WDVE-6醫用加速器劑量?jì)x系統故障檢測實(shí)戰篇

醫用電子直線(xiàn)加速器是用于腫瘤治療設備，即是人們常說(shuō)的放療，主要原理利用高能X射線(xiàn)殺死癌變細胞，本文就此類(lèi)型機器的劑量?jì)x系統進(jìn)行詳細的闡述并就我院實(shí)際設備運行中出現故障實(shí)例進(jìn)行分析，希望對同行給予幫助。

0引言

W D V E-6型加速器是駐波電子加速器，其中劑量?jì)x系統在加速器中占有重要的角色，其工作直接影響輸出劑量的大小進(jìn)而影響病人的治療效果甚至危急生命。

為此威達加速器采用雙通道相互獨立的劑量?jì)x系統，為其工作的穩定性提供了保證，由于通道一與通道二電路完全相同，以下僅以通道一為例介紹其工作原理。

1.系統總體闡述

當射線(xiàn)經(jīng)過(guò)電離室時(shí)，電離室產(chǎn)生與射線(xiàn)強度成正比的電流信號（A、B和C、D），并送到劑量電路兩個(gè)獨立的通道中。當監測的劑量等于控制臺上予置時(shí)，通道一起作用，終止出束。當由于某種原因通道一失靈時(shí)，通道二則在監測劑量比控制臺上予置高出30單元，終止出束，并通過(guò)故障燈和蜂鳴器告之操作者機器出現故障。兩通道的監測劑量在控制臺上都有數字顯示，所出的射線(xiàn)劑量一致保存在另一個(gè)獨立的機械計數器上，機械計數器上預置了最大劑量數，這樣即使兩個(gè)通道都出現故障，機械計數器達到了預設劑量后而終止，確保了患者安全，從而實(shí)現了劑量的三級保護。系統還實(shí)時(shí)監測所出射線(xiàn)的對稱(chēng)性，如果對稱(chēng)性超標會(huì )馬上終止出束，具體系統框圖見(jiàn)圖1.

2.電離室及電源

電離室包括兩獨立的密封穿透型電離室，各有一組信號電極（A、B在上室，C、D在下室），信號電極A、B與C、D垂直放置。電離室要穩定的工作，必須為其提供穩定的-500V直流電壓，并對其監測，當電壓不正常時(shí)機器保護并出現故障指示，這兩個(gè)電離室分別由獨立的180VAC-500VDC整流倍壓電路供電。當X射線(xiàn)穿過(guò)電離室時(shí)與其中的氣體分子相互作用發(fā)生電離，正離子被吸向參考電極，電子吸向信號電極，所以信號電極實(shí)際上變成一個(gè)恒流源，在脈沖期間產(chǎn)生與射線(xiàn)強度成正比的電荷輸出。

3.通道控制電路

其原理如圖2電離室信號A加到I C 1上，B加到IC2上，其中IC1、IC2組成了基本的電荷電壓轉換電路，IC1與IC2通過(guò)6腳輸出，IC1與IC2的輸出通過(guò)R14與R15注入到IC3的2腳，IC3完成兩路信號的相加，IC3的輸出通過(guò)R27送到由IC5組成的劑量調節單元，通過(guò)調節R31可以校準劑量，IC5的輸出：一路通過(guò)1X6-17送到劑量率表顯示射線(xiàn)的劑量率，一路通過(guò)R35送到IC9的1腳，IC9、IC10組成電壓脈沖發(fā)生器，將積分電路給出的與劑量率成正比的電壓轉變成脈沖信號，此脈沖信號的頻率與輸入的電壓成正比，這個(gè)脈沖信號通過(guò)光藕IC12A隔離，送到由IC11A和IC11組成的1：100分頻器，對脈沖信號進(jìn)行分頻，從1X6-52輸出到計數器，此時(shí)計數器顯示的數值正好是以“拉德”為單位的劑量，計數單元輸出的BCD碼驅動(dòng)控制臺上的MU1數字顯示，比較電路對計數器輸出與控制臺指輪設置劑量值進(jìn)行比較，當劑量計數達到指輪設置值時(shí)，比較器給出一個(gè)劑量1完成信號去束停電路，終止機器出束。

IC4完成兩路信號的相減工作，對電離室（A、B）信號進(jìn)行比較，此信號通過(guò)IC6、IC7、IC8、光藕IC12B、1X6-7組成的劑量對稱(chēng)性檢測電路輸出到連鎖保護電路中，當射線(xiàn)場(chǎng)不對稱(chēng)時(shí)，對稱(chēng)檢測電路給出一個(gè)與非對稱(chēng)度相應的信號去對稱(chēng)連鎖電路，當此信號超過(guò)指定的范圍時(shí)，對稱(chēng)連鎖電路將終止機器出束，并點(diǎn)亮控制臺上的對稱(chēng)（SYM）故障燈。

故障檢修實(shí)例：

故障現象一：通道一與通道二劑量數值不一致，相差很大。

分析與檢測：

先用劑量?jì)x監測加速器的劑量發(fā)現通道二正常，用示波器檢測通道一XJ1測試點(diǎn)，此時(shí)比較兩通道的波形發(fā)現一致，說(shuō)明是由后級電路引起的，監測XJ3測試點(diǎn)，調節R31發(fā)現XJ3點(diǎn)電壓不變化，說(shuō)明IC5損壞，試換IC5，調節R31校準劑量，加速器恢復正常。

故障現象二：不出束時(shí)通道一有劑量指示，通道二正常。

分析與檢測：

將通道一、通道二積分板對調，故障現象不變，說(shuō)明故障出在前級，用示波器監測1X6-27電離室輸出，發(fā)現和出束與否無(wú)關(guān)，說(shuō)明可能是電離室損壞或者信號線(xiàn)開(kāi)路引起，試將機頭吊起將電離室輸出端子用扳子擰緊，故障排除。

故障現象三：出束時(shí)控制臺“SYM”

燈亮，機器無(wú)法出束。

分析與檢測：

此故障顯示機器有對稱(chēng)故障或者其保護電路有故障，出束時(shí)檢測XJ5測試點(diǎn)為高電平，說(shuō)明保護電路起控，檢測XJ4測試點(diǎn)也為高電平且電壓不穩定，檢測IC4的6腳的電壓也不穩定，檢測IC4的7腳發(fā)現15V電壓不穩定，說(shuō)明15V接線(xiàn)端子接觸不良，試將電路板撥下用純酒精處理后重新插入，“SYM”故障清除，機器恢復正常。

4.結束語(yǔ)

醫用加速器劑量系統設計復雜，連鎖保護線(xiàn)路多，相應的故障率比較高，這對于工程人員要求較高，必須熟知這部分的原理的基礎上認真謹慎細致的觀(guān)察設備故障現象，由于劑量系統的重要性，切記不要亂將連鎖保護短路掉，稍有不慎就會(huì )造成重大的事故，必須認真處理好每個(gè)環(huán)節，劑量系統維修后必須校正劑量，這樣才能保證系統的正常安全的運行。