[转发]医用电子直线加速器的故障检修

王 雷姚文良王希仟
(淄博市中心医院 山东省淄博市255036)
中图分类号：TH774 文献标识码：C 文章编号：1003—8868(2007)03—0079—02
医用电子直线加速器是目前最常用的放射治疗设备。它是指用于肿瘤放射治疗的微波电子加速器，利用电子从微波电磁加速场中获得能量并沿直线轨道加速运动．它是继静电加速器和感应电子加速器之后又一重要的放射治疗设备。
1 医用电子直线加速器的原理
医用电子直线加速器按所采用的加速器电磁场形态不同，可分为行波直线加速器和驻波直线加速器。行波直线加速器的加速管采用盘荷波导．微波功率在盘荷波导内激励起高频振荡，建立轴向电场，并以波的形式一直沿轴向传播，到达加速管末端不反射。如果相位关系合适，则电子就可不断获得能量，得到加速。驻波直线加速器的加速管是一系列以一定耦合方式串联起来的谐振腔链，馈人的微波到达加速管的末端后反射回来．入射和反射波叠加形成驻波．并建立起轴向电场． 如果电子注入每个腔时的相位关系都合适，可得到连续加速。
医用加速器的能量在整个加速器范围内都属于低能段．但医用加速器通常按能量的不同．可分为低能、中能和高能电子直线加速器[21。低能加速器电子能量小于6MeV 只有1档x线．在临床常规放疗时可取代钴60治疗机。中能直线加速器电子能量小于14MeV．只有1档或2档X线及几档电子线。高能直线加速器电子能量小于25MeV．有1档至3档x线及多档电子线。为区分X线能量和电子线能量，一般x线能量单位用MV，电子线能量用MeV。
医用电子直线加速器又按使用功率源不同，可分为速调管加速器和磁控管加速器。速调管加速器使用速调管作为微波功率源，需要专用射频激励器．射频稳定性好，速调管寿命较长。磁控管加速器使用磁控管作为微波功率源．不需要使用射频激励器，射频稳定性差，磁控管寿命较短_31。中低能加速器都使用磁控管做功率源．高能机一般使用速调管做功
率源。
2 加速器常见故障分析
由于加速器是一个集微波、电子、计算机、高能物理、机械、流体力学、热交换等多领域技术的结合体，所以它在性能方面有很多独到的特性，这就要求操作和维修人员有较宽的知识面。下面就加速器常见故障做一介绍。
(1)低压部分故障。电源短路和断路．一般为保险丝、变压器、各种电源电路元件烧坏。电源电缆和控制电缆及其转接头断线或接触不良，多数为在旋转机架与固定机座之间的电缆磨损所致。同时，操作控制开关失灵、控制台、手控盒、治疗床等的开关都有一定的使用寿命．使用时间长了也会发生故障。各个控制电路在使用中会随时发生各种故障．所有这些构成了低压部分电路的主要故障。
(2)高压部分故障。主要是在调制器柜中的闸流管．由于长期使用．导致管内气体压力降低，将使管压降增加．阳极过热；闸流管栅极控制电路中，元件的老化或焊接问题导致栅极不能正常工作：脉冲调制器故障以及高压脉冲变压器故障．此种故障一般为变压器绝缘老化，导致高压击穿。
(3)机械部分故障。在机头，机架，治疗床和靶等运动部位，表现为精度下降，限位失灵 锁止和固定部分松动或脱落等。
(4)水循环系统故障。水循环是保障各个电气部件保持温度稳定的关键。循环水长期使用后水质变坏，导致金属管内结垢太多阻塞管路；而温控电路和制冷机组出现故障，会导致水温太高；循环水泵漏水或循环水泵电机故障，水循环的动力减弱或消失．循环水的运动接头漏水等，这些故障均会影响机器的正常运转和使用寿命。
(5)真空系统故障。真空系统的作用是保证加速管、速调管以及偏转磁场系统保持高真空度．是保障以上部件使用寿命的重要手段，如果真空出现问题，将严重缩短机器的使用时间。真空系统出现的故障主要是泄漏，多是由于波导窗损坏或波导弯曲处泄漏：其次可能是真空电源电气元件故障：而作为抽真空的钛离子泵系统故障主要是钛泵高压电缆漏电 钛泵里面的绝缘老化所致。
(6)输出剂量不稳定。加速器输出剂量的稳定性直接影响到治疗的效果．而影响输出剂量稳定性的原因有许多，其中．射频驱动器到速调管同轴电缆中间的衰减器损坏，会引起剂量率变低；而微波频率偏移。出现与共振频率较远的工作频率．也会引起剂量率变低；调制器触发重复频率偏离，真空度严重下降，电子枪发射不足，这些均会引起剂量率的不稳定：聚焦电流和偏转电流偏差太大，电离室系统工作不正常．温度升高等故障都会造成剂量率的波动。
(7)计算机软件系统故障。主要是由于病毒入侵引起操作系统故障，以及环境温度升高造成的计算机工作不稳定。
3 加速器故障的预防
为了保障加速器正常、高效率地运转．对于加速器的日常维护保养是机器维持低故障率的前提。
(1)由于医用电子直线加速器的微
波频率源等设备要求很高的频率稳定性，而环境温度变化引起的电路元件的性能变化直接影响频率的稳定性，所以要求医用电子直线加速器各个关键设备要有高的温度稳定性。一般加速器是采用循环水来稳定设备的温度．这就要求在平时机器维护中要对循环水路进行定期检查．主要检查项目包括：水质、水压、水流量、水温度，同时还要注意有没有漏水现象。特别是靠近加速器机头的橡胶水管。在此橡胶水管受到的辐射最大，水管容易老化漏水，如遇漏水应及时更换。
(2)在加速器中存在多种气动元件，
如各种能量开关、定位销钉等，这些部件如果出现故障也会严重影响加速器的稳定运行。现在一般都使用无油压缩机，常维护时要注意观察压缩机的运转时间、气压值．有无漏气等。同时在进入加速器气路接口的始端．一般接有气体干燥装置和气压调节装置。要注意观察干燥剂是否变色。若由蓝色变为红色时，即为干燥剂变质。需更换干燥剂。
(3)加速器中有多种产热部件，如各种大功率电气元件，虽然有些元件加上散热器，但在封闭的箱中散热效果不是很好，所以基本上各种电气箱中都装有散热风扇。平时维护时要特别注意这些风扇的运转情况，并及时清理这些风扇的防尘罩，保持空气流通顺畅。
(4)在加速管、速调管、偏转磁场中的真空度对于加速器的寿命至关重要。而钛泵是加速器的抽真空装置。钛泵的电流直接反映了所抽真空的真空度．所以，平时一定要对此电流认真监视。真空度低时杜绝开机出束并及时查找漏气点，保障加速器的使用寿命。
总之，只要平时注意观察加速器运转过程中的异常现象，认真做好故障检修记录，就能够使故障率有效降低，使加速器的使用寿命有效的延长。
参考文献
[1】杨少洲，陈龙华，张树军．医用电子直线加速器fM】．北京：人民军医出版社，20o4．
1 Boyer A L，Antonuk L,fenster A,et a1．AReview of Electronic Portal Imaging De—vice(EPIDS)[J]．Med Phys，1992，19：1-16．
【3】牛忠霞，雷雪，张德伟．微波技术及应用【M】．北京：国防工业出版社，2004．