孫士釗，宋長龍

（廣東省農(nóng)墾中心醫(yī)院，廣東 湛江 524000）

1 SGS-I型伽瑪?shù)痘緳C(jī)械電氣構(gòu)造

伽瑪?shù)队芍鳈C(jī)機(jī)械系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)、立體定位系統(tǒng)和放射治療計(jì)劃系統(tǒng)等4部分組成。

1.1 主機(jī)機(jī)械系統(tǒng)

主機(jī)由射線源裝置、屏蔽門、治療床、定位支架及活動(dòng)床組成，如圖1所示。

圖1 伽瑪?shù)督Y(jié)構(gòu)圖

1.1.1 射線源裝置

放射源裝置由放射源、源體、準(zhǔn)直體、準(zhǔn)直系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)單元和屏蔽體組成。放射源裝置是60Co 源的載體，同時(shí)也是用來進(jìn)行射線準(zhǔn)直聚焦和旋轉(zhuǎn)照射的系統(tǒng)。

源體也叫源匣（放射源的載體），由耐蝕鑄鐵制成，可保持長期不生銹，它是一個(gè)半球殼體，制有36個(gè)安裝鈷源及預(yù)準(zhǔn)直器的通向球心的孔，以引導(dǎo)射線束在球心聚焦。36個(gè)孔分成4組，每組9個(gè)，按螺旋線分布。源體左端裝有源體套筒，以1對軸承支承于屏蔽體上，由伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)慢速旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)時(shí)，形成了30個(gè)射線束錐面，其幾何軌跡無一重疊，因此對患者正常組織損傷最小。

圖2 放射源結(jié)構(gòu)圖

圖3 源匣結(jié)構(gòu)示意圖

1.1.2 驅(qū)動(dòng)裝置

源體是由源體伺服電機(jī)經(jīng)渦輪、渦輪桿減速傳動(dòng)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，準(zhǔn)直體是由準(zhǔn)直體伺服電機(jī)經(jīng)渦輪、渦桿進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，源體伺服電機(jī)尾部上安裝有編碼器，其信號可與準(zhǔn)直體伺服電機(jī)尾部上的編碼器信號進(jìn)行比較，使源體和準(zhǔn)直體實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)直孔大小的選擇、屏蔽棒（用于關(guān)源）的位置或治療時(shí)的同步旋轉(zhuǎn)。

圖4 驅(qū)動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)圖

1.1.3 屏蔽體

由鑄鐵制成，為半球形包圍著源體、準(zhǔn)直體以及其中的治療空腔，內(nèi)部安裝支承源體的套筒和1對軸承，右端以階梯環(huán)與屏蔽門框連接，屏蔽體一側(cè)開有階梯孔，包涵緯度14°～43°范圍，作為在裝取放射源時(shí)的通道并備有完全密合的屏蔽階梯塊，在非裝源時(shí)屏蔽射線。

屏蔽門分上下門扇，也是鑄鐵制成，它們是2個(gè)有水平轉(zhuǎn)軸的半圓柱體，關(guān)閉時(shí)相互以上下門沿的階梯縫嚙合，以防輻射泄漏。治療時(shí)，伺服電機(jī)經(jīng)齒輪和蝸輪減速箱和1對齒輪后驅(qū)動(dòng)兩扇門繞軸轉(zhuǎn)90°開啟，使病人頭部可隨治療床進(jìn)入治療位置。治療結(jié)束，先退床，然后驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)反轉(zhuǎn)，屏蔽門再次緊密地關(guān)閉起來。由于屏蔽門及準(zhǔn)直體處在射線關(guān)閉狀態(tài)，對機(jī)房和伽瑪?shù)恫僮魑恢猛瑫r(shí)具有防護(hù)輻射的功能，形成了雙重屏蔽，輻射泄漏大大減少。

圖5 屏蔽體結(jié)構(gòu)圖

1.2 電氣控制系統(tǒng)

電氣控制系統(tǒng)由2臺可編程邏輯控制器、四軸電機(jī)控制器、Servo電機(jī)控制器、驅(qū)動(dòng)器、變壓器等硬件和控制軟件組成。能夠?qū)υ大w和準(zhǔn)直體的同步跟蹤旋轉(zhuǎn)、準(zhǔn)直器的選擇、屏蔽門的開啟和關(guān)閉、治療床的前進(jìn)、后退和定位等功能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，同時(shí)還可以對門與床安全聯(lián)鎖狀態(tài)、與外部設(shè)備安全聯(lián)鎖狀態(tài)及設(shè)備自身的狀態(tài)進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測，具有輻照時(shí)間的雙計(jì)時(shí)器控制，準(zhǔn)直器和定位精度的實(shí)時(shí)監(jiān)控，故障報(bào)警等功能，此外還配備有視頻監(jiān)視系統(tǒng)、對講系統(tǒng)、UPS供電系統(tǒng)、狀態(tài)指示和報(bào)警系統(tǒng)。

