在放射治疗过程中，正常组织器官也会受到一定的辐射。放射治疗的目标是在保证癌细胞照射剂量的同时，尽量避免正常组织器官被照射，或受照射剂量最低。医科达 Synergy 医用直线加速器（以下简称加速器）是一款临床应用广泛的放射治疗设备，其机头有 4 块钨门准直器，并配有可活动的多叶光栅（multi-leave collimators，MLC），MLC 可以遮挡射线，并根据受照部位调整适形形状，实现高精度放射治疗，而且还可以保护正常组织不被射线照射 ^[1]。但 MLC 的叶片间存在缝隙，钨门准直器跟随 MLC 遮挡适形形状外的漏射线，因此，工作时频繁移动，损耗较多，故障率也较高。了解钨门准直器的故障情况与处理方法，能帮助工程师在故障出现时迅速判断故障类型，及时有效地排除故障，缩短停机维修时间，从而保障患者的放射治疗正常进行。本研究总结了加速器钨门准直器的故障分析以及处理方法，为临床维修工程师提供参考。

1  钨门准直器的结构和工作原理

钨门准直器由 4 块钨合金材质的矩形金属块（分别安装在加速器的前、后、左、右 4 个方向，见图 1）组成。4 个钨门准直器（编号：X1、X2、Y1、Y2）的方向分别对应加速器主机屏幕“井形线”的 4 条线，见图 2。

图 1 钨门准直器构成

图 2 钨门准直器井形线

钨门准直器的工作原理：加速器主机接收到放射治疗计划指令后，将信号传送至钨门准直器的控制电路板，电路板通过控制电位器、皮带圈、齿轮带动钨门准直器运动，调整工作位置，实现钨门准直器跟随 MLC，以遮挡适形形状之外区域漏射线的目的。

2  故障实例

2.1  故障一

2.1.1  故障现象

钨门准直器无法按照放疗计划指令到达指定位置，在移动中途停止运动，导致放射治疗中断，并出现故障连锁：“Diaphragm Position（X1、X2、Y1、Y2）”。

2.1.2  故障分析

分析故障可能的原因主要为：（1）放射治疗过程中，钨门准直器频繁移动，使带动钨门准直器的电位器轴承、齿轮等零件润滑油消耗过多，从而失去润滑效果，引起部件间卡顿。（2）电位器轴承、齿轮暴露在外，易堆积灰尘，如长期不清理会导致轴承、齿轮等部件运动阻力增加，从而引起钨门准直器相关零件的卡顿，因此，放射治疗计划的位置参数变化时无法及时移动到指定位置。

2.1.3  故障维修

出现该故障连锁后，在加速器主机处转动复位钥匙，帮助加速器复位至初始状态（以下简称复位）。故障连锁解除后，拆开加速器机头，观察齿轮、轴承等部件，发现部件有灰尘、油污，至此确定故障是由于部件积尘、干涩、润滑油不足引起。清除部件上面的灰尘、油污，涂润滑油后，故障解除。

2.1.4  小结

定期清理钨门准直器的电位器、齿轮以及相关电路板上的灰尘，不但可以减少部件损耗，保证电位器以及相关零件移动顺畅，减少故障发生，还可以增加钨门准直器电位器的使用寿命。

2.2  故障二

2.2.1  故障现象

放射治疗过程中，加速器出束突然中断，放射治疗停止。主机屏幕未显示钨门准直器位置，出现连锁报错：“Diaphragm Position（X1、X2、Y1、Y2）”。

2.2.2  故障分析

钨门准直器位置信息缺失后，为避免准直器发生碰撞，设备会强制停止钨门准直器移动，临床模式下，放射治疗停止并报告故障连锁。出现故障连锁后，可尝试复位，如连锁未消失，即可排除故障一。观察加速器主机屏幕，如发现少了1 个或多个钨门准直器的位置信息（见图 3），则拆开机头检查，如无其他异常，即可排除其他故障原因，确定故障原因为缺失钨门准直器位置信息。

图 3 钨门准直器位置信息缺失

2.2.3  故障维修

进入维修模式的“Diagnostic Control”栏目，电脑控制移动钨门准直器，移动过程中钨门准直器的电位器会重新监测并获得钨门准直器位置信息，故障解除。

2.2.4  小结

移动钨门准直器时要密切关注它们的位置关系，避免发生对撞。此外，要注意临床模式下钨门准直器的编号与维修模式下不同：临床模式 X1 对应维修模式 Y2；临床模式 X2 对应维修模式 Y1；临床模式 Y1 对应维修模式 X2；临床模式 Y2 对应维修模式 X1。因此，如临床模式下出现连锁“Diaphragm Position X1”，在维修模式下应该移动Y2 钨门准直器。

