王艷菊，高　峰，房　彤，譚春榮

瓦里安21EX直線加速器多葉準(zhǔn)直器維護(hù)與維修

王艷菊，高峰，房彤，譚春榮

0　引言

配備多葉準(zhǔn)直器（mulli-leaf collimator，MLC）系統(tǒng)的直線加速器能使照射野最大限度地接近腫瘤形狀，從而達(dá)到最大限度地殺死腫瘤細(xì)胞，同時(shí)最小程度影響正常組織的目的[1]。由于MLC比擋鉛的操作方法更簡(jiǎn)單快速[2]，目前配有MLC的直線加速器在全國(guó)各地的放療科應(yīng)用越來(lái)越廣泛[3]。因多葉準(zhǔn)直器被安裝在醫(yī)用電子直線加速器的照射機(jī)頭上，所以部件受輻射比較嚴(yán)重，加上MLC是由許多精密的電子元件組成的，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，并且由于長(zhǎng)時(shí)間工作和電路板上堆積的灰塵，導(dǎo)致了加速器的MLC很容易出現(xiàn)故障。為了更好地了解和使用MLC，降低治療過(guò)程中MLC的故障率，本文通過(guò)簡(jiǎn)要介紹MLC的基本結(jié)構(gòu)、構(gòu)成及工作過(guò)程，總結(jié)在使用過(guò)程中的日常維護(hù)及在維護(hù)過(guò)程中應(yīng)注意的事項(xiàng)，并對(duì)我科的一次真實(shí)故障排查過(guò)程進(jìn)行了詳盡說(shuō)明，通過(guò)描述其排查過(guò)程總結(jié)了MLC在使用中遇到類似問(wèn)題的解決辦法，以供同行參考。

1　MLC的基本結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)構(gòu)成、工作過(guò)程

1.1基本結(jié)構(gòu)

MLC是一個(gè)放療加速器的附加裝置，此裝置和第一及第二準(zhǔn)直器聯(lián)合使用可以設(shè)計(jì)出照射野的形狀。Varian 21EX直線加速器是由60對(duì)厚度為2～3 mm的薄鉛片組成的。其中外面20對(duì)在等中心處投影為1 cm，里面40對(duì)在等中心處的投影為0.5 cm。它們的葉片相連面為凹凸結(jié)構(gòu)，具有結(jié)合緊密、防漏效果好等特點(diǎn)[3]。

1.2系統(tǒng)構(gòu)成

MLC系統(tǒng)由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)組成[4]。硬件系統(tǒng)又由3個(gè)部分構(gòu)成：（1）工作站計(jì)算機(jī)，它運(yùn)行于Windows NT平臺(tái)，可以為用戶提供選擇計(jì)劃界面；（2）控制計(jì)算機(jī)，提供電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)控制、MLC與加速器連接接口等功能；（3）工作頭部分，它用來(lái)產(chǎn)生適形輻射野，安裝于加速器準(zhǔn)直器上，包括MLC驅(qū)動(dòng)部分和機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)，主要有鉛葉、螺絲桿、螺母、球形刷等。

軟件系統(tǒng)主要包括自檢程序、故障診斷程序、葉片位置監(jiān)測(cè)、葉片控制邏輯、MLC控制文件等。

1.3工作過(guò)程

（1）主控制系統(tǒng)發(fā)出處方指令后，多葉準(zhǔn)直器接收；（2）通過(guò)帶有高精度光電編碼器的電動(dòng)機(jī)計(jì)算旋轉(zhuǎn)的圈數(shù)，確定出多葉準(zhǔn)直器的位置參數(shù)；（3）通過(guò)軟電位器反饋位置信號(hào)，滑動(dòng)的軟電位器位于每個(gè)葉片的尾部，電位器的運(yùn)動(dòng)端與每個(gè)葉片相連；（4）對(duì)光電編碼器讀出的位置參數(shù)和電位器反饋的位置信號(hào)進(jìn)行比對(duì)；（5）當(dāng)光電編碼器讀出的位置參數(shù)和電位器反饋的位置信號(hào)相對(duì)應(yīng)時(shí)，形成照射野的形狀，出束治療。

