徐軍，王忠輝，李大慶

哈爾濱醫(yī)科大學(xué)附屬第二醫(yī)院 放療科，黑龍江 哈爾濱 150086

XHA600D加速器多葉光柵原理及故障檢修

徐軍，王忠輝，李大慶

哈爾濱醫(yī)科大學(xué)附屬第二醫(yī)院 放療科，黑龍江 哈爾濱 150086

0 前言

目前,越來越多的加速器配備了電動(dòng)多葉光柵系統(tǒng)，用于腫瘤的三維適形放療和調(diào)強(qiáng)放療，與鉛擋塊技術(shù)和手動(dòng)MLC相比，電動(dòng)MLC具有操作簡單快捷而且精確性、重復(fù)性好的優(yōu)點(diǎn)，這項(xiàng)技術(shù)使腫瘤放療療效得到很大提高。電動(dòng)MLC屬于精密設(shè)備，維修人員要更加重視設(shè)備的維修保養(yǎng)工作，以確保其安全可靠地運(yùn)轉(zhuǎn)。我院于2009年安裝了山東新華醫(yī)療的XHA600D加速器,配備MLC56型28對葉片的內(nèi)置電動(dòng)多葉光柵系統(tǒng)，下面對這種內(nèi)置的MLC的結(jié)構(gòu)原理及兩年來的故障維修作簡要介紹，以供同行交流探討。

1 結(jié)構(gòu)及工作原理

MLC56電動(dòng)多葉光柵系統(tǒng)主要由葉片箱部分（28對葉片、28對葉片電機(jī)組、1對箱體電機(jī)、電機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)以及一對光柵尺、一對激光燈、控制電路板等）、傳輸線部分和控制臺(tái)計(jì)算機(jī)部分組成，其中葉片箱部分永久固定于加速器上、下葉準(zhǔn)直器下方，成為第三級(jí)準(zhǔn)直器。MLC56電動(dòng)多葉光柵工作原理是：① 多葉光柵控制系統(tǒng)主要包括箱體驅(qū)動(dòng)控制部分、葉片驅(qū)動(dòng)控制部分、箱體及葉片校準(zhǔn)系統(tǒng)和機(jī)械傳動(dòng)部分。多葉光柵運(yùn)行時(shí)，控制臺(tái)計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)監(jiān)控A、B兩個(gè)箱體以及28對葉片A1-A28和B1-B28的運(yùn)動(dòng)位置狀態(tài)，并且通過多個(gè)安全聯(lián)鎖和故障信息提示操作者故障現(xiàn)象及可能的故障原因；② A、B兩箱體由箱體電機(jī)驅(qū)動(dòng)，光柵尺反饋位置，做位置與速度反饋信號(hào)。光柵尺的基準(zhǔn)點(diǎn)確定箱體的絕對位置，通過軟件設(shè)定轉(zhuǎn)換為箱體相對于等中心的位置。箱體控制部分還有前、后兩個(gè)限位開關(guān)，故障狀態(tài)下，限位開關(guān)動(dòng)作，系統(tǒng)提示箱體電機(jī)故障；③ 葉片由葉片電機(jī)驅(qū)動(dòng)，編碼器反饋葉片位置與速度信號(hào)。與箱體位置相對固定的激光線為所有葉片的基準(zhǔn)線，葉片相對于等中心的位置間接通過箱體與等中心的位置關(guān)系獲得，葉片限位只有后限位開關(guān)。根據(jù)我們兩年的使用維修實(shí)踐，將它的故障大致分為3類，控制故障、通訊故障和機(jī)械傳動(dòng)故障。

2 控制類故障

2.1 故障一

2.1.1 故障現(xiàn)象

MLC在運(yùn)行時(shí)，系統(tǒng)報(bào)錯(cuò)“A8葉片電機(jī)故障”，系統(tǒng)停止運(yùn)行。系統(tǒng)復(fù)位重新初始化，當(dāng)初始化運(yùn)行至“A8葉片”時(shí)，初始化停止，提示“初始化失敗”、“A8葉片電機(jī)故障”，重復(fù)上述操作，故障依舊。

