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医科达Precise直线加速器MLC系统的故障分析及维修4例探讨

2023-01-03郑东宏骆弘儒

中国设备工程 2022年7期
关键词:反光镜丝杆医科

郑东宏,骆弘儒

(河源市人民医院,广东 河源 517000)

1 前言

随着电子计算机技术的不断发展,其在肿瘤的治疗中具有较高地位。直线加速器作为放射治疗的主要设备,随着近年来对放射技术研究的进一步深入,放射技术提高,医用直线加速器配备的多叶准直器(MLC)系统在适形调强治疗中得到了较为广泛的应用。无论三维精确放疗(3D-CRT)、强调调控放射治疗(IMRT)、容积调强放射治疗(VMAT)还是立体定向体部放疗(SBRT)等照射技术,都需要通过MLC的运动控制照射野形状,保证靶区剂量获得良好的肿瘤治疗效果的同时,避免正常的细胞组织受到照射伤害,尽可能减少对患者的损害,有利于患者预后。

医科达直线加速器是当前较为常见的进口加速器之一,其中,Precise型双光子加速器是这一机型的代表,其系统界面操作较为简洁方便,通过控制软件,能够有效地进行各项参数的显示与检测,同时其能量选择具有灵活可调的特点,选择项目较多,包括高中低三档X线能量与九档电子线能量,可用于全身各部位肿瘤的放射治疗中。同时Precise型双光子加速器还具有故障率低、维修成本低等优点,临床应用较为广泛。直线加速器执行任何一个治疗处方都离不开MLC的运动,MLC是直线加速器日常治疗中运动最多的部件,因此MLC故障也是直线加速器最常见的问题之一。包括机械故障、光学组件灯部分故障、电路故障及软件故障等,给治疗的顺利开展带来了影响,因此及时进行故障的排除与维修十分重要。软件问题引发的故障相对少见,一般可通过重装系统的方式进行解决,但其他故障则需循序渐进地排查,在确定故障原因后进行相应的维修。本文对我院医科达Precise直线加速器常见的MLC系统的故障进行分析及维修进行了综述,具体内容如下。

2 工作原理

医科达Precise直线加速器配有40对MLC,采用光学系统定位,主要由光学摄像系统(摄像头、反光膜片、反光镜、射野灯等)、叶片运动系统(电极、丝杆、叶片、叶片反光点等)及计算机显示与控制系统组成[5-6]。MLC整套有4个大的参考反光点,在MLC的每个分叶片上还有反光点,小机头内的野灯照亮叶片的反光点,以叶片的准确定位继而形成照射野。反光镜将光线反射至CCD摄像头,摄像头再将采集的光学信号,通过光纤传至控制板、MLC电源分配板,再通过光缆将图像信号传入加速器控制系统,发出驱动指令,电机带动准直器叶片到达指定位置,随后,再利用光学摄像系统对叶片的实际位置进行快速验证,并反馈数据,如反馈异常,仪器会出现报错,提示故障。

3 应用现状

本院使用医科达Precise直线加速器的时间较长,每日照射野治疗患者达650野次以上,平均工作时间在15 h左右。主要治疗以IMRT放疗为主,且NPC患者放疗所占病例占比较高,因此,MLC运动量较大,虽然能够正常开展设备的保养工作,但MLC故障的情况时有发生。

4 常见故障

(1)故障一。治疗过程中,MLC项频繁闪烁,以致剂量不稳报错,叶片运动过程中突然停止,叶片位置丢失。

故障分析与处理:上述故障可能与射野灯变暗、反光镜反光效果差等因素有关。在Serivise维修模式下,编辑相关参数,选取固定射野,找出不报连锁错误的上限与下限值,设置参数值在中间位置,并调节射野至最大和最小两个极限后确认故障是否仍存在。如故障仍未解决,可能与参数的调节范围有关,记录初始光圈位置后进行反复、适当的调整,以消除故障。如故障仍未消除,应注意查看是否有灰尘覆盖反光镜、反光点,对反光效果产生影响,进而出现故障。由于反光镜的膜片较为脆弱,为防止洗涤剂与膜片发生化学反应对膜片造成损伤,应使用蒸馏水清洁反光镜膜片,使用注射器吸取蒸馏水,随后采取对膜片进行喷射蒸馏水的方式清除灰尘,清洁结束后进行检查,如仍存在故障,可能与灰尘覆盖反光点有关。反光点是由细小的反光颗粒组成,同样采用蒸馏水进行清洁,可使用脱脂棉蘸取少量蒸馏水进行轻轻擦洗,擦洗过程中,注意避免吸取过多蒸馏水影响其他元件性能,清洁结束后,观察故障反光点亮度,如反光点仍不清晰,可能与亮度下降有关,应先更换反光点,随后再进行叶片位置校对。如故障仍未消除,应更换射野灯(使用3个月以上)保证亮度,如上述问题仍未解决,可考虑更换摄像头。

