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医用加速器的维修保养问题与技术
医用加速器的维修保养问题与技术【1】
摘要：Elekta Precise、Elekta Synergy医用加速器都配置了MLC系统(多叶光栅)，此系统是由40对叶片组成，包含了较为完善的驱动、控制、运动精度控制的硬件与软件等部分，这样不仅能使加速器能够进行普通的放疗，也能进行特殊的精度放疗。
在利用医用加速器进行临床治疗的过程中，对MLC系统的维修保养工作是重要的环节。
本文就对这两种型号的医用加速器维修保养问题进行具体的分析，供有关人员进行参考。
关键词：医用加速器;维修保养;技术
对医用加速器的维修保养工作，首先需要对这两种医用加速器常见的故障有充分的了解，并加强对设备日常的维护与保养，降低故障发生频率，为临床治疗提供良好的工作环境，减少医疗事故，为构建和谐医患关系做出更大的贡献。
1 Elekta Precise加速器维修保养分析
Elekta Precise加速器在我国的使用已经有10几年的历史，根据这10几年的使用，对该设备的常见故障进行了总结，并提出相应的解决措施：①当患者数据太多，SQL数据库保护自动关机。
解决这一故障需要重新安装应用程序，并利用备份恢复原有的数据。
将没有用处的病例信息及时的删除，定期进行磁盘整理，做好安全备份工作。
②磁带发生故障，备份数据不能移动到磁带中，这就需要及时的更换磁带;③MLC系统频繁出现故障。
这类故障需要进行软件定位、光路调整、软件PART值的调整、对反光点、镜子等进行定期的清洁;④小机头不能进行转动，变换开关损坏，需要及时的更换手轮组件，并进行定期的检查。
为了防止医用加速器出现故障，需要做到以下几点：①在设备选购方面，要把好采购关，保证设备的质量;②保证设备有完善的安全操作手册以及配图配套的维修手册，并且保证其能够准确的提示故障，能在故障发生第一时间找到故障发生部位，并及时的进行排除[1]。
③这个型号的医用加速器，在使用的过程中，小的故障发生较为频繁，需要定期的进行检修。
④医用加速器的运行环境对其正常运行具有很大的关系，关系着设备能否安全稳定的运行。
运行环境的温度、湿度等都可能引起设备元件不稳定，从而影响加速器的正常运行。
运行环境温度一般在15℃～30℃，湿度40%～70%。
⑤在操作中需要严格的按照相关的操作章程进行。
⑥加强设备的日常检修，不放过任何一个小的故障，避免发生更大的故障，将故障隐患扼杀在摇篮中。
2 Elekta Synergy加速器维修保养分析
以实际的故障检修案例进行说明。
某医院在使用Elekta Synergy加速器进行放疗的过程中，出现了异常，异常表现在以下3个方面：①在操作时的MLC显示页面上出现了"×"，并且四个参考反光点均表现为红色;②在LCS柜中，与MLC系统相关的LED灯熄灭;③在Inhibits上显示有：17061(MLC link)17804(Framegrabber Error);Boardack字样。
为了弄清异常现象的引发原因，立即停止放疗，并进入检查状态。
首先检查了光学系统的光源以及电源，发现两者都处在正常的状态。
进行了状态的转换，发现故障依然存在;进行系统重新启动，故障现象依然存在;对Area44的JJ同轴电缆用显示器进行检查，发现在Area44MLC画面上出现了下图所示的图案，将同轴电缆的插头进行互换，MLC正常运行了10 min，当将同轴电缆更换过后，上述的现象再次出现。
根据上述的检查可以发现，用显示器对MLC输出图像进行检查，发现Area44 JJ与其显示相同画面，对Reset MLC多次进行重启，重启后MLC系统暂时正常，光野也表现为正常。
这就需要对设备的组件进行分别检查，包括电缆、LCS柜、MLC electronic Assembly组件等，交换LCS与ICCA之间的电缆位置，并重新开机，检查并测量相关的运行指标。