1.2.1 電源系統(tǒng)

電源系統(tǒng)由市電220VAC供給，內(nèi)置在線式UPS，再經(jīng)過各變換裝置變換成所需的各種交直流電壓。采用在線式UPS的原因是為了保證在外界電源斷電后，設(shè)備可正常運(yùn)轉(zhuǎn)30min以上，使正在進(jìn)行的治療過程不至于因外界突然停電而中斷。

1.2.2 控制臺和操作臺

控制臺包括：操作臺、控制計(jì)算機(jī)、輻射報(bào)警儀、對講和監(jiān)視系統(tǒng)。

操作臺上裝備有控制按鈕、狀態(tài)指示燈、報(bào)警器、計(jì)時(shí)器等。治療和其他作業(yè)過程只能在操作臺啟動(dòng)；在需要時(shí)，可在操作臺上中止治療和其他作業(yè)過程；當(dāng)遇到緊急情況時(shí)，按急停開關(guān)可快速退出治療。治療過程中設(shè)備的狀態(tài)在操作臺的相關(guān)部位得到顯示，操作人員對整個(gè)治療過程情況一目了然。操作臺的布置見圖6。操作臺和頭部伽瑪?shù)吨鳈C(jī)、電控柜、監(jiān)視器、對講裝置的聯(lián)系通過地下電纜連為一體。

圖6 控制臺面布置圖

1.2.3 計(jì)時(shí)器系統(tǒng)

SGS-I型伽瑪?shù)兜妮椪談┝靠刂朴?個(gè)獨(dú)立的計(jì)時(shí)器組成，它們采用冗余組合，并且能獨(dú)立中止輻照過程。當(dāng)系統(tǒng)開始輻照時(shí)，一個(gè)計(jì)時(shí)器正向計(jì)時(shí)，另一個(gè)計(jì)時(shí)器反向計(jì)時(shí)，計(jì)時(shí)值在操作臺的REMAINING TIME和ELAPSED TIME顯示器顯示。當(dāng)一個(gè)計(jì)時(shí)器發(fā)生故障（即2個(gè)計(jì)時(shí)器的計(jì)時(shí)值相差大于5s）時(shí)，將中止當(dāng)前的治療過程；當(dāng)輻照被意外中止后，當(dāng)前計(jì)時(shí)器的數(shù)值將分別被保存在計(jì)時(shí)器內(nèi)，并在操作臺的REMAINING TIME和ELAPSED TIME顯示器顯示。

2 SGS-I型伽瑪?shù)冻Ｒ姽收戏治黾芭懦椒?/h2>

2.1 設(shè)備準(zhǔn)備治療階段故障分析

2.1.1 UPS電池報(bào)警

原因分析：電池充電不足。排除方法∶電池充好電以后再用。

2.1.2 UPS失效

原因分析：UPS出現(xiàn)不可逆損壞。排除方法：更換同型號UPS。

2.1.3 驅(qū)動(dòng)器上電失敗

原因分析：峰值電流過載。排除方法：斷電后重新上電。

2.1.4 控制器或PLC通訊失敗

原因分析：操作過程中，啟動(dòng)順序錯(cuò)誤。排除方法：控制計(jì)算機(jī)啟動(dòng)后，再啟動(dòng)控制盒或使用控制盒重新啟動(dòng)按鈕。

2.1.5 讀取治療數(shù)據(jù)錯(cuò)誤

原因分析：治療數(shù)據(jù)文件格式錯(cuò)誤或數(shù)據(jù)超出設(shè)備限制。排除方法：重新審定治療數(shù)據(jù)文件。

2.2 設(shè)備初始化過程中的故障分析

2.2.1 三維治療床X/Y/Z軸初始化失敗

原因分析：（1）設(shè)備未找到X/Y/Z軸初始位置。排除方法：斷電后，通過手輪將三維床的X軸搖到初始位置附近。（2）X/Y/Z軸零位開關(guān)失效。排除方法：更換或調(diào)整開關(guān)。