2.1.2 故障分析與排除

MLC56多葉光柵系統(tǒng)的葉片運(yùn)動(dòng)位置實(shí)時(shí)顯示的是電氣檢測圖形，不是光學(xué)實(shí)物圖，因此檢修時(shí)需要進(jìn)入治療室觀察葉片的實(shí)際位置。進(jìn)入治療室觀察MLC主機(jī)上A8葉片處于后退極限位置，初始化操作時(shí)該葉片不運(yùn)動(dòng)。把故障處理單元板接入A箱體的系統(tǒng)控制板，選擇A8葉片編號(hào)的電機(jī)，用手控板走動(dòng)電機(jī)時(shí)，葉片可以進(jìn)退運(yùn)動(dòng)，但走動(dòng)一段距離后會(huì)自動(dòng)停止。MLC56的葉片電機(jī)在結(jié)構(gòu)上分為3截，最前面那一截為減速器部分，主要是用于降低轉(zhuǎn)速、傳遞動(dòng)力、增大輸出轉(zhuǎn)矩；中間一截為馬達(dá)；最后一截為編碼器和輸出線部分，編碼器主要用來檢測馬達(dá)的轉(zhuǎn)動(dòng)。如果是電機(jī)的馬達(dá)部分損壞，當(dāng)用手控板走動(dòng)電機(jī)時(shí)，葉片始終不會(huì)走動(dòng)，因此排除馬達(dá)故障。如果是葉片的連接件松動(dòng)造成卡塞、運(yùn)動(dòng)不暢等機(jī)械故障時(shí)，只能造成葉片運(yùn)動(dòng)的偶爾不正常，因此機(jī)械故障得到排除。我們將A8葉片電機(jī)的接線插座與A7葉片對調(diào)，上述故障依舊，因此也排除了A8葉片電機(jī)外部接線排斷路故障。將A8葉片電機(jī)拆下，用手控板空載走動(dòng)電機(jī)時(shí)，發(fā)現(xiàn)其在轉(zhuǎn)動(dòng)中會(huì)自動(dòng)停止，正常情況下應(yīng)該始終轉(zhuǎn)動(dòng)，因此判斷該葉片電機(jī)的編碼器部分損壞。從葉片運(yùn)動(dòng)的控制原理分析，當(dāng)葉片初始化時(shí)，系統(tǒng)會(huì)對每一個(gè)葉片按順序進(jìn)行校準(zhǔn)，校準(zhǔn)過程首先1號(hào)電機(jī)前進(jìn)，當(dāng)葉片端面碰到葉片基準(zhǔn)線時(shí)，用于檢測的激光器的輸出電平產(chǎn)生跳變，此時(shí)葉片由前進(jìn)變?yōu)榛赝?，回退控制軟件設(shè)置的固定距離。分析原因，當(dāng)葉片回退時(shí)，由于驅(qū)動(dòng)葉片的伺服電機(jī)的編碼器不正常，無法實(shí)時(shí)檢測到電機(jī)的運(yùn)動(dòng)信號(hào)，控制軟件即認(rèn)為葉片一直沒有走到設(shè)定的位置，所以一直回退，以致碰到了后限位，控制軟件報(bào)葉片電機(jī)故障。用故障處理單元板將A8葉片推出到最大行程處，然后將對應(yīng)電機(jī)拆除，更換新的葉片電機(jī)，故障得到排除。

2.2 故障二

2.2.1 故障現(xiàn)象

MLC運(yùn)行時(shí)，系統(tǒng)報(bào)錯(cuò)“B箱體電機(jī)故障”，系統(tǒng)停止運(yùn)行。系統(tǒng)復(fù)位重新初始化，系統(tǒng)報(bào)錯(cuò)：“初始化失敗”、“B箱體電機(jī)故障”，有時(shí)初始化過程可以通過，能進(jìn)行治療，但在治療中時(shí)而又會(huì)出現(xiàn)報(bào)錯(cuò)“B箱體電機(jī)故障”。