医用加速器的型号有很多种，除了上述两种医科达医用加速器外，还包括瓦里安直线加速器。
其中瓦里安(Varian)6EX是瓦里安加速器常见的型号，具有多叶准直系统，能够进行精确的临床放疗[2];具有三维强调治疗系统;同时，利用这个型号的医用加速器，安全性能很高，并且进行放疗的过程不用开打、不用进行麻醉，副作用小，操作方便，并且治疗后能在短时间恢复。
对医用加速器的维修保养，除了从设备自身质量以及运行环境方面出发外，还应该注重与设备配套的设备，如电源、继电器、电压互感器等，由于突然断电故障很容易引起加速器发生故障。
这就需要科学合理的设计设备的线路图[3]，集中控制相关的组件，摆阔STD卡、信号调整卡、计算机等，确保设备运行连贯、稳定以及安全。
3总结
医用加速器在临床治疗中发挥着重要的作用，对其的维修保养是临床工作中的关键环节。
在实际的使用过程中，面对出现的设备故障，要仔细的观察，并快速的找出故障发生的原因，总结故障发生时的现象。
并且对故障原因不清晰、现象不明显的故障进行反复的观察与检查，并做好相应的记录工作，不断的提升故障维修的效率，缩短故障维修的时间，为临床治疗创建一个良好的工作环境。
参考文献：
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医用加速器的综合维修保障【2】
摘要：医用加速器是生物医学上一种对肿瘤进行放射治疗的粒子加速装置。
这种装置涉及专业广，结构复杂，同时维护也比较复杂。
本文从实践的角度出发，综合分析了医用加速器的维修保障问题。
关键词：医用加速器;维修;保障
放射治疗是肿瘤治疗过程中的重要一环，是利用高能射线的电离作用，通过对肿瘤组织进行照射从而最大程度地破坏肿瘤细胞，优点是对正常组织的影响最小，类似于外科手术。
临床资料显示，81%的恶性肿瘤患者都要进行放射治疗，而目前放射治疗的主流设备是医用电子加速器。
笔者通过分析所在医院的美国瓦里安公司23EX医用电子直线加速器自安装八年以来的使用情况，来探讨加速器在安装、维修、维护保养方面的问题和解决方法。
1 我国医用加速器的使用概况
我国医用加速器的起步较晚，水平和国际同类产品还有较大差距，目前主要的还是直线加速器。
直线加速器的主要原理是用微波在加速器管内形成高强度的电场加速注入的电子，最终以接近光速的速度从加速管的另一端射出，电子束可以直接用以治疗(电子线)或打靶后再用于治疗(X线)[1]。
按照所使用的加速管的不同，直线加速器有行波加速器以及驻波加速器两类。
本文中的瓦里安23ex加速器属于驻波加速器。
2 安装调试
安装前：机房需要考虑射线的防护，当X射线能量超过10MV时还需考虑中子的防护(瓦里安23exX射线的最高能量是15MV)，因此机房应由有资质单位的专业人士参考厂家提供的参数并结合医院实际情况设计。
通常机房的设计按照一定的模式进行，但在实践中存在一些不尽合理的情况，这里建议以下几点：①各机房(包括辅助机房)设置地漏，便于除湿机、空调的排水，也方便机房中积水(如果有的话)的排出--潮湿的环境对电子设备的影响很大，湿度过高容易引发设备故障;连续排水除湿有着人工倒水不可比拟的优势;
②电缆沟除U型弯外都可取消，电缆和水、气管可直接铺设在较地面略高的墙角，用角钢等材料做架子并用板材覆盖保持机房美观，这样既不影响布线，更可有效避免电缆沟积水引发的问题;③在允许的情况下机房层高适当高一些，层高的增加会使机房内空也增加，可以降低加速器运行时产生的各种有害气体的浓度，有利于保护患者和工作人员的健康;
④各机房多装一些照明灯，平时治疗时可以少开几盏，而在清洁、维修、维护保养时良好的照明所带来的便利是不言而喻的;⑤在常规的摄像机安装好后再安装一个全景摄像头，工作人员在控制室里可以查看机房内情况;⑥机房内监控摄像机的插座电源和部分照明电源应在控制室内设置开关，方便操作人员控制;