2　MLC的維護(hù)與注意事項(xiàng)

2.1日常維護(hù)

（1）定期檢查通信線路的電纜有無(wú)磨損或彎曲，各線路接口是否松動(dòng)[4]。（2）定期進(jìn)行防塵、除塵工作。在治療室安裝過(guò)濾器，盡量保持機(jī)器特別是準(zhǔn)直器部分外罩的密封性；定期清洗加速器和MLC系統(tǒng)的各類過(guò)濾網(wǎng)，用吸塵器將各電路板、發(fā)射器、接收器、光纖計(jì)算機(jī)主機(jī)等各部件灰塵吸干凈。（3）定期檢查MLC的運(yùn)動(dòng)狀況，定期為絲桿添加少量潤(rùn)滑油，以減少絲桿的磨損。（4）定期使用磁盤整理程序來(lái)清理磁盤，以保持計(jì)算機(jī)的運(yùn)行穩(wěn)定性。（5）定期檢查對(duì)稱葉片是否有碰撞或中心軸是否有漏射線的情況，不合格時(shí)應(yīng)對(duì)葉片零位重新定標(biāo)，以保證治療的準(zhǔn)確性。

2.2注意事項(xiàng)

（1）MLC葉片一般都是由鎢合金材料制成，受力不均，極易變形，所以對(duì)葉片要輕拿輕放，葉片拆下檢修時(shí)要平放；（2）清潔MLC時(shí)需用紗布蘸無(wú)水酒精，在對(duì)葉片做無(wú)水酒精清洗后要按順序分列擺放至少12 h，再重新裝上，否則會(huì)導(dǎo)致葉片粘連從而發(fā)生故障；（3）對(duì)加速器機(jī)械部件加油要適量，加油后需用干布擦除表面多余的油；（4）MLC每片葉片的位置是固定的，不能隨意更改；（5）黑白小球的位置不能弄混；（6）在安裝電動(dòng)機(jī)時(shí)要注意固定電動(dòng)機(jī)螺釘，不能擠壓驅(qū)動(dòng)連接線；（7）在對(duì)MLC進(jìn)行初始化自檢時(shí)要求機(jī)架角度和小機(jī)頭角度都為0°。

3　MLC的維修

3.1故障現(xiàn)象及排查過(guò)程

在加速器出束過(guò)程中，報(bào)MLC故障連鎖，查看自檢程序提示“A33、A29”無(wú)法順利通過(guò)，按ENTER鍵故障排除。次日晨檢提示“A33”無(wú)法順利通過(guò)，重新做一遍自檢，故障排除。故障出現(xiàn)時(shí)按“ENTER”鍵，對(duì)多葉準(zhǔn)直器進(jìn)行初始化后故障連鎖排除，故懷疑此故障只是常見的軟件運(yùn)行錯(cuò)誤。

但是，隨后幾天又報(bào)“A33、A29”故障，而且出現(xiàn)的頻率增加。15 d后，對(duì)MLC初始化自檢時(shí)，A33、A29不能通過(guò)，懷疑硬件出現(xiàn)問(wèn)題。之后把電動(dòng)機(jī)引線插到專用插座上，用手啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，發(fā)現(xiàn)通過(guò)A33、A29電流的數(shù)碼管顯示過(guò)流。更換A33、A29的電動(dòng)機(jī)，故障暫時(shí)排除。

1周左右，加速器又報(bào)MLC故障連鎖，查看自檢程序報(bào)“A25”故障，之后幾天又陸續(xù)報(bào)“A27、A29”故障。這些故障連鎖只是在治療中偶爾出現(xiàn)，而且出現(xiàn)時(shí)按“ENTER”鍵或運(yùn)行控制計(jì)算機(jī)的自檢程序，多葉準(zhǔn)直器進(jìn)行初始化后故障連鎖均能排除；10 d后，加速器又多次報(bào)“A29、A31、B31、SFB I/L板”故障。更換A31、B31的螺母，打開軟電位器的上蓋，用棉棒或紗布擦拭A29、A31、B31葉片電位器的接觸軌跡，重新初始化多葉準(zhǔn)直器，故障暫時(shí)排除。