2.2.2 故障分析與排除

進(jìn)入治療室觀察，B箱體停在前限位開關(guān)位置。把故障處理單元板接入B箱體的系統(tǒng)控制板，選擇B29編號(hào)電機(jī)即B箱體電機(jī)，用手控板走動(dòng)電機(jī)時(shí)，B箱體進(jìn)退運(yùn)動(dòng)正常，因此判斷B箱體電機(jī)是正常的，問題出在箱體控制部分。正常箱體初始化過程時(shí)，首先箱體回退到后限位開關(guān)，然后箱體前進(jìn)一定距離，找基準(zhǔn)點(diǎn)，找到基準(zhǔn)點(diǎn)后箱體回退，回退到光柵控制軟件參數(shù)設(shè)置里對應(yīng)的“箱體后限位”位置，即距離后限位開關(guān)2mm左右停止。但是故障箱體初始化過程中，首先箱體回退到箱體的后限位開關(guān)后前進(jìn)，一直走到前限位后才停止。分析原因，箱體的位置由光柵尺反饋，當(dāng)光柵尺信號(hào)不正常時(shí)，控制系統(tǒng)找不到基準(zhǔn)點(diǎn)，不能正確解析箱體的位置，箱體不能按照上位機(jī)的指令運(yùn)行到指定位置，一直運(yùn)行到前限位開關(guān)才停止運(yùn)行，系統(tǒng)報(bào)錯(cuò)。本故障是因?yàn)楣鈻懦邠p壞，其信號(hào)不穩(wěn)定，造成B箱體的運(yùn)動(dòng)時(shí)好時(shí)壞,更換光柵尺，故障得到排除。

3 通訊故障

3.1 故障現(xiàn)象

MLC運(yùn)行時(shí)或者上電聯(lián)機(jī)時(shí)報(bào)錯(cuò)“通訊中斷”。

3.2 故障分析與排除

通訊故障的原因大概分3種：① 通訊電纜或MLC電源線不良；② 上位機(jī)通訊接口、MLC電源或電源繼電器不良；③ 控制板上相關(guān)接口處理電路不良。上述3種因素均有可能造成通訊故障，檢修過程如下：① 用萬用表測量通訊電纜的兩端或繼電器觸點(diǎn)，看對應(yīng)引腳是否“通”；② 更換通訊電纜與上位機(jī)的接口，重新聯(lián)機(jī)，看是否正常，依次判斷是否上位機(jī)通訊接口不良；③ 進(jìn)入MLC控制軟件調(diào)試模式，看兩個(gè)箱體的葉片是否可控，不可控則是箱體控制板通訊部分有故障。MLC56的接地保護(hù)也很重要，接地一是保護(hù)設(shè)備在運(yùn)行過程中的安全使用，不因漏電等其他原因造成設(shè)備損壞，二是防靜電、漏電、減小波動(dòng)的干擾。由于設(shè)備運(yùn)行的操作室和治療室中同時(shí)也運(yùn)行其它各類設(shè)備，同時(shí)在加速器治療過程中還有強(qiáng)輻射，可靠的接地能避免運(yùn)行過程中的對設(shè)備的干擾而造成的通訊中斷等。曾有一次故障，系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)經(jīng)常報(bào)錯(cuò)“通訊中斷”，反復(fù)查找原因發(fā)現(xiàn)MLC56主機(jī)接地線因?yàn)榫S修加速器時(shí)拆卸后沒有固定好，重新緊固接地線，故障排除。