之所以把土建工作作为重点来叙述是因为一个设计良好、结构合理的机房不仅可以为患者提供良好的治疗环境，而且合理的空间、照明等条件将使预防性维护及保养更易得到完整的执行，有助于降低设备的故障率。
实践中证明，在机房建造完成后再进行上述的改造会面临很大的难度，在土建阶段将这些情况考虑进去会给日后维护工作带来很大的便利。
3 维护保养
及时的进行保养和预防性维护是保证加速器的正常使用、减少停机率的有效措施，加速器除了主要部件外，一些看似不是主要的部件损坏也会导致停机而无法使用，因而加速器的维护保养涉及的内容较多。
瓦里安23ex加速器可以分成主机、治疗床、调制柜、控制台以及辅助设备等几个独立的部分[2]。
产品附带厂家提供的预防性维护手册，详细的描述了各项保养内容和频度，除手册里载明的项目外，笔者再结合自己的经验做以下几条增补：
主机包括加速器里最昂贵的三个部件：加速管、速调管、偏转磁铁，如果它们损坏了，不仅维修费用高昂，而且周期也很长，因此做好保养是非常必要的。
这3个部件都需要把温度保持在40℃，温度波动大虽然不会导致损坏，但会严重影响射线束的稳定性，这就需要洁净的循环水才能达到良好的恒温特性，除手册中载明的定期换去离子水并加抑藻剂外，每隔3～5年更换一次内循环水管对水系统的保养也是很有必要的。
治疗床：治疗床引发的故障相对较少，只要正常的按照PM手册进行常规保养;调制柜：调制柜里有主闸流管、De-Q管、脉冲形成网络、充电电感、高压变压器等大功率器件，工作时容易发热严重。
在机房内安装一台空调可以有效的降低环境温度，从而延长其使用寿命。
控制台：从实践经验看，控制台放置在狭小空间对维护保养很不方便，如果将其摆放在相对空旷的地点，既可满足良好的通风，也方便维修时拆卸，可以有效的缩短维修时间;
辅助设备：包括水冷机、气泵和稳压电源，分别为加速器提供所需的水、电、气。
从实践看水冷机故障率最高，气泵次之，稳压电源故障率最低[3]。
水冷机的故障以制冷系统损坏最多，笔者所在医院今年夏天加速器频发超温停机，究其原因是自2005安装以来都没有清洗过水冷机的室外机，在遭遇40℃以上的极端高温天气时，散热不良导致水冷机超温停机进而引发加速器超温保护，严重影响治疗。
有必要在每年的4、5月份在天气尚未明显变热的时候对其进行一次清洗[4]。
空气压缩机的价格不贵，可以考虑多备一台，以免空压机损坏导致加速器停机。
医用加速器是医用高科技治疗设备，结构复杂，维修保障要求较高。
本文中的瓦里安23ex加速器由于本身的特点，维修保养比较复杂，医院应注意从土建时就应合理安排，使整个设计在满足使用要求的同时也能方便日常维护，并配备高素质维修队伍，可有效保障医用加速器的正常运行。
参考文献：
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医用直线加速器的维护保养及应对策略【3】
【摘要】 放射治疗是肿瘤治疗的主要手段之一，作为治疗设备其不同于其他放射诊断设备，设备的质量控制与质量保证就显得尤为重要。
由于医用直线加速器系统的复杂性，如何做好设备的维护保养成为设备质量控制与质量保证的前提条件。
本文结合医院医用直线加速器维护保养的实践经验，对如何确保设备的质量控制和质量保证进行了研究，为规范放射治疗工作，保证临床治疗的稳定性、连续性，提高治疗实施的准确性和精确度做出了有价值的探讨。
【关键词】 医用直线加速器; 维护保养; 质量控制; 质量保证
医用直线加速器(Linear Accelerator)是高能物理成功应用于医疗技术的高科技产品，是继同位素放射疗法后又一种新型的肿瘤治疗方法。
其工作原理是通过加速由电子枪产生的电子形成高能电子束或由高能电子束打靶发生韧致辐射产生的高能X射线与肿瘤组织作用产生的物理效应、化学效应和生物效应达到杀灭肿瘤细胞目的。
