醫用直線加速器的維修及養護分析

【文章摘要】
目前，治療惡性腫瘤的一種有效手段是腫瘤放射治療，醫用直線加速器是放射治療最常用的設備。醫用直線加速器作為高精度且大型的醫療設備涉及很多科學與技術領域，例如微波理論及其測量技術，計算機技術，光學，高能物理，電真空度技術等學科。因而，醫用直線加速器的維修與維護人員應該有相應的專業知識以及很強的工作能力，同時對于機器的調試，操作以及測量都要熟練的掌握。在實踐中，直線加速器的故障率比較高，故障會延誤病人治療的最佳時機，因此，要保證直線加速器的正常運行，就必須對其進行定期的維修與養護。
【關鍵詞】
醫用直線加速器；常見故障與維修； 日常養護
醫用直線加速器是治療惡性腫瘤必不可少的設備，它在各臨床醫院中廣泛應用。因此，對于醫用直線加速器的合理使用與維修維護十分關鍵，為了提供優質服務與精確治療效果，就需要時刻保持直線加速器的正常運行狀態，這樣對于加速器的日常管理，合理使用，正確維護和保養就提出了更高的要求。
1 醫用直線加速器的基本結構及其分類
1.1 直線加速器的基本結構
醫用直線加速器作為一種治療裝置， 它的工作原理是通過微波電磁場從而使電子沿著直線軌跡運動從而產生高能的電子線以及光子線。這里所說的直線是相對于回旋加速器而言，在直線加速器中電子被加速時的徑跡呈現直線狀態。直線加速器包括電子槍，微波傳輸系統（包括波導窗，取樣波導，波導，輸入與輸出耦合器，終端吸收負載，隔離器，三端四端環流器，自動穩頻等），真空系統，計量檢測系統，微波功率源（包括磁控管或者速調管），加速管（邊耦合加速管或者盤荷波導加速管），水冷卻系統，束流系統（包括對中線圈，偏轉線圈以及聚焦線圈等），電源及控制系統（有射頻發生器，槍發射延時電路，直流電源以及脈沖調制器等），照射機頭（包括補償板，多葉準直器，劑量調強板，散射箔，均整器，立體放射手術附件， 準直器，電離室，射野指示器等），治療床等基本結構。
1.2 直線加速器的分類
直線加速器按照采用電磁場形式的不同，通常那個可以將其分為駐波型以及行波型，兩者的差異在于加速管構造的不同。駐波型電子槍大多和加速管是一體的，運用滲入氧化并燒結而來的鎢間熱式陰極，因而發射能力高而且壽命也比較長。而對于行波型則應用的是單向微波進行傳輸，它的電子槍也大多數用直熱型鎢材料燈絲陰極，而加速管是采用銅材料制作而成。相比行波型加速器，駐波型加速器電場強度更高，能夠在較短的距離內使得電子達到預定的能量，這樣能夠省去復雜的偏轉與聚焦系統。
直線加速器也可分為單光子與雙光子（現已有三光子）機型。在臨床上應用最為廣泛的是低能單光子的直線加速器以及高能雙光子的直線加速器兩種類型。在放射治療時能量應該控制在4-25McV, 超過這個范圍的射線均不適用于放射治療。
2 醫用直線加速器的常見故障
故障一：機器會出現MONITOR SYNC 的連鎖，當進入調制器的柜機房進行檢查時，打開歸集會發現閘流管呈紅色，則說明工作狀態不正常，測量閘流管的電壓時也會發現異常，這是由于長期使用，從而導致管內的氣體壓力想對較低， 使陽極過熱；同時，高壓部件常常會出現老化現象，因此平時應該密切觀察。
故障二：機器會出現WATER LEVEL 連鎖，進入機房后會發現去離子水水位不足，這樣加入使加速器正常運行的去離子水至正常的水位即可。出現這種故障還有可能是因為去離子水導電性能出現問題， 此時進入機房測量，電阻值會超出正常值，更換去離子水，去除污垢即可。
故障三：X 線和低能電子線工作均正常，但是高能電子線的反射波抖動的比較嚴重，這時機器會出現DOSE RATE 的連鎖。
故障四：當機器出現DOSE RATE1/ RATE2 OFFSETLDE 的連鎖時，可能是G42 板不正常，檢查發現TB2 發生段路的現象；低壓部分故障通常表現為短路與短路。
故障五：當機器出現ACCESSORY INSERTION 連鎖時，加速器的機頭部位有三個插槽，其中一道是放置加檔鉛塊的， 另一道是放置多角度的契型板，最后一道是放置的是中心校正板；最常使用的是前兩個，進入擠房間測試是發現放置加檔鉛塊的插槽彈簧開關斷裂，這是一類機械故障，應該及時處理確保治療的安全性。
故障六：READY 欄出現了ERROR 且功能鍵空白。當我們進入SERVICES 的模式后，檢查發現是軟件系統的故障。
3 醫用直線加速器的一般維修步驟
