蔣培源 解傳濱 戴相昆 徐壽平* 曲寶林 俞 偉

大型三級(jí)甲等醫(yī)院放射治療科的醫(yī)用直線加速器和附屬設(shè)備類型多，故障類型各不相同，由于接診患者眾多且工作量大，作為設(shè)備依賴型科室，一旦發(fā)生設(shè)備故障會(huì)影響整體工作流程。當(dāng)患者在治療期間遇到長時(shí)間的停機(jī)故障，勢必會(huì)耽誤患者療程，甚至對劑量分割模式造成干擾，進(jìn)而影響療效，增加工作人員壓力。

由于各類型加速器廠家的管理制度和維修效率不盡相同，提供的維修工單和故障統(tǒng)計(jì)不足以滿足用戶的管理需求，而用戶更需要符合科室工作流程的故障記錄方式，并制定以停機(jī)時(shí)長為主導(dǎo)的故障響應(yīng)預(yù)案，將其納入到放射治療流程質(zhì)量控制中，以加強(qiáng)對設(shè)備故障和維護(hù)保養(yǎng)的管理[1]。為此，本研究統(tǒng)計(jì)2015年1月至2018年3月期間在用加速器故障情況，探討醫(yī)用直線加速器及附屬設(shè)備的維護(hù)管理辦法。

1 加速器及外圍設(shè)備故障特點(diǎn)

加速器及附屬設(shè)備的故障特點(diǎn)因場地不同而多有差異，故障輕重緩急的程度是影響停機(jī)時(shí)長的關(guān)鍵。作為設(shè)備使用人員，最先面對故障的通常是物理師或治療師，對故障進(jìn)行判斷甄別的經(jīng)驗(yàn)有限，但是可以通過工作流程的優(yōu)化和科學(xué)的管控措施來減少不必要的停機(jī)時(shí)長[2]。如果故障能暫時(shí)恢復(fù)，可以擇期維修；如果故障嚴(yán)重，短時(shí)間無法恢復(fù)，就要盡早停機(jī)報(bào)修，推遲或調(diào)整工作日程，及時(shí)減小損失。

1.1 故障情況分類

收集解放軍總醫(yī)院2015年1月至2018年3月期間加速器故障情況，對故障現(xiàn)象進(jìn)行匯總(見表1)。

1.2 加速器故障分析

加速器在日常使用中的故障大體分為:機(jī)械、束流、線纜、元器件和(或)電路板、軟件及外設(shè)等故障。同樣的故障現(xiàn)象可能涉及多個(gè)類別，如多葉準(zhǔn)直器(multi-leave collimators，MLC)故障在各型加速器均較常見，可能涉及到機(jī)械、線纜、電路板及軟件等多個(gè)類別。

醫(yī)科達(dá)加速器MLC故障可能由光路灰塵、反光點(diǎn)耗損、反光鏡破裂、攝像頭性能下降、燈泡損壞、馬達(dá)驅(qū)動(dòng)板有故障等導(dǎo)致，可以在維修模式下采取調(diào)整視頻線、移動(dòng)葉片、更換燈泡、調(diào)光圈、對調(diào)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)板等措施暫時(shí)性應(yīng)對[3-6]。

瓦里安加速器的MLC故障通常由葉片或Carriage導(dǎo)軌積灰、“T”形螺母或馬達(dá)損壞導(dǎo)致，偶爾會(huì)由軟電位器、二次反饋板故障以及MLC controller故障導(dǎo)致，個(gè)別情況還可能存在Headtransceiver板、馬達(dá)驅(qū)動(dòng)板、電源及電源分配板、線纜、光纖、interconnect板等故障。在MLC的Hyperterminal軟件診斷界面里能看到故障日志，可以根據(jù)反饋的信息做相應(yīng)調(diào)試，如重啟MLC電源并做初始化自檢、重啟MLC controller、更換“T”形螺母、清潔Carriage導(dǎo)軌和葉片、清潔或更換軟電位器、更換馬達(dá)，或者測量并調(diào)節(jié)電源分配板或二次反饋板5 V的DC電壓，對調(diào)二次反饋板和馬達(dá)驅(qū)動(dòng)板等[7-9]。

表1 加速器及附屬設(shè)備故障情況分類匯總(例)