2.3  故障三

2.3.1  故障现象

放射治疗突然中断，并出现故障连锁“Diaphragm Position（X1、X2、Y1、Y2）”。 主机屏幕显示钨门准直器位置的“井形线”完整，进入维修模式的“Diagnostic Control”栏目，尝试手动移动钨门准直器，但无法运动。

2.3.2  故障分析

出现该连锁时，进行复位操作，连锁没有消失，排除故障一；观察主机屏幕的“井形线”，钨门准直器位置信息没有缺失，但在维修模式下的“Diagnostic Control”栏目，无法移动钨门准直器，排除故障二。拆开机头外壳，查看钨门准直器相关部件是否完好，如果发现某个钨门准直器的皮带圈断裂、脱落，即可确定故障原因为皮带圈断裂。

2.3.3  故障维修

拆开机头外壳，找到断开的皮带圈并取出。皮带圈套在联动杆上（位置关系见图 4 中大方框），联动杆一端是更换皮带圈的拆解装置（图 4 中小方框），拧下该装置的螺钉，拆解联动杆，换上新的皮带圈，重新安装拆解装置，在维修模式下可移动钨门准直器，故障解除。

图 4 皮带圈与联动杆位置关系

2.3.4  小结

准直器的移动需要电位器通过皮带圈带动，如果皮带圈断裂，则无法带动钨门准直器移动，会导致放射治疗停止。皮带圈断裂的原因主要有 2 个：（1）长期使用导致皮带圈老化、断裂。（2）故障二中提到部件干涩、积尘会加重皮带圈的负担，造成皮带圈断裂。更换皮带圈时要注意操作规范，很多工程师拆除机头时习惯直接将臂架转至 180°，此时机头的反光镜、监测电离室等重要部件刚好位于钨门准直器下方，如有皮带圈碎片掉至反光镜或监测电离室上，会损坏这些脆弱的部件，因此工程师转动臂架时应缓慢，并同时透过十字膜观察有无断开皮带圈的碎片掉出，避免损坏其他部件。更换皮带圈前应记录电位器的电压，因为更换过程中会移动钨门准直器的电位器齿轮，这会改变电位器的电压，因此更换完成后应再次测量电位器电压，如果电压改变，则需转动齿轮，将电压调至与更换前一致。

2.4  故障四

2.4.1  故障现象

放射治疗过程中，钨门准直器没有到达指定位置，放射治疗中断，并出现故障连锁“Fine Potoffset（X1、X2、Y1、Y2）”，提示钨门准直器 fine 电位器故障。

2.4.2  故障分析

出现故障连锁“Fine Pot offset”和“Check Potoffset”，都能确定对应的钨门准直器发生故障。每一侧钨门准直器有 3 个电位器 ^[2]，其中 fine 和coarse 电位器为同一组（见图 5）， 负责驱动准直器移动并决定其走位（另外还有一个结构与coarse 电位器相同的 check 电位器自成一组）。电位器为高精度仪器，老化以及外力因素均会导致其故障。当 fine 和 / 或 coarse 电位器出现故障时，电位器无法根据放射治疗计划驱动钨门准直器走位。

图 5 fine 电位器与 coarse 电位器

2.4.3  故障维修

电位器有专属的故障连锁，可与其他故障区别。当出现“Fine Pot offset（X1、X2、Y1、Y2）”时，需要同时更换 fine 和 coarse 电位器。fine 电位器有 4 个接线脚，分别是 W1 脚、W2 脚、CW 脚、CCW 脚（见图6）。coarse和check电位器有3个接线脚，分别是1脚、2 脚、3 脚（见图 7）。更换 fine 和 coarse 电位器（以更换 X1 侧钨门准直器的 fine 电位器为例）的步骤如下：首先确认是哪一侧钨门准直器的电位器出现问题，注意维修模式和临床模式下钨门准直器的编号不同（见故障二中描述），维修模式的 Y2 是临床模式的 X1；将钨门准直器移至合适位置（X=20 cm×20 cm 时，coarse 电位器 2 脚的电压约为 5 V，Y=10 cm×10 cm 时约为 5 V），按下治疗床手控盒上的 STOP 按钮，切断所有的马达运动系统，此状态下钨门准直器的皮带圈已断电，钨门准直器不能移动；固定好 check 电位器和 coarse 电位器的位置，标记好 coarse 与 fine 电位器的位置；测量并记录电压和电阻（coarse 电位器 1 脚与 2 脚之间的电压应为 4.837 V，check 电位器 1 脚与 2 脚之间的电压应为 4.843 V；fine 电位器的 W2 脚电压应为 5.145 V，W1 脚的电压应为 0.000 V），断电后测量 coarse 电位器 1 脚与 2 脚间的电阻应为 8.25 kΩ，fine 电位器W2 脚与 CCW 脚间的电阻为 8.29 kΩ；拆开 2 个用于固定的内六角螺钉以及固定 fine 电位器的固定螺母，拆下 fine 电位器的 4 个接线脚连线；调节电阻，测量 fine 电位器 W2 脚与 CCW 脚之间的电阻约为8.29 kΩ，用电烙铁将连接线接至新的电位器接线脚上，装上齿轮（注意准直器的相对位置）并固定，再次测量电阻，若有误差可微调；装上 2 个内六角螺钉固定，测量电压，并与之前测量的电压、电阻比较，如果一致，则进入下一个程序，如果相差过大则需继续调整；更换 fine 和 coarse 电位器后，在维修模式下切换到“Calibrate Diaphragms MLC”栏目，让加速器主机重新检测钨门准直器的电位器（见图 8），使加速器获取电位器的信息。

