医用电子直线加速器的故障检修 Trouble shooting medical linear accelerator
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 1Principles of a medical linear accelerator
医用电子直线加速器按所采用的加速电场形态不同，可分为行波直线极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波腔链，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其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、中能和高能电子加速器【21. 低能加速器电子能量小于6Mev. 只有一档X射线。在临床常规放射时可取代钴60治疗机。 中能直线加速器电子能量小于14MeV. 只有一档或两档X线及几档电子线。高能直线加速器电子能量小于25Mev。有一档至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，高能级一般使用速调管作功率源。
2 加速器常见故障分析 2 accelerator common failure analysis
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，所以他在性能方面有很多独到特性，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作一介绍。
（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。主要是在调制柜中的闸流管，由于长期使用，导致管内气体压力过低，将是管压降增加，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、治疗床和靶运动部位，表现精度下降，限位失灵、锁止和固定部位松动和脱落等。
（4）水循环系统故障。水循环是保证各个电器温度稳定的关键。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。是保证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。真空系统主要出现的故障是泄漏，多是由于波导窗损坏或波导弯曲处泄露；其次可能是真空电源电器元件故障；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。加速输出剂量的稳定性直接影响治疗的效果，而影响输出剂量的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。
（6 ) Output doses unstable. Accelerated stability directly affect output dose effects of treatment , and affect the stability of the output dose for many reasons , including . RF drive to the intermediate coaxial attenuators klystron damage caused low dose ; while the microwave frequency offset. Appears distant and frequency of the resonance frequency can also cause low dose ; modulator trigger repetition frequency offset , a serious decline in the degree of vacuum , less electron gun , which would cause instability in the dose rate ; focus current and bias current too deflection large ionization chamber system is not working properly , the temperature rises , such as failure will cause fluctuations in dose rate .
（7）计算机软件系统故障。主要是病毒入侵因其操作系统故障，以及环境温度升高造成计算机的不稳定。
( 7 ) a computer software system failure . Viruses mainly because operating system failure , as well as the ambient temperature rises caused by unstable computer.
（8）计算机硬件故障。主要是机内灰尘、热交换风扇不正常、机内温度增高导致板件不能稳定工作。还可以按修电脑主机一样处理硬件、板件、事宜加于排除。
（8）Computer hardware failure. The machine is mainly dust , hot-swappable fan not working properly, the internal temperature increases lead plates can not steady work . Can also be handled by the same host computer hardware repair , board member , added to the excluded matters .
3 加速器故障的预防 3 accelerator fault prevention
为了保障加速器正常、高效率运转，对于加速器日常维护保养是机器维持低故障率的前提。、
In order to protect the accelerator normal , high efficiency operation , routine maintenance for the accelerator is the machine to maintain a low failure rate premise.
（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频率稳定性，而环境变化引起的电子电路元器件的性能变化直接影响频率的稳定性，所以要求医用直线加速器各个关键设备要有高稳定性。一般加速器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，主要检查项目包裹：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。
( 1 ) Due to medical linear accelerator microwave frequency source, such devices require high frequency stability, and electronic circuit components performance changes caused by environmental changes directly affect the stability of the frequency , it requires medical linear accelerator devices have various key high stability. General accelerators use of recycled water to stabilize the temperature of the device, which requires the maintenance of the machine in the usual circulating water should be regularly inspected , wrapped in the main inspection items : water quality, water pressure, water flow, water temperature , but also note that there is no leakage phenomenon . Especially near the accelerator head rubber pipes. In this rubber pipes subjected to maximum radiation , easy to aging pipes leaking in case of leakage should be replaced.
（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。如有蓝色变为红色时，即为干燥剂变质。需要换干燥剂。
（2）variety of pneumatic components present in the accelerator . Such as various energy switch , positioning pins , etc. , these components if failure will seriously affect the stability of operation of the accelerator . Now generally use oil-free compressors , when routine maintenance to observe the operation time of the compressor , air pressure , without leakage , etc. Entering the accelerator while the gas path leading end interface . Generally connected with a gas dryer and air pressure adjustment. To observe the desiccant is discolored. Blue to red when the subject , namely the desiccant deterioration. Need to change the desiccant .
（3） 加速器中有多种产热部件，如各种大功率电器元件，虽然有些元件加上散热风扇，平时维护时要注意风扇运行情况，并及时清理这些风扇的防尘罩，保持空气畅通顺畅。
（3） Acceleration of which has a variety of heat components , such as a variety of high-power electrical components, although some elements plus cooling fan , usually pay attention to maintain the operation of the fan , and promptly clean up the dust cover these fans keep the air flow smooth.
（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。钛泵的电流直接反眏了所抽真空的真空度，所以、平时一定要对此电流认真监视。真空度低杜绝开机出束并及时查找漏气点，保证加速器的使用寿命。
（4） of the accelerating tube , a klystron tube , a deflection magnetic field in the vacuum essential for the life of the accelerator . And a vacuum pump apparatus titanium accelerator . Titanium pump current directly showing that momentum turning the vacuum degree of the vacuum pump , so usually this current must be carefully monitored. Low power vacuum to prevent air leaks out of the beam and find the point in time to ensure the life of the accelerator .
总之，只要平时注意观察加速器运转过程中的异常现象，认真做好故障记录，就能使故障率有效降低，是加速器使用寿命有效延长。
作者：河南新安医院器械设备科：维修工程师：王存航
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