital, Yantai Shandong 264000, China

Abstract: During the operation of elekta synergy linear accelerator, programmable pulse generator (PPG) PCB will transmit pulse repetition frequency (PRF) ENABLE signal, pass through three control areas, multileaf collimator and linac control system, then go back to PPG PCB. If everything works well, PPG PCB will provide thyristor trigger pulse to high tension area, then pulse forming network will charge and discharge normally, the magnetron will generate microwave to accelerating tube, and the linear accelerator will works properly. Otherwise, if any part works in wrong conditions, the linear accelerator will not delivery beam. During the clinical use of elekta synergy linear accelerator in our hospital, the PRF ENABLE interlock occurred several times. This article summarized the PRF EN CHK chain of elekta Synergy linear accelerator in the process of operation in our hospital, analyzed in detail the happened or possibile failures, focued on the process of troubleshooting, which might provide the reference for the related personnel.

Key words: linear accelerator; pulse repetition frequency; high tension interlock; troubleshooting; medical equipment maintenance

[中图分类号] TL53

[文献标识码] B

doi:10.3969/j.issn.1674-1633.2018.04.026

[文章编号] 1674-1633(2018)04-0101-03

收稿日期:2017-07-25

修回日期:2017-08-06

通讯作者:丛宁宁,高级工程师,主要研究方向为医学工程。

通讯作者邮箱:13854546877@163.com

本文编辑 袁隽玲