4 機(jī)械傳動(dòng)故障

4.1 故障現(xiàn)象

此類故障一般表現(xiàn)為葉片不能及時(shí)到位或不到位，兩箱體相對葉片碰撞卡死等。

4.2 故障分析與排除

由于傳動(dòng)系統(tǒng)長期運(yùn)行產(chǎn)生物理變形或者由于磨損產(chǎn)生間隙，造成葉片位置不準(zhǔn)確，適形度下降，嚴(yán)重的可能造成兩箱體對應(yīng)葉片堵轉(zhuǎn)碰撞，產(chǎn)生系統(tǒng)故障。用故障處理單元板將系統(tǒng)提示的故障葉片推出到最大行程處，然后將對應(yīng)電機(jī)拆除，將傳動(dòng)絲桿取出，檢查絲桿，螺母是否有問題，然后將不良部分更換即可。

5 小結(jié)

多葉光柵運(yùn)行的好壞,直接關(guān)系到精確放療的效果。因此，需要經(jīng)常對它們的運(yùn)行狀況進(jìn)行監(jiān)視，發(fā)現(xiàn)問題就要及時(shí)調(diào)整，以保障精確放療的準(zhǔn)確。維修人員要定期對MLC的機(jī)械傳動(dòng)部分進(jìn)行檢修，要定期除塵，定期為絲桿添加少量的潤滑油以減少絲桿磨損，當(dāng)發(fā)現(xiàn)有磨損松動(dòng)跡象時(shí)要及時(shí)加工處理，避免發(fā)生更嚴(yán)重的故障。我們在每次故障維修后都要驗(yàn)證一下適形射野的精度，驗(yàn)證的方法是：在TPS計(jì)劃系統(tǒng)上設(shè)計(jì)出機(jī)架角度為0°、90°和270°的3個(gè)適形射野，按1:1的比例打印出圖形，將射野圖形傳輸?shù)組LC56主機(jī)電腦中，在加速器床面上分別水平和垂直放置打印的圖形，取源皮距100cm，要注意保證加速器床面的水平度，要保證打印圖形頭腳兩側(cè)的方向正確，打開光野燈觀察多葉光柵的投影與打印圖形的偏差，應(yīng)保證其偏差≤1mm，當(dāng)發(fā)現(xiàn)精度超出標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，我們就通過調(diào)試軟件對相應(yīng)葉片進(jìn)行校正，上述驗(yàn)證方法可以快捷直觀地檢驗(yàn)出多葉光柵的運(yùn)行狀況和精度，為臨床精確放療提供了質(zhì)量保證。該設(shè)備使用兩年來，我們覺得只要掌握了設(shè)備的結(jié)構(gòu)原理，故障判斷和檢修并不是很困難。

[1] 李德志,陳正堂,周一兵.國產(chǎn)全自動(dòng)多葉光柵臨床驗(yàn)證研究[J].重慶醫(yī)學(xué),2007,36(19):1962.

[2] 張旭,毛凱.鉛適形擋塊與手動(dòng)多葉光柵在臨床適形放療中的比較[J].中華放射腫瘤學(xué)雜志,2006,15(4):311.

[3] 黃日明,姚勤,沈慶賢.多葉光柵的校準(zhǔn)[J].醫(yī)療設(shè)備信息,2005,20(11):60.

[4] 常宗強(qiáng),張東.醫(yī)科達(dá)precise型直線加速器多葉光柵常見故障分析[J].醫(yī)療裝備,2009,(11):70.

[5] 金劍.醫(yī)科達(dá)加速器多葉準(zhǔn)直器常見故障分析與排除[J].中國醫(yī)療設(shè)備,2011,26(3):118,111.

Working Principle and Troubleshooting of XHA600D Linear Accelerator Multileaf

XU Jun, WANG Zhong-hui, LI Da-qing
Department of Radiotherapy, the Second Affi liated Hospital of Harbin Medical University, Harbin Heilongjiang 150086, China

主要介紹了XHA600D直線加速器多葉光柵的工作原理和一些常見故障的分析與檢修。

直線加速器；多葉光柵；MLC；醫(yī)療設(shè)備維修

1674-1633(2012)05-0130-03

2011-12-06

作者郵箱：hydxujun@sina.com

TL53

B

10.3969/j.issn.1674-1633.2012.05.047