醫用直線加速器的結構非常復雜，涉及的學科領域也比較的多，因此維修工程師一定要熟悉加速器的各部分電器原理圖以及各自的工作原理，并對其進行有效的維修工作。對于維修的步驟可以分為以下幾點。首先，開機并進入維修的模式，根據設備提供的連鎖提示打開相應的故障界面，依據故障的代碼查詢故障出現的原因。其次，按照設備的故障原因尋找相應故障位置，觀察是否在報警位置有元器件的燒毀與損壞的現象。接下來查找故障電氣原理圖，按照電氣原理圖的提示，用萬用表來檢測在斷電狀態下線路是否短路或者開路。在通電時，用示波器來檢測相應點的的電壓以及波形等，從而確定故障點的位置。最后，對故障采取相應的維修措施，修復故障。重新開機檢測，反復上述步驟。對于相對復雜的軟故障，必須仔細觀察，不斷檢測，綜合分析后逐步排除故障。
4 醫用直線加速器的檢測
4.1 每年檢測與校驗項目
首先，檢測各個軸承，鏈條與齒輪，并對其加強效的潤滑油，檢測管線的扭動以及磨損情況，對設備內的數據進行備份并檢查各個參考點的波形等。
其次，檢測大機架、治療床的旋轉中心與小機頭，小機頭和照射野、照射野和治療床旋轉中心之間的重合性。檢測不同機架角的輸出量是否穩定以及不同劑量率下對所輸出的劑量的影響，并且檢測照射野光欄的對稱性與垂直型；同時，對于百分深度劑量的曲線，散射，穿透因子等進行全面的檢測。
4.2 每月檢測與校驗項目
首先，檢測各個機械的驅動位置有沒有松動的情況，各個電氣連接點的安全性，高壓電容與脈沖變壓器有沒有漏油， 高壓電路的安全性，恒溫水系統內的水質以及是否漏水等。
其次，檢測MLC 葉片運動與位置的精確度；檢測照射野和燈光野的一致性等。
4.3 每周檢測與校驗項目
檢測治療床的角度，治療床的位置（縱向，垂直，側向）指示以及大機架和小機頭等誤差；檢測β、χ 線輸出量是否穩定等。
4.4 每天檢測與校驗項目
首先應該保持工作環境的衛生情節與整齊。其次，在開機前應當檢測治療室內的恒溫、恒濕機或者空調機、排風機與進風機、離子泵以及室內照明等設備電源和控制臺主機的后備電源等是否處于正常狀態。在開機之后，檢測治療機的各種狀態和參數，例如小機頭0°，大機架0°， 射野大小（10 ㎝ ×10 ㎝）以及激光中心， 距離尺（SAD=100 ㎝）等的誤差；檢測手控盒，治療床，視聽監控器，電子限光筒，防護門等的防碰撞和聯鎖。同時需要檢測內外循環水的水位，水壓和水溫；真空泵和加速管的壓力等。
5 醫用直線加速器的日常維護
維修工程師必須對設備進行定期的檢修，并且定期對設備的性能進行檢測。具體應做到以下幾點：
5.1 在日常的治療過程中，爭取把治療類型一樣的病人在同一個時間段內集中治療，這樣一方面可以減少醫生與病人的治療時間，另一方面也能減少機械運動過程中的頻繁切換，從而能夠有效延長設備的使用壽命以及設備利用率。
5.2 在治療結束后，機架，機頭和治療床等應當調整至原始狀態。并保證電纜等部件恢復到初始狀態，能夠保持其彈性， 減少故障的發生率，這樣既能夠延長機架等的使用壽命，還可以使醫用直線加速器測量出的數據更加準確。
5.3 嚴格規范的執行對醫用直線加速器的質量控制標準。再結合醫院以及國際實際的情況下，對加速器的指控標準給與一個科學而且客觀的定量標準。定期按照標準來檢查并且做好記錄。由此以來就可以對醫用直線加速器運行過程中的數據有個直接的分析對比，從而找到較為優化的運行配置，同時，方便了加速器出現故障時，能夠及時的排除故障準備了充分的參考依據。
5.4 直線加速器開機預熱時，應先到治療室檢查室內的溫度和濕度，加速器的水溫，氣壓是否已經達到加速器正常運行時的要求，要保證溫度與劑量率間的對應平衡，如若有異常情況的發生，應第一時間通知工程師，不得強行加壓以免對加速器造成損害。
5.5 直線加速器開機預熱時，應先到治療室檢查室內的溫度和濕度，加速器的水溫，氣壓是否已經達到加速器正常運行時的要求，要保證溫度與劑量率間的對應平衡，如若有異常情況的發生，應第一時間通知工程師，不得強行加壓以免對加速器造成損害。
5.6 通常來說，醫用直線加速器的故障率能夠達到80% 以上，特別是光學系統及馬達驅動系統兩個部分，而這些故障大多數是由于灰塵造成的，因此在日常的使用過程中我們應當嚴抓機房的衛生工作尤其是那些灰塵，一定要定期做好對光學組件的驅塵工作，保證每天設備的外表都能非常干凈，每季度都要清洗調制器過濾網，電子柜等，從而減少故障的發生率。
6 結束語
醫用直線加速器作為一種綜合性的設備是集水、電等為一體的，它涉及到很多方面的技術，而且它精密而貴重，醫院想要提高加速器的完好率與使用率，就必須正確的使用，保養和維修，在科學管理的前提下，加強工程師專業的培訓，虛心向廠房的工程師學習和咨詢，從而不斷提高設備的使用壽命，為醫院帶來帶來更大的經濟效益和社會效益，為患者提供更優質的服務。
【參考文獻】
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