故障排除2個(gè)月左右，先后報(bào)“A35、A37、B29、A23、A33、A47”故障，懷疑不是個(gè)體問(wèn)題，而是共性問(wèn)題，簡(jiǎn)單更換單個(gè)電動(dòng)機(jī)、螺母或定位小球不能從根本上解決。進(jìn)入維修模式，查看各個(gè)葉片位置信息，比對(duì)后發(fā)現(xiàn)MLC的初始位置和經(jīng)過(guò)MLC 2次跟蹤后的位置與原來(lái)不一致。懷疑是A面的2次反饋板故障。通過(guò)對(duì)調(diào)A面和B面的二次反饋控制板，故障依舊，說(shuō)明A面的二次反饋控制板沒問(wèn)題。考慮是A面的軟電位器控制板性能不好造成的。更換新的軟電位器控制板，故障排除。

次日，加速器又報(bào)“B35、B33、B21、SFBI/L、B29、B31”故障，這與A面出現(xiàn)的現(xiàn)象很相近。進(jìn)入維修模式，發(fā)現(xiàn)MLC的初始位置與二次反饋回來(lái)的位置不匹配，所以判斷是和A面一樣的原因。直接更換B面軟電位器控制板，但故障并未排除。檢測(cè)B面的二次反饋板正常，考慮到這些連鎖在初始化后都不能自動(dòng)消除，懷疑是軟件問(wèn)題。刪除計(jì)算機(jī)中原有的初始化文件，生成新的初始化文件并保存，再次對(duì)MLC初始化，故障排除。

3.2故障分析與討論

瓦里安MLC系統(tǒng)均采用瑞士MAXON公司生產(chǎn)的帶編碼器的永磁DC電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)電動(dòng)機(jī)線圈電流受控PWM電壓信號(hào)，電動(dòng)機(jī)加速時(shí)電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生增加的Back-EMF電壓信號(hào)使轉(zhuǎn)子電流減少。每個(gè)葉片由一個(gè)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，由于葉片之間的間隙極小，并且因環(huán)境等原因致使灰塵、油脂等雜質(zhì)附著在葉片之間，使葉片運(yùn)動(dòng)時(shí)摩擦力增加，導(dǎo)致驅(qū)動(dòng)葉片的微型電動(dòng)機(jī)力矩加大，引發(fā)電路保護(hù)，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使電動(dòng)機(jī)燒壞。鉛葉、螺桿、螺母、球形刷都是耗材，一定時(shí)間后易變形。當(dāng)個(gè)別MLC報(bào)錯(cuò)時(shí)，首先考慮是機(jī)械運(yùn)動(dòng)部分出現(xiàn)故障，這是在MLC使用過(guò)程中很容易遇到的故障[4-5]，所以我科在故障維修的開始階段，對(duì)頻繁出現(xiàn)的個(gè)別MLC故障采取的是性能檢測(cè)，比如更換電動(dòng)機(jī)、螺母等，使問(wèn)題暫時(shí)得以解決。

