医用直线加速器系统的复杂程度较高，随着设备运行年限增加，各系统元器件老化、机械磨损及水电气路性能衰退等问题均会逐渐显现，导致设备故障率提升 ^[1-3]。我院在用的 Varian Clinac iX 型直线加速器于 2011 年引进并使用至今。医院采用该设备开展基于图像引导的精准放疗，包括调强放疗、三维适形放疗及立体定向放疗，已使大量患者受益。然而，医用直线加速器在长期高负荷运行后已进入故障高发阶段。在此背景下，系统总结与分析其常见连锁故障的原因与处理方案，对于提升故障响应速度、保障临床治疗的连续性和安全性具有重要意义。基于此，本研究详细分析了近期 Varian Clinac iX型直线加速器运行中出现的 4 例典型连锁故障，系统阐述故障现象、故障分析及故障排除过程，旨在为同行处理类似问题提供参考。

1 Varian Clinac iX 型直线加速器的基本结构及工作原理

Varian Clinac iX 型直线加速器主要由加速管、微波功率源、微波传输系统、电子注入系统、脉冲调制系统、束流系统、真空系统、恒温水冷却系统、电源分配控制系统和应用系统组成 ^[1]。如图 1 所示，微波功率由波导馈送至加速管，建立起行波加速场。电子束由电子枪注入加速管，后经过偏转磁铁形成聚焦的高能电子束。X 线治疗时，高能电子束经过靶后产生 X 线，X 线再经治疗头内的均整器、铅门和多叶准直器（multi leaf collimator，MLC）等调整并输出。电子束治疗时，高能电子束经过电子过孔、散射箔、铅门和限光筒调整并输出。

注：MLC 为多叶准直器。

图 1 Varian Clinac iX 型直线加速器主体部分结构示意图

2 故障与维修

2.1 故障一

2.1.1 故障现象

手控出束按钮时出现高压断路器（high voltage circuit breaker，HVCB）连锁故障。重新启动断路器（circuit breaker 1，CB1），故障依旧。

2.1.2 故障分析与维修

HVCB 连锁故障可能由于 HVCB 打开或调制柜门保护开关打开所导致。关闭高压电源并等待 5 min，使电容充分放电确保作业安全后打开调制柜门进行检查。高压开关总成位于机箱内侧壁，如图 2 所示，其主要由开关 K1、K2、K3、K4 组成。K1、K2 为三相交流主控制开关，其控制端接收 K6 继电器开始信号，处于频繁使用状态。根据历史故障维修经验发现，K6 接触不良通常会跳 CB1。打开 K1 的手动视窗并拨动拨杆，使用万用表测量其三相输入输出端的通路，发现 K1 无法正常闭合，反复操作几次后恢复正常。将控制柜门关闭并通电，可以正常出束。推测故障原因为 K1 开关长期使用后发生老化。更换新的控制开关，经测试可以稳定使用，故障排除。

图 2 高压开关总成的 K1 开关位置图

2.2 故障二

2.2.1 故障现象

治疗过程中出现 MLC 连锁故障，启动 MLC 自检程序不通过。查看端口报错信息为叶片 B28 初级与次级反馈位置数据差异过大。

2.2.2 故障分析与维修

故障信息表明叶片实际位置与编码位置不相符，与初级驱动和次级反馈故障有关 ^[2]，提示驱动机构或电路板可能损坏 ^[3]。采用手动模式，观察 B28 和相邻叶片的移动情况，未发现移动速度、顺滑度、反应时间和异响等异常。拆下 B28 叶片进行清洁，同时拆下 T 型螺母和螺杆进行观察，未见异常。再次进行自检，故障未排除。拆下B28 电机与相邻电机对调并再次自检，故障未排除。对调左右两侧二次反馈板，故障未排除。观察小球和软电位器板，发现软电位器与小球接触部分存在磨损（图 3），可能导致次级反馈出现问题。为快速判断故障，将此电位器板换至正常机器并检测，出现报错信息为叶片 B28 不应移动，次级反馈错误。至此推测是由于软电位器板电阻条磨损导致故障，更换新的软电位器板后自检通过，经测试可以稳定使用，故障排除。