2.2.2 源體、準(zhǔn)直體初始化失敗

原因分析：（1）源體、準(zhǔn)直體不在初始位置附近。排除方法：在控制計(jì)算機(jī)上交互給出源體、準(zhǔn)直體的大體方位，引導(dǎo)系統(tǒng)完成初始化。（2）源體、準(zhǔn)直體零位開關(guān)失效。排除方法：更換或調(diào)整開關(guān)。

2.2.3 源匣不在零位

原因分析：（1）源匣在儲源罐中，但沒能觸發(fā)源匣零位開關(guān)。排除方法：用遙控操作將源匣拖回零位后，繼續(xù)初始化。（2）源匣零位開關(guān)失效。排除方法：更換或調(diào)整開關(guān)。

2.2.4 超時(shí)停頓

原因分析：某驅(qū)動(dòng)電機(jī)因某種原因意外停止或沒有響應(yīng)。排除方法：按下故障確認(rèn)按鈕，自動(dòng)退回主畫面，重新初始化設(shè)備。

2.3 治療過程中的故障分析

2.3.1 儲源罐門開啟故障

原因分析：儲源罐門有機(jī)械卡阻或電機(jī)驅(qū)動(dòng)失效或罐門開位開關(guān)失效。排除方法：如果能重新初始化，則再執(zhí)行治療程序。否則終止治療，用遙控關(guān)門。

2.3.2 設(shè)備沒有運(yùn)行到規(guī)定位置

原因分析：（1）可能是三維床沒能運(yùn)行到目標(biāo)位置。（2）可能是源體未運(yùn)行到目標(biāo)位置。（3）可能是準(zhǔn)直體跟蹤精度超差。排除方法：系統(tǒng)自動(dòng)關(guān)閉射線束，按下故障確認(rèn)按鈕，自動(dòng)退回主控制畫面，重新初始化設(shè)備，并繼續(xù)治療。

2.3.3 計(jì)時(shí)器故障

原因分析：2個(gè)PLC計(jì)時(shí)相差超出5s?？赡苁荘LC通信失效。排除方法：系統(tǒng)自動(dòng)關(guān)閉射線束，按下故障確認(rèn)按鈕，自動(dòng)退回主控制畫面，重新初始化設(shè)備，并繼續(xù)治療。

2.3.4 準(zhǔn)直體撞安全保護(hù)環(huán)

原因分析：可能是照射回轉(zhuǎn)角度超出限制。排除方法：審核和糾正治療數(shù)據(jù)，最好能先執(zhí)行坐標(biāo)檢查程序，然后執(zhí)行治療程序。

2.3.5 準(zhǔn)直體開度＞10°

原因分析：準(zhǔn)直體執(zhí)行開束時(shí)，理論開度為9°，超過10°則報(bào)警。排除方法：系統(tǒng)自動(dòng)關(guān)閉射線束，按下故障確認(rèn)按鈕，自動(dòng)退回主控制畫面，重新初始化設(shè)備，并繼續(xù)治療。

2.4 結(jié)束治療過程中的故障分析

2.4.1 設(shè)備沒有能運(yùn)行到規(guī)定的位置（準(zhǔn)直體關(guān)束失敗）

原因分析：準(zhǔn)直體驅(qū)動(dòng)失效或有機(jī)械卡阻現(xiàn)象。排除方法：系統(tǒng)自動(dòng)關(guān)閉射線束，按下故障確認(rèn)按鈕，自動(dòng)退回主控制畫面，重新初始化設(shè)備，并繼續(xù)執(zhí)行程序。

2.4.2 設(shè)備沒有能運(yùn)行到規(guī)定的位置（治療床回零位失敗）

原因分析：X和Y軸驅(qū)動(dòng)失效或有機(jī)械卡阻現(xiàn)象。排除方法：系統(tǒng)自動(dòng)關(guān)閉射線束，按下故障確認(rèn)按鈕，自動(dòng)退回主控制畫面，重新初始化設(shè)備，并繼續(xù)治療。

2.4.3 源匣解鎖失敗

原因分析：源匣解鎖驅(qū)動(dòng)失效或有機(jī)械卡阻現(xiàn)象或解鎖開關(guān)失效。排除方法：試著用遙控盒操作源匣解鎖、源匣拖回儲源罐、關(guān)閉屏蔽門。

3 SGS-I型伽瑪?shù)豆收咸幚沓绦蚝蛻?yīng)急處理方法

3.1 應(yīng)急處理方法

（1）故障特征：在治療過程中，上位控制計(jì)算機(jī)死機(jī)。應(yīng)急處理方法：重新啟動(dòng)計(jì)算機(jī)，并進(jìn)入治療界面，但不能關(guān)閉控制盒上的電源開關(guān)，等待主控制器將當(dāng)前靶點(diǎn)執(zhí)行完畢后，系統(tǒng)重新初始化，并能自動(dòng)接著下一個(gè)靶點(diǎn)繼續(xù)治療。