Tomotherapy加速器的MLC是由壓縮氣體驅(qū)動(dòng)，做高頻高速的開和(或)合動(dòng)作，bumper、到位驗(yàn)證板以及MLC控制單元容易損壞，次級(jí)準(zhǔn)直器Jaw的驅(qū)動(dòng)也容易出現(xiàn)故障，MLC和Jaw均向機(jī)載控制電腦(On-Board Computer，OBC)反饋信息，OBC故障也可能導(dǎo)致MLC不能正常工作[10]。Cyberknife有12個(gè)固定孔徑準(zhǔn)直器，放置在Xchange臺(tái)上，執(zhí)行計(jì)劃前機(jī)械臂按預(yù)定軌跡自動(dòng)更換，更換前后會(huì)通過2個(gè)線性電位器來識(shí)別準(zhǔn)直器的口徑(M6機(jī)型由2個(gè)數(shù)字編碼開關(guān)識(shí)別)，識(shí)別信息都經(jīng)由氣動(dòng)工具更換控制單元(pneumatics tool changer control unit，PTCU)和Iris準(zhǔn)直器控制單元(iris collimator control unit，ICCU)來處理并傳給系統(tǒng)，若機(jī)械臂不能自動(dòng)更換固定準(zhǔn)直器，或者更換后系統(tǒng)不能識(shí)別準(zhǔn)直器而無法執(zhí)行計(jì)劃，多是由線性電位器或數(shù)字編碼開關(guān)損壞、PTCU的供電電源耗損、PTCU或ICCU模塊故障以及機(jī)械臂故障等導(dǎo)致。

加速器的常見故障多有相關(guān)聯(lián)鎖提示，可以憑經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行初步調(diào)試。醫(yī)科達(dá)加速器要先查看機(jī)器狀態(tài)是否正常，檢查電源柜空氣開關(guān)及水氣參數(shù)，檢查高壓、真空以及束流參數(shù)，初始化或重啟機(jī)器，然后根據(jù)獲得的信息做相應(yīng)調(diào)試，如發(fā)現(xiàn)機(jī)器狀態(tài)不對，先查看是否由聯(lián)鎖觸發(fā)，再對應(yīng)聯(lián)鎖提示去尋找問題。瓦里安加速器在維修模式下可以觀察聯(lián)鎖，及時(shí)記錄各電位器和束流參數(shù)，要注意查看部分電路板的指示燈，檢查調(diào)制柜開關(guān)及Console伺服開關(guān)狀態(tài)，必要時(shí)拆開機(jī)殼測量部分直流電壓，對調(diào)電路板，測量線纜通斷等。其中，瓦里安加速器由于有大量的穿機(jī)架線纜將機(jī)架和靜態(tài)部分連接，線纜之間排列緊密，極易出現(xiàn)線纜磨損故障。

本研究收集的3年故障記錄中，更換頻率最高的是w14a、w14b、w13及w109線纜，這些線纜承載著JAW位置、機(jī)架位置反饋、防碰撞、靶盤位置及伺服電路等信號(hào)，發(fā)生故障時(shí)相應(yīng)可能出現(xiàn)HWFACARRFOILEXQ1EXQ2等聯(lián)鎖，或者機(jī)架停轉(zhuǎn)、床不動(dòng)、Touchguard無法消除等現(xiàn)象，而這些線纜磨損故障最顯著的特點(diǎn)是，通常機(jī)架在某些角度時(shí)才出現(xiàn)異常，或者隨著機(jī)架旋轉(zhuǎn)偶爾出現(xiàn)。這種情況應(yīng)首先懷疑線纜磨損，直接查找故障信號(hào)對應(yīng)線纜通道的阻值，必要時(shí)可用合格的空腳暫時(shí)替代，減少停機(jī)時(shí)長[11-12]。

Tomotherapy模塊化程度比較高，出現(xiàn)故障時(shí)調(diào)試手段不多，多數(shù)情況下通過模塊化更換硬件解決，維修簡便、效率較高，如果故障明顯，反復(fù)重啟不能恢復(fù)，則盡早停機(jī)報(bào)修。CyberKnife束流系統(tǒng)較小，結(jié)構(gòu)相對簡單，部分故障可以暫時(shí)忽略，如自動(dòng)更換準(zhǔn)直器的故障可以手動(dòng)更換替代，PTCU和UPS以及呼吸門控的報(bào)錯(cuò)通?？梢灾貑簳r(shí)恢復(fù)使用。