医用直线加速器按照其功能划分主要包括电子加速系统、微波功率系统、剂量监测系统、控制系统、治疗床系统等5个主要的子系统，随着精确放射治疗技术的普及，各个厂家在此基础上又开发了若干个新的子系统，如独立的MLC子系统、EPID验证系统、呼吸门控系统等等，这些子系统进一步完善了医用直线加速器的功能，在应对复杂的外照射技术显得游刃有余，达到了拓展放射治疗手段，提高肿瘤控制率，提高患者生存质量的目的。
医用直线加速器的维护保养工作分为以下几个方面：制定严格的加速器操作规程及管理制度，全程监测加速器工作环境与工作状态，制定与加速器故障相关的预防措施。
1 制定严格的操作规程及设备管理制度
1.1 加速器的操作规程 患者治疗期间，遵循安全第一原则。
治疗必须通过局域网的治疗信息系统来完成，绝不能脱网治疗，并且建立完整的数据库，以便保证治疗可靠性。
治疗过程中，医生一定不能嫌麻烦而走捷径，比如旋转机架时，一定要在室内完成，注意观察移动床中的患者避免与机架相撞。
患者在上下床过程中，先把床降低到最适高度，以免由于床过高而摔倒。
尽可能地减少电子线与X线模式转换，并且安排患者进行分时段治疗，以便减少均整块、靶组件在转换过程中造成的磨损。
治疗时，手控器应该避开机架90度或270度照射，防止手控器中电路因受照射而损坏。
在每天治疗完成后，机架应停留在90度的位置，防止靶冷却水的泄露而使损坏电离室。
1.2 加速器的管理制度 工作中，机房工作人员应该分工明确，各负其责。
加速器有其管理制度，每个操作人员都要明确并担负其自己的职责，应该按正确的操作规程使用加速器，并且要做好加速器使用的登记，不仅要登记治疗的患者例数，还要登记加速器在使用过程中存在的任何不正常现象。
治疗过程中，一旦加速器出现任何异常现象，应该立即停止治疗，通知专业技术人员对其进行维修与处理，避免故障进一步扩大化。
专业技术人员也要明确并担负其自己的职责，在加速器开机预热时，记录包含质量保证及质量控制在内的有关加速器所处环境温度与湿度、安全控制、冷却水装置工作状态等清单。
专业技术人员与操作人员需经过国家相关管理部门所组织的培训，经考核合格后才能操作或维护处理加速器，杜绝无证上岗的现象发生。
由于加速器的操作界面都为英文，而操作人员的英语水平存在差异，因此，加速器尽可能根据操作人员英文水平互补原则进行合理的分组配备，以便操作更加规范与正确。
操作人员进行操作前，认真阅读操作规程，密切观察加速器使用过程中各项指标的变化情况，记录是否有异常的气味及声音，温度与气压读数是否存在异常，各按钮与螺丝是否存在松动现象。
2 全程监测加速器工作环境与工作状态
全程监测加速器工作环境与工作状态主要包括机房温湿度控制、设备电气安全控制、加速器剂量系统调整、加速器机械精度调整、恒温水系统调整、辅助定位系统调整等。
2.1 机房温湿度控制 机房温湿度异常是造成设备真空部件打火，恒温水系统结露及线路板故障的重大诱发因素之一。
为避免这些潜在的危险因素，根据大型医用设备机房温湿度控制的要求，机房的温度一般控制在(22±2)℃，湿度一般控制在40%～70%[1-3]。
根据这一要求，依据机房的面积及通风次数设计满足条件的医用精密空调或普通空调加除湿机的方案，由于加速器机房对通风要求比较高，使用医用精密空调的成本比较高，本院采用了普通空调加除湿机的设计方案，空调与除湿机均采用一用一备的方案，根据环境的实际温湿度情况决定空调及除湿机的开启数量，有效地保证了机房的温湿度，因温湿度异常造成的设备故障率明显降低。
2.2 设备电气安全控制 设备电气安全主要包括供电电压的稳定性，公共地的设置，意外失电的处理等方面。
供电电压的稳定首先根据医疗设备的实际情况采用三相五线制的配电方式，即零线与地线分开[4-5]，并通过在设备前端根据加速器的额定功率加装可靠的三相稳压器即可实现电压稳定供给;公共地的设置也尤其重要，尽量不要与医院的其他公共地并联在一起，因为其他设备的公共地与加速器的地线并联会造成设备工作状态的异常。