图 6 fine 电位器接线脚

图 7 coarse、check 电位器接线脚

图 8 检测新电位器

2.4.4  小结

fine 电位器的接线脚间距离较近，且连接线较多，焊接线时需特别注意连接线间是否存在短接现象。加速器检测到新的电位器后，由于电位改变会导致钨门准直器的位置有所改变，因此，在投入临床使用前须重新校准钨门准直器位置。校准钨门准直器的位置需要进入维修模式“Edit Machine ItemPart”栏目（见图 9），在“Item”处输入相应的代码，对应不同的钨门准直器，然后在“Part”处输入代码“102”，即可看到代表钨门准直器当前位置的数值，并通过改变“Set”处的数值调整钨门准直器的位置。

图 9 调整钨门准直器位置页面

2.5  故障五

2.5.1  故障现象

放射治疗过程中，钨门准直器没有检测位置，放疗中断，并出现故障连锁“Check Pot offset（X1、X2、Y1、Y2）”，提示钨门准直器 check 电位器故障。

2.5.2  故障分析

每侧钨门准直器有 3 个电位器，fine 电位器和coarse 电位器负责驱动准直器走位，check 电位器（见图 10）通过齿轮与 fine 和 coarse 电位器联动，负责监测钨门准直器的位置，check 电位器故障时无法监测到钨门准直器的位置信息，就会出现故障连锁“Check Pot offset（X1、X2、Y1、Y2）”。

图 10 check 电位器

2.5.3  故障维修

与 fine 和 coarse 电位器不同，check 电位器只负责监测钨门准直器的位置信息，当 check 电位器发生故障时，只需更换新的电位器，不需要进行校准。但更换时需注意其他电位器的齿轮转动，并保持更换前后的电位器电压一致。更换check 电位器步骤如下：确认故障电位器的位置，将钨门准直器移至合适位置（X=20 cm×20 cm 时，coarse 电位器 2 脚的电压约为 5 V，Y=10 cm×10 cm 时约为 5 V）， 按下治疗床手控盒上的STOP 按钮，此时钨门准直器的皮带圈断电，钨门准直器不能移动；做好 coarse 电位器、齿轮位置的标识，方便最后安装；用胶布固定，防止齿轮抖动；测量并记录 check 电位器和 coarse 电位器间的电压及电阻；拆下 2 个内六角固定螺钉以及皮带圈；更换新的电位器，并参考之前测量的电压、电阻，调整好新电位器的电压、电阻，安装螺钉和皮带圈后再次测量 check 和 coarse 电位器间的电压，确保电压与之前一致。

2.5.4  小结

更换电位器操作简单，但步骤繁琐，工程师容易因为急于维修而忘记测量电压、电阻等参数，导致更换电位器后电压不准确。因此，更换前必须测量电压、电阻，更换完毕后，如果有任何可能引起齿轮转动的操作，都应再次测量电压，确保设备可正常运行。

3  总结

医科达 Synergy 直线加速器的钨门准直器和与之相关的部件在放射治疗时移动较为频繁，因此，出现故障的概率较高。维修工程师应充分了解钨门准直器的结构及设备部件的工作原理，并做到定时保养、定期清洁，以延长设备的使用寿命，降低钨门准直器发生故障的概率 ^[3]。此外，在进行维修时，需全面排查故障，找出问题所在，只有做到有的放矢，才能提高维修成功率。维修完成后应注意做好相关性能检测，以保障肿瘤病人的治疗安全。

【参考文献】  

［1］周晓曦，杨智祥，季智勇 . 医科达 Synergy 加速器多叶准直器常见故障维修 [J]. 医疗卫生装备，2014，35（10）：149-150.

［2］吴皓楠，胡彧 . 医科达 Synergy直线加速器多叶准直器工作原理和故障分析 [J].中国医疗设备，2020，35（1）： 163-165，177.

［3］钟青松 . 医用直线加速器的日常维修和保养 [J]. 中国医疗器械信息，2020，26（19）：175-176.

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