1.3 附屬設(shè)備故障

容易導(dǎo)致停機(jī)的附屬設(shè)備包括外水、氣、監(jiān)控及空調(diào)等，有些可能不屬于加速器標(biāo)準(zhǔn)配置，或者協(xié)議保修到期后不再追加保修狀態(tài)，時(shí)間一長容易被忽略，附屬設(shè)備運(yùn)行不良直接影響加速器運(yùn)行。加速器射頻與束流系統(tǒng)能耗高、散熱量大，需要維持恒溫來工作，一般使用循環(huán)水來交換熱量，循環(huán)水會(huì)保持一定的壓力和流速，也需要散熱。瓦里安和醫(yī)科達(dá)的加速器有外循環(huán)水路，通過調(diào)節(jié)外循環(huán)水的流量來調(diào)節(jié)內(nèi)循環(huán)水的水溫，外循環(huán)水水溫則由水冷機(jī)控制。如果水冷機(jī)停轉(zhuǎn)，加速器可能無法開機(jī)，如果在工作狀態(tài)下水冷機(jī)停轉(zhuǎn)，內(nèi)循環(huán)水會(huì)迅速升溫報(bào)警停機(jī)。水冷機(jī)與加速器分離，多置于設(shè)備層，需要定期檢查氟壓、水壓和水量及機(jī)油量。

Tomotherapy和CyberKnife加速器都只有一路循環(huán)水，其中Tomotherapy加速器循環(huán)水的熱量由內(nèi)置的風(fēng)冷系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)散熱，這需要機(jī)房內(nèi)的空調(diào)持續(xù)制冷，最好在機(jī)器后面單獨(dú)設(shè)置空調(diào)室內(nèi)機(jī)，來降低機(jī)器散熱區(qū)域的溫度。同時(shí)，由于加速器的束流系統(tǒng)需要40 ℃左右的恒溫才能正常工作，開機(jī)如果水溫低，需要等待升溫后才能執(zhí)行預(yù)熱程序。但Tomotherapy系統(tǒng)不能控制外設(shè)空調(diào)，如果機(jī)房內(nèi)維持在低溫狀態(tài)，會(huì)增加開機(jī)時(shí)的等待時(shí)間，要求在關(guān)機(jī)時(shí)手動(dòng)將外設(shè)空調(diào)關(guān)閉，等下次開機(jī)水溫升到40 ℃后再啟動(dòng)空調(diào)。CyberKnife體型小，循環(huán)水較少，但水管細(xì)水壓高，容易出現(xiàn)接頭損壞脫落故障，也會(huì)造成意外停機(jī)。

瓦里安和Tomotherapy加速器都需要壓縮空氣供應(yīng)。瓦里安加速器的靶盤由壓縮空氣驅(qū)動(dòng)，氣體由一個(gè)外置的小型空氣壓縮機(jī)提供，多放置在設(shè)備層，如果壓縮機(jī)停轉(zhuǎn)，氣壓不足以驅(qū)動(dòng)靶盤轉(zhuǎn)動(dòng)，加速器將無法切換能量，報(bào)出CARR聯(lián)鎖。如果壓縮機(jī)長時(shí)間未檢查，氣罐可能積水，積水進(jìn)入到管道內(nèi)可能造成加速器氣缸積水損壞，甚至漏水的嚴(yán)重故障，定期檢查壓縮機(jī)手動(dòng)排氣可以避免此種情況。Tomotherapy加速器的MLC完全由壓縮空氣驅(qū)動(dòng)，其氣動(dòng)單元需要至少60 psi的壓力，并且壓縮空氣必須干燥潔凈。如果醫(yī)院無統(tǒng)一供應(yīng)的壓縮空氣，就要額外配置空氣壓縮機(jī)和干冷機(jī)，這些氣體供應(yīng)設(shè)備都不在加速器保修范圍內(nèi)，空氣壓縮機(jī)要定期加機(jī)油，干冷機(jī)要定期換濾芯，如維護(hù)不良，可能對MLC的壽命造成影響[13]。