本院西门子加速器的地线原来与其他设备的地线并联时就经常出现30#联锁，通过电源监测仪发现为共地线造成，在经改造后单独接地线后设备故障消除;意外失电在医院比较少发生且医院大部分采用的是双线路供电，意外失电的时间也不会太长，如果医院条件允许，可以加装大功率UPS电源作为应急电源且UPS电源的各项电气指标不应对加速器的正常运行产生影响，这样就能够保障患者不会因意外失电而中止治疗。
2.3 加速器射野及剂量系统调整 根据国际原子能机构第277号技术报告的要求，通常情况下，剂量系统的优化调整及剂量偏差调整频率一般每周1次。
剂量系统的优化可以维修模式下，通过调整电子的注入参数及脉冲形成网络(PFN)参数尽可能在开环条件下就能达到正常的输出剂量率，使剂量系统达到最佳的工作状态;使用通过标定的剂量仪在标称治疗距离SSD=100 cm，体模表面光野为10 cm×10 cm，电离室的轴与射线轴垂直。
中心轴上水中校准深度处，6 MV X线电离室有效测量点位于水下5 cm处，15 MV X线电离室有效测量点位于水下10 cm处，电子线电离室有效测量点在水下最大剂量点处或1.5 cm处[6-7]，如果剂量误差实测值超过X线>±2%，电子线>3%时，可在维修模式下调整电离室的计数参数使设备剂量计数与实测剂量值达到一致。
射野的平坦度和对称性调整一般为1个月做1次检测，检测条件为设置机架角为0°，准直器0°，SSD为100 cm，射野为10 cm×10 cm，可用三维水箱直接测量各点的剂量得到剂量分布图，也可利用二维电离矩阵获得相对剂量分布图，分别计算最大、最小剂量偏离中心轴剂量的相对百分数，以及偏离中心轴对称两点剂量率的差值与中心轴上剂量率的相对百分数，保证平坦度和对称性位于±3%内[8-10]。
出现电子枪故障、微波功率系统故障、电离室故障、均整块故障等故障，工程师在排除设备故障后配合物理师重新测量射野的平坦度和对称性，同时参照剂量系统进行优化调整及剂量偏差调整后方能让加速器重新投入使用，保障患者的治疗安全。
2.4 加速器机械精度调整 加速器的机械精度主要包括机架、治疗头、治疗床、MLC等几个方面。
加速器的机械精度调整原则就是做到“三心”一致，即机架、治疗头、治疗床的中心位置一致，检测周期为每月检测1次，误差小于±1 mm，若误差偏大，可根据机械水平尺在基准面的水平情况调整机架或治疗头的角度，找到基准角度，同时在加速器维修模式下记录新的基准角度，这样就能保证机械精度的可靠性。
随着精确放射治疗的普及，MLC调整就显得尤其突出，MLC的调整包括位置和速度线性调整两个方面：位置机械调整是用于确定在位置检测系统中叶片和托架的机械末端停止位置，它是速度线性调整的前提条件。
速度线性调整用于校准定位系统的射野尺寸和同心性能。
放射校准的方法是在等中心平面测量一组射野尺寸的组合，测量深度必须为10 cm，在系统中输入对多个射野尺寸的2个叶片组测量的50%等剂量线，测量结果必须在射野中心标准化到100%。
注意：在开始放射校准之前，必须进行机械校准[11-13]。
2.5 恒温水系统 恒温水系统调整加速器的恒温水系统包括一级水冷和二级水冷，一级水冷主要是加速器自带的内循环水系统，由于加速器多个部件在工作的过程中会产生大量的热量，多个器件对温度要求在相对比较稳定的状态才能保证加速器的正常工作，而冷却用的循环水管道比较细，为保证管道不结水垢堵塞管道，内循环水对水质的要求比较高。
一般都是加注蒸馏水或去离子水，要求电阻值大于1 MΩ，且一般内循环水系统都带有除离子装置，在除离子效果下降时应及时地更换去离子装置以保证水质正常;二级水冷主要是对一级水冷进行循环降温，每个季度需要对热交换器和二级水冷的外机定期检修，以保证一级水冷的正常工作温度控制在(18±2)℃[14-15]。
2.6 辅助定位系统调整 辅助定位系统包括两个方面：加速器灯光系统、激光定位系统。
加速器的灯光系统调整主要是对加速器的测距灯、光野灯每个月进行1次校正。