图 3 软电位器板 B28 磨损图

2.3 故障三

2.3.1 故障现象

治疗时出现 MLC 连锁故障，启动 MLC 自检程序不通过。查看端口报错信息为不能读取叶片A01 反馈。

2.3.2 故障分析与维修

故障信息显示为反馈系统问题，需要从软电位器板信号、叶片箱光电信号和反馈电路板等方面进行排查。由于初始化是从 A01 开始，因此考虑可能为非特定叶片的回路故障。更换软电位器板，故障依旧。考虑反馈电路板的光电接口将叶片箱的光电信号耦合至叶片编码器，生成机械位置反馈信号，因此检查编码片，未见异常。为快速判断故障点，将 A 端和 B 端的反馈电路板对调，再次检测未通过，报错信息变为叶片箱 B 初级轨迹错误。推测故障点在反馈电路板，更换新的反馈电路板后再次自检通过，经测试可以稳定使用，故障排除。

2.4 故障四

2.4.1 故障现象

治疗过程出现旋转架和箔片（carrousel and foil，CARR ＆ FOIL）连锁故障，查看旋转模式与偏转磁铁控制电路（carrousel mode & bmag printed circuit board，Carrousel Mode & Bmag PCB）板，显示 99（干扰问题）错误，启动自检，偶尔能通过，继续使用再次报错。

2.4.2 故障分析与维修

CARR 连锁错误可能由于旋转托盘（Carrousel）没有旋转到指定位置，编码开关数据与命令值不一致导致的，FOIL 连锁是由于定位销位置不正确，其输出的 CARRPININ 信号与命令值不符。出现这两个连锁的原因可能为 Carrousel 的定位销开关 S9 故障、+5V 电源故障、编码开关信号错误或 Carrousel Mode & Bmag PCB 板故障 ^[4-5]。考虑报错是在机架运动过程中出现的，且为偶发故障，可能与传输电缆的破损导致的信号或供电不稳定有关 ^[4-6]。检查位于 C 臂背部线缆情况，晃动 P82、P83 插头发现有开关跳动声音，进一步晃动插头进行检查，发现稍用力后 P82 线缆与插针即断开，推测其存在接触不良。将对应插针重新焊接（图 4），并重新安装，自检通过，经过一段时间使用后未再报连锁错误，故障排除。

图 4 线缆 P82 插头针脚与接线焊接后图

2.5 故障五

2.5.1 故障现象

治疗时 6 MV 出束剂量率不稳定，频繁出现剂量率低（dose rate under，UDR）1、UDR2 连锁错误。物理模式测试发现剂量率远低于 400 MU/s 且不稳定，随即报 UDR1、UDR2 连锁错误。

2.5.2 故障分析与维修

UDR 连锁与自动频率控制（automatic frequency control，AFC）、脉冲调制（pulse forming network，PFN）、 电子枪电流（gun current，GUN）I、 水温和主闸流管等因素密切相关 ^[7-9]。使用示波器连接控制柜的 AFC、触发电路（trigger，TRIG）、GUN I 接口，发现 GUN I 波形异常，其波峰顶部为不规则曲线，推测电子枪输出束流未达到要求而导致剂量率偏低。尝试重启电子枪系统，关闭低压、高压电源，重新通电后测试点电压指示正常，但故障依旧。使用高压棒测量高压外壳，发现高压大于 14 kV 但不稳定。进一步观察发现高压变压器连接热端的 150 Ω 高压限流电阻与卡座间有放电电弧并伴随异响。关闭高压电源并完全放电后取下电阻器，发现其两端触环与卡座接触部分腐蚀（图 5）。推测故障由于高压限流电阻接触不良导致，调整电阻器位置将未腐蚀部位触点与卡座连接，重新通电，电弧和异响消失，表明高压恢复稳定，物理模式下剂量率恢复正常。更换新的 150 Ω 高压限流电阻，经测试可以稳定使用，故障排除。

图 5 高压限流电阻与末端触环图

3 总结

医用直线加速器故障往往较复杂，但一般情况下常见的连锁故障有规律可循 ^[10-11]。本研究分享的 6 例典型故障维修经验提示，Varian Clinac iX 型直线加速器发生故障时，维修工程师可以观察故障现象，采用故障代码分析故障原因，并采用排除法和物理测量等方法解决连锁故障 ^[12-14]。该设备的故障主要包括高压控制开关故障 HVCB 连锁故障、软电位器板故障引起的 MLC 连锁故障、反馈电路板故障引起的 MLC 连锁故障、线缆接触不良引起的CARR ＆ FOIL 连锁故障及高压限流电阻接触不良导致的 UDR 连锁故障，均可通过维修故障点或更换部件解决。维修工程师需掌握直线加速器系统的工作原理，并于日常维修工作中加强经验总结，同时借鉴同行经验，从而清晰梳理故障排查思路，提高故障维修效率 [15]。

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