加速器對機(jī)房內(nèi)溫濕度要求較高，要求恒溫恒濕并且通風(fēng)良好，空調(diào)要不間斷工作，尤其是氣溫高的季節(jié)，空調(diào)要持續(xù)運(yùn)行，空調(diào)的室外機(jī)多置于設(shè)備層，與水冷機(jī)、氣體壓縮機(jī)和其他設(shè)備的室外機(jī)一并放置。這些室外機(jī)需定期檢查，及時(shí)清理背面的積灰，保持設(shè)備層通風(fēng)順暢。此外，加速器機(jī)房多位于地下，在梅雨季節(jié)濕度高，容易對束流監(jiān)測電離室造成影響。如果空調(diào)系統(tǒng)不能滿足濕度要求，則需額外裝配除濕機(jī)，除濕機(jī)產(chǎn)生的冷凝水需要及時(shí)排出。

2 加速器故障響應(yīng)預(yù)案

根據(jù)設(shè)備的故障特點(diǎn)，結(jié)合科室工作流程，對故障期間每一個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行評(píng)估，制定故障響應(yīng)預(yù)案，并根據(jù)停機(jī)時(shí)長將故障分級(jí)、提前安排和分流患者。

2.1 故障停機(jī)耗時(shí)環(huán)節(jié)

(1)故障甄別。當(dāng)發(fā)現(xiàn)故障時(shí)，由現(xiàn)場使用者(物理師或治療師)結(jié)合加速器運(yùn)行狀況和經(jīng)驗(yàn)故障進(jìn)行簡單的甄別，記錄故障現(xiàn)象，如機(jī)架不轉(zhuǎn)、MLC葉片卡住、出現(xiàn)某聯(lián)鎖或報(bào)錯(cuò)、聽到了異常聲音等，并嘗試排查問題，如根據(jù)聯(lián)鎖或報(bào)錯(cuò)進(jìn)入維修模式查看機(jī)械或束流參數(shù)，在安全前提下超越聯(lián)鎖測試，重啟測試等，拍照或截圖以記錄報(bào)錯(cuò)和相關(guān)參數(shù)。故障甄別和記錄的時(shí)間最好在20 min之內(nèi)，如果無法自行排查，則立即聯(lián)系醫(yī)院設(shè)備科或廠家售后。

(2)聯(lián)系溝通。聯(lián)系工程師時(shí)首先要將觀察到的故障現(xiàn)象描述清楚，必要的話可發(fā)送照片或短視頻進(jìn)行說明，配合工程師在其指導(dǎo)下查看機(jī)器參數(shù)或?qū)嵤┱{(diào)試判斷。如果與工程師溝通后能估算停機(jī)時(shí)長，則立即通報(bào)相關(guān)同事或上級(jí)，及時(shí)調(diào)整工作日程。聯(lián)系溝通的時(shí)間最好在30～60 min內(nèi)完成。

(3)等待維修。如果醫(yī)院有設(shè)備科支持或有公司駐場工程師，此環(huán)節(jié)可以忽略。一般情況下加速器售后工程師能在數(shù)小時(shí)內(nèi)到場，具體時(shí)間受加速器廠家管理制度和醫(yī)院對加速器的維保支持程度影響，如果本地?zé)o售后支持，可能要等1～2 d，在等待期間內(nèi)盡可能準(zhǔn)備好可能要用的工具和機(jī)器附屬配件，為現(xiàn)場維修節(jié)省時(shí)間；如果維修將在非工作時(shí)間進(jìn)行，安排好人員留守；如果故障可能影響到束流參數(shù)，物理師需提前準(zhǔn)備好質(zhì)量控制工具。

表2 故障停機(jī)耗時(shí)

(4)現(xiàn)場維修。工程師到場后首先會(huì)確認(rèn)故障，必要時(shí)會(huì)根據(jù)手冊進(jìn)行檢測判斷，也經(jīng)常用到假設(shè)猜測、對調(diào)相同零配件、分段測試信號(hào)等手段，修復(fù)的時(shí)間在3 h到2 d不等，受工程師經(jīng)驗(yàn)和水平影響。如果需要更換現(xiàn)場不常備的零配件，工程師會(huì)向公司發(fā)出申請，由物流配送，配送時(shí)長通常在3～6 h，如果無本地倉庫或國內(nèi)無庫存，會(huì)在次日甚至數(shù)日后才能送達(dá)。更換零配件后還會(huì)根據(jù)情況進(jìn)行必要的校準(zhǔn)、調(diào)試以及物理質(zhì)量控制，必要時(shí)需物理師到場，時(shí)間在數(shù)小時(shí)到數(shù)日不等。故障停機(jī)耗時(shí)環(huán)節(jié)見表2。