后來(lái)隨著越來(lái)越多的MLC葉片故障出現(xiàn)，甚至在更換過(guò)電動(dòng)機(jī)的葉片后又報(bào)連鎖，此時(shí)問(wèn)題不單單是更換一兩個(gè)電動(dòng)機(jī)或螺母就能解決的，它是一個(gè)共性問(wèn)題。在偶爾出現(xiàn)SFBI/L后，考慮是二次反饋的數(shù)值比對(duì)問(wèn)題。一般多葉準(zhǔn)直器為了保障照射野的準(zhǔn)確性，都設(shè)有2個(gè)位置反饋器件：一個(gè)是光電編碼器，用于接收位置信號(hào)；一個(gè)是軟電位器，它位于每個(gè)葉片的尾部，用于反饋位置信號(hào)。只有光電編碼器接收的初始位置信號(hào)與電位器反饋的信息位置相對(duì)應(yīng)時(shí)，才能通過(guò)計(jì)算機(jī)的驗(yàn)證程序，使多葉準(zhǔn)直器正常工作。通過(guò)比對(duì)捕捉到的MLC故障信息后發(fā)現(xiàn)，報(bào)錯(cuò)的MLC初始位置和經(jīng)過(guò)MLC二次反饋后的位置不一致，懷疑是二次反饋信息出故障。二次反饋信息出錯(cuò)的原因主要為：（1）軟電位器的滑頭接頭處有灰塵；（2）二次反饋板性能不好；（3）軟電位器控制板有問(wèn)題；（4）現(xiàn)有的初始化文件與原來(lái)計(jì)算機(jī)保存下來(lái)的文件不一致。如果這個(gè)故障只是個(gè)別MLC偶爾出現(xiàn)，通過(guò)對(duì)MLC初始化自檢就能消除，可以考慮是因?yàn)檐涬娢黄鞯幕^接頭處有灰塵，通過(guò)對(duì)軟電位器進(jìn)行清潔、除塵就能排除故障；如果是眾多MLC故障，而且頻率很高，在治療過(guò)程中一般都能通過(guò)自檢排除故障，如果不能，就需考慮2點(diǎn)：一是二次反饋板或軟電位器板的性能不好而引起的，通過(guò)更換硬件來(lái)排查故障；二是現(xiàn)有的初始化文件與原來(lái)計(jì)算機(jī)中保存的文件不匹配，通過(guò)清除原有的初始化文件，生成新的初始化文件并保存，再初始化，故障可排除。

分析出現(xiàn)以上故障的原因，主要是我科自2009年裝機(jī)運(yùn)行以來(lái)，每天的患者量較大，MLC工作頻繁，再加上單數(shù)MLC葉片的螺母在電位器下面，更換起來(lái)很不方便，所以在使用過(guò)程中很少更換螺母。通過(guò)檢測(cè)每個(gè)螺母的性能，雖然數(shù)值在正常范圍內(nèi)，但數(shù)值靠近標(biāo)準(zhǔn)的上限，加重了各個(gè)硬件板的損耗，導(dǎo)致硬件性能不穩(wěn)。在故障徹底排除后，對(duì)MLC進(jìn)行了徹底的保養(yǎng)和維護(hù)，并更換了很大一部分螺母，之后長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)MLC保持良好運(yùn)行。

4　小結(jié)

MLC憑借其高度適形、操作簡(jiǎn)單和快速運(yùn)動(dòng)等優(yōu)點(diǎn)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于放射治療中。但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、通信信路多、使用頻繁，因此故障率高，而且故障出現(xiàn)時(shí)原因比較復(fù)雜。為了最大程度地降低故障率、減少維修成本，對(duì)多葉準(zhǔn)直器要勤于維護(hù)、定期保養(yǎng)。為避免損傷相關(guān)貴重的電路板和部件，耽誤患者的治療，對(duì)加速器出現(xiàn)MLC故障連鎖需要及時(shí)處理。當(dāng)故障出現(xiàn)時(shí)往往不是單一的某個(gè)方法就能解決的，相同的故障現(xiàn)象可能是不同的原因?qū)е碌?，只有在維修過(guò)程中耐心細(xì)致地觀察，對(duì)出現(xiàn)的故障現(xiàn)象進(jìn)行認(rèn)真分析，一步步排查，才能徹底解決問(wèn)題。

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（收稿：2014-09-10修回：2015-01-15）

[中國(guó)圖書資料分類號(hào)]R318.6；TH774B

1003-8868（2015）05-0150-03

10.7687/J.ISSN1003-8868.2015.05.150

100038北京，首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京世紀(jì)壇醫(yī)院設(shè)備科（王艷菊，譚春榮），放療科（高峰，房彤）

譚春榮，E-mail:crtan@bjsjth.cn