测距灯主要是依据机械测距尺的实际测量距离与光距灯的显示读数要保持一致。
光野灯及与实际照射野的符合度调整可以有两种方式：机架角度为0°，准直器0°，SSD为100 cm，光野10 cm×10 cm时，用慢感光胶片小剂量出束，看感光面积与光野标记是否重合;用二维电离矩阵接受的实际出束面积与光野面积是否一致。
光野与照射野的误差小于±1 mm。
激光辅助定位系统的调整每个月进行1次，在设备验收时可以在机房的墙壁多点标记激光线的位置，这样日常激光线的调整工作相对比较简单，如果出现激光线异常也可以通过激光水平仪、长的机械水平仪或铅垂线作为参照重新调整使激光线的误差小于±1 mm。
3 制定与加速器故障相关的预防措施
加速器的常规保养与维护是为了减少设备故障与延长设备使用寿命，其中最有效的方式应该是主动进行预防式保养与维护，主要包括处理设备的润滑、变形、磨损、生锈及松动问题，对于发热量大的大功率器件，比如磁控管、电源系统、闸流管做好防尘、防潮及散热工作。
专业技术人员每周检查准直器与机架旋转的限制，激光灯、治疗灯、标尺灯切换，光野、射野吻合状况，检查控制台数据的恢复功能、温度控制功能及水冷机水位是否符合要求。
每季度进行系统维护与保养，这主要包括以下几部分：运动部件，闸流管，电离室高压电源，光射野重合性，联锁功能，应急开关，拍星光片，多叶准直器及十字板的检测。
当治疗患者较多时，根据需要适当地增加多叶准直器的检测频度，开机对出射线检测并进行束流优化，检查剂量系统的工作，对偏转电流进行联锁调零。
每年再对系统进行1次大范围的预防式保养与维护，除了完成季度保养所有项目以后，还包括靶冷却水管的维护，清除电路板灰尘、风扇灰尘，更换空气过滤网、循环水以及去离子过滤器，检测射频源的输出功率、电路板电源电压，调整、优化并记录输出电子线的相关参数。
加速器中有磁控管与闸流管，它们都属于大功率易损坏器件，同时，也具有靶冷却水管、冷却油滤器、循环水以及去离子过滤器、它们都属于易损耗器件，为了避免或减少元件由于损坏或消耗而引起的设备停机，应该提前准备好易损坏或易消耗元件，而器件的更换时间可以根据维修记录、每日高压来确定。
钛泵维持着加速器的真空度，所以设备使用时一定要密切观察钛泵的电流，如果因为断电导致停机，则及时复位，保证钛泵处于正常工作状态，严禁在低真空下开机，延长速调管与加速管的使用寿命。
治疗过程中，治疗床会左右、上下、前后反复切换，机架也会不断旋转，长时间下去会导致轴承、轨道离合太宽，所以要对治疗床与机架定期进行维护与保养。
由于加速器的温度主要靠循环水来控制，因此，不仅要定期检查循环水通路是否畅通，还要定期检查循环水中水流量、水质、水温及水压是否达标，如果不达标，及时通知专业技术人员处理，由于机头附近的水管为橡胶管，它受到的辐射最大，最可能出现因为老化而漏水现象，如果漏水，应该将老化水管剪去接上新管。
加速器中所使用的压缩机为无油压缩机，密切观察无油压缩机的气压值、使用时间以及是否存在漏气现象，加速器的气路接口都有气体干燥装置，使用过程中密切观察干燥剂颜色的变化，如果蓝色干燥剂变红，说时干燥剂变质，应立即更换干燥剂。
加速器内部有很多在大功率器件，运行过程中会产生大量热量，如果散热不及时，会加速这些器件的老化，因此，有必要在机房中安装空调，加速器内部安装散热风扇，并急时对散热风扇进行除尘，保证其良好的散热效果。
为了防止电子器件的短路现象，机房还应该定期除湿。
最后，定期进行学术交流，专业技术人员或操作人员通过学术交流可以取长补短，不断提高自身的技术水平。
由此可见，医用直线加速器系统的复杂性决定了设备出现故障的概率远大于其他医用设备，为了能够降低故障率，延长设备的正常使用寿命，强化医用直线加速器的维护保养工作显得尤其重要，设备的维护保养工作是放射治疗质量控制与质量保证的基石。
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