2.2 故障響應(yīng)預(yù)案

由于加速器系統(tǒng)復(fù)雜，故障種類較多，停機(jī)耗時(shí)不確切，加之綜合醫(yī)院放療科多為門診患者，加速器發(fā)生故障停機(jī)會(huì)影響到治療日程，且腫瘤患者身體條件差，長時(shí)間等待會(huì)影響其情緒甚至增加痛苦，故可按停機(jī)時(shí)長進(jìn)行故障的分級(jí)，隨時(shí)間的延續(xù)做相應(yīng)對策[14]。

(1)停機(jī)＞3 h仍未恢復(fù)正常，屬于輕微故障，暫?；蛲七t半天日程，通知門診患者不再繼續(xù)等待。

(2)停機(jī)＞6 h仍無法估計(jì)后續(xù)時(shí)間，當(dāng)天工作日程暫停，留出至少6 h維修。

(3)停機(jī)＞3日，甚至后續(xù)停機(jī)時(shí)間仍不能估算，故障較嚴(yán)重，可考慮為部分患者重新設(shè)計(jì)放射治療計(jì)劃，轉(zhuǎn)移到其他加速器進(jìn)行治療，通報(bào)至科室從源頭做好患者的分流準(zhǔn)備。

(4)停機(jī)＞7日或更長時(shí)間，則由科室管理層協(xié)調(diào)，將更多患者轉(zhuǎn)移到其他加速器，必要時(shí)重新調(diào)整劑量方案，分流后續(xù)患者，并按醫(yī)院制度作為醫(yī)療不良事件進(jìn)行上報(bào)。如果故障停機(jī)時(shí)間能夠估算，則直接按照預(yù)估時(shí)間做相應(yīng)的臨床對策。

維修完成后，現(xiàn)場值守人員要匯總記錄，包括故障日期、故障現(xiàn)象、停機(jī)時(shí)長、故障原因、維修內(nèi)容、更換的零配件等。如果是附屬設(shè)備故障可以歸屬到相應(yīng)加速器一同記錄。因人為原因操作不當(dāng)(不熟悉或誤觸)導(dǎo)致的3 h以內(nèi)的停機(jī)可不作故障對待，不作記錄。但對于故障可屏蔽(超越聯(lián)鎖、短路信號(hào)或?qū)φ{(diào)電路板)暫時(shí)不停機(jī)的情況，應(yīng)按故障記錄，停機(jī)時(shí)長為0，待工作日程完成后及時(shí)維修。擇期的維護(hù)保養(yǎng)不影響工作日程，不算故障，但應(yīng)及時(shí)記錄。具體流程如圖1所示。

3 結(jié)論

鑒于不同廠家售后服務(wù)水平不同，醫(yī)院對每臺(tái)設(shè)備維保的支持程度也有差異，建立符合科室流程和工作習(xí)慣的故障響應(yīng)預(yù)案，可以減小這些差異性所致的影響[15]。與加速器廠家提供的維修記錄相比，符合科室工作流程的故障記錄更便于科學(xué)管理，其整合了放療科各加速器及其附屬設(shè)備的所有維修及保養(yǎng)內(nèi)容，一定程度上反映了每臺(tái)加速器的運(yùn)行狀況，可在故障發(fā)生的第一時(shí)間為使用人員提供參考，通過每次故障發(fā)生的原因和前后次故障間的聯(lián)系，在下次可能出現(xiàn)故障前及時(shí)維護(hù)保養(yǎng)。如醫(yī)科達(dá)加速器MLC的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)板壽命由累積工作量決定，故結(jié)合該機(jī)器負(fù)荷情況以及故障機(jī)記錄中既往的更換周期，提前準(zhǔn)備好新配件，下次再出現(xiàn)故障時(shí)只需即時(shí)更換，極大縮短故障停機(jī)時(shí)間。

圖1 基于停機(jī)時(shí)長的故障響應(yīng)預(yù)案框圖

作為第一時(shí)間面對故障的使用人員，尤其是物理師和治療師，需要有一定經(jīng)驗(yàn)來對故障初步判斷和甄別。故障響應(yīng)預(yù)案的實(shí)施能讓設(shè)備使用人員更多的參與到維護(hù)管理中，按照加速器實(shí)際運(yùn)行情況定制保養(yǎng)策略，不斷積累經(jīng)驗(yàn)，從而形成良性循環(huán)，進(jìn)而可降低設(shè)備的故障率，最終將使科室管理更加有效，并造福于臨床治療患者[16]。