(2)故障二。治疗过程中,Y2轴第12片叶片运动不连续,走走停停,叶片始终不能到位。故障分析与处理。维修模式下,手动操作第12片叶片,故障依旧,分析其原因,可能与MLC驱动板性能不佳、叶片上的螺母及丝杠损坏或叶片驱动微型电机性能变差有关。

将机架转到180°,调换2块MLC驱动板,观察故障存在情况,如Y2轴对侧MLC出现故障,可证明其中一块MLC驱动板损坏,更换驱动板即可消除故障。如Y2轴同侧出现故障,可能与叶片驱动小电机损坏有关,使用专用工具拆卸叶片驱动机,采用外接电源检查电机,确认是否发生损坏,如发生损坏,应更换电机,即可消除故障。反之,进行单个叶片移动的检查,手动旋转螺杆,如叶片不动,可能与叶片螺母、丝杠故障有关。该故障产生的原因主要是MLC日常运动过程中,螺母、丝杆因长时间运动造成严重的机械磨损,运动阻力增大,难以带动叶片移动,及时进行更换即可排除故障。使用平头螺丝刀拧出丝杆,安装新丝杆前,应采取手动的方式将丝杆拧至最里面,即MLC位置处于最外的位置,再紧上丝杆固定套,随后再采取手动的方式来回走动丝杆,检查运动是否顺产,丝杆安装前,可涂抹少量润管剂,保证安装平衡,避免拧断丝杆或位置安装不平衡导致丝杆再次出现易磨损的情况。

(3)故障三。设备出现RESET MOTORS连锁,按手控盒马达复位键无效。

故障分析与处理。按手控盒马达复位键,接口柜内ROCICB板上DUI-灯亮,但运动接触器CONB未吸合,说明该故障本身与复位键无关。继续测量后发现RLB2上游的插头PL 72H的第7、9针之间的电压存在异常,两针之间电路部分为治疗床STOP MOTORS,说明故障可能与治疗床STOP MOTORS有关;检查治疗床STOP MOTORS,发现按钮未按下,且导通正常;测量限位开关一路,发现插头815B的1、2针不通,但到810B的6、7针通,810B两侧插座的2、7针不通,1、6针通,电路板上有锈迹,怀疑该故障可能与815B故障有关,更换电路板后,故障消失。

(4)故障四。MLC在X线转换过程中,有连锁Target Chk现象,在电子线治疗状态下,未出现错误连锁,再转至X线6MV,出现连锁。

故障分析与处理。Target电机M1电源短路故障曾在以往治疗中出现,经检查后,相关电路正常,说明此次故障与Target电机M1电源短路故障无关。对线路进行检查,发现电子线-X线转换过程中,item 262项的值在电子线1530位置与设定值相同,设定6 MV X线值为2540时,实际值与其差距较大,多次转换后显示值仍不同,说明该故障可能与靶位置不正确有关。拆解机壳及25区铅块,对其相应组件进行检查后,发现一处电机带动的连接装置的阻力较大,使得靶无法达到预定位置。使用润滑油对上述出现阻力部位进行润滑处理后,故障排除,可正常工作。铅块安装时,应注意其位置、方向及前后顺序等情况。

5 结语

直线加速器是医院的大型治疗设备,具有精密、贵重等特点,在保障肿瘤患者放射治疗效果及安全性中具有重要意义。我院购置的医科达Precise直线加速器,使用行波加速器、滑雪式偏转,通过光学系统及反光点来确定MLC的到位,结构复杂、涉及多种学科,集多种系统于一体,日常维护难度大,且易出现多种故障。从放射生物学角度出发,患者在整放疗实施的过程中不应该有中断,但医用电子直线加速器作为一个庞大的系统,结构复杂,精度要求高,安全性要求严格,运行中不可避免会出现故障,给患者治疗的顺利开展带来了负面影响。为减少直线加速器故障或损坏,应针对使用人员开展专业的培训,保障其能正确进行仪器的使用,同时应熟悉电路图纸,正确地进行使用、保养与维护,尽可能减少不良因素对设备的影响,降低设备的故障率。

引起MLC故障的原因多种多样,对于故障的维修,需要工程技术人员对工作系统进行全面、完整的了解,熟悉各个故障所对应所需检查的位置,并借助各种仪器及检查程序,对具体功能进行分析,逐步排查故障,才能保障故障的有效消除。同时,为最大限度保障加速器的正常运行,必须要求工程技术人员具备时刻接受新技术的能力,积极参与新技术、项目的培训,不断进行设备维修、维护经验的总结,能够举一反三,确保工作效率,能够快速、及时发现并解决故障。同时,应注意保证直线加速器放置的机房内的温湿度恒定,保障设备良好的运行状态,为精确放射治疗的顺利进行提供保障。

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