（2）故障特征：在治療過程中源體和準(zhǔn)直體、治療床運(yùn)動(dòng)失控撞到并觸發(fā)安全保護(hù)環(huán)。應(yīng)急處理方法：控制系統(tǒng)自動(dòng)切斷所有電機(jī)驅(qū)動(dòng)器電源，所有運(yùn)動(dòng)停止，以保護(hù)病人的人身安全為首要原則。通過監(jiān)視系統(tǒng)觀察病人和設(shè)備各軸的位置情況，在控制盒上給驅(qū)動(dòng)器上電，用遙控盒操作，首先關(guān)閉射束，再將X和Y移到中心位置，然后再啟動(dòng)初始化程序，引導(dǎo)設(shè)備回到安全狀態(tài)。

（3）故障特征：出現(xiàn)故障后，用遙控盒操作失敗，用重新初始化方法也失敗。處理方法：首先關(guān)閉控制總電源，然后進(jìn)入機(jī)房施行人工手操作，操作順序?yàn)橛米羁斓乃俣汝P(guān)閉射束，用專用小車拖出病人，關(guān)閉機(jī)房門，在門上貼警示標(biāo)志，通知廠家。

3.2 故障處理程序

3.2.1 在儲源罐門開啟之前的故障處理

由于放射源還在儲源罐中、儲源罐門關(guān)閉，設(shè)備處于環(huán)境劑量要求狀態(tài)，此時(shí)設(shè)備非常安全，操作人員都可以進(jìn)入機(jī)房內(nèi)觀察和處理故障，也可以通過重新啟動(dòng)初始化，靠控制系統(tǒng)自動(dòng)修復(fù)某些故障，然后繼續(xù)治療。

3.2.2 在儲源罐門開啟之后、開射束之前的故障處理

當(dāng)控制程序啟動(dòng)治療程序后，已經(jīng)執(zhí)行到開啟儲源罐門，并將源匣加載到源體上的情況時(shí)，被治療的病人在設(shè)備中，但只要射線束沒有開啟，對病人而言輻射防護(hù)是安全的。操作人員可以重新啟動(dòng)初始化，靠控制系統(tǒng)自動(dòng)修復(fù)某些故障，然后繼續(xù)治療。如果啟動(dòng)初始化還不能修復(fù)故障，則啟動(dòng)手動(dòng)遙控程序，用手動(dòng)遙控盒將源匣拖回儲源罐、關(guān)閉屏蔽門，撤出病人，報(bào)廠家修理。

3.2.3 在開啟射束之后的故障處理

當(dāng)控制程序啟動(dòng)治療程序后，首先，將源匣加載到源體上，之后將病人的病灶靶點(diǎn)移動(dòng)到焦點(diǎn)處定位，然后，開啟射束進(jìn)行回轉(zhuǎn)照射。此時(shí)的病人正在接受射線照射，所以處理故障要特別小心。第1原則是盡快和最大可能地關(guān)閉射束，第2原則是盡可能地將源匣回儲源罐、關(guān)屏蔽門，第3原則是保存已經(jīng)治療時(shí)間。以上3原則控制系統(tǒng)可自動(dòng)實(shí)現(xiàn)。步驟如下：

（1）在控制計(jì)算機(jī)上按“確認(rèn)故障”，自動(dòng)返回控制主畫面。

（2）選手動(dòng)遙控功能，用手動(dòng)遙控盒將準(zhǔn)直體轉(zhuǎn)到關(guān)閉射束位。

（3）再按下“初始化”按鈕，重新初始化設(shè)備。

（4）如電動(dòng)方式失敗。需操作人員進(jìn)入治療室，手動(dòng)關(guān)閉準(zhǔn)直器，并將病人拖出治療室。

（5）出故障時(shí)，病人不可長時(shí)間停留在準(zhǔn)直器打開狀態(tài)下，也應(yīng)盡量縮短在準(zhǔn)直器關(guān)閉狀態(tài)下的時(shí)間。

4 結(jié)語

以SGS-I型立體定向伽瑪射線全身治療系統(tǒng)為代表的國產(chǎn)SGS-I型立體定向放射治療系統(tǒng)相對穩(wěn)定，機(jī)械工藝優(yōu)良，常見故障較為普遍，通過適當(dāng)?shù)呐耪戏椒梢员ＷC正常使用，提供安全有效的醫(yī)療服務(wù)。