WDVE-6醫(yī)用加速器劑量儀系統(tǒng)故障檢測實(shí)戰(zhàn)篇

醫(yī)用電子直線加速器是用于腫瘤治療設(shè)備，即是人們常說的放療，主要原理利用高能X射線殺死癌變細(xì)胞，本文就此類型機(jī)器的劑量儀系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)的闡述并就我院實(shí)際設(shè)備運(yùn)行中出現(xiàn)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，其中劑量儀系統(tǒng)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(dá)加速器采用雙通道相互獨(dú)立的劑量儀系統(tǒng)，為其工作的穩(wěn)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(tǒng)總體闡述

當(dāng)射線經(jīng)過電離室時(shí)，電離室產(chǎn)生與射線強(qiáng)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(dú)立的通道中。當(dāng)監(jiān)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(dāng)由于某種原因通道一失靈時(shí)，通道二則在監(jiān)測劑量比控制臺上予置高出30單元，終止出束，并通過故障燈和蜂鳴器告之操作者機(jī)器出現(xiàn)故障。兩通道的監(jiān)測劑量在控制臺上都有數(shù)字顯示，所出的射線劑量一致保存在另一個(gè)獨(dú)立的機(jī)械計(jì)數(shù)器上，機(jī)械計(jì)數(shù)器上預(yù)置了最大劑量數(shù)，這樣即使兩個(gè)通道都出現(xiàn)故障，機(jī)械計(jì)數(shù)器達(dá)到了預(yù)設(shè)劑量后而終止，確保了患者安全，從而實(shí)現(xiàn)了劑量的三級保護(hù)。系統(tǒng)還實(shí)時(shí)監(jiān)測所出射線的對稱性，如果對稱性超標(biāo)會馬上終止出束，具體系統(tǒng)框圖見圖1.

2.電離室及電源

電離室包括兩獨(dú)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(wěn)定的工作，必須為其提供穩(wěn)定的-500V直流電壓，并對其監(jiān)測，當(dāng)電壓不正常時(shí)機(jī)器保護(hù)并出現(xiàn)故障指示，這兩個(gè)電離室分別由獨(dú)立的180VAC-500VDC整流倍壓電路供電。當(dāng)X射線穿過電離室時(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)生與射線強(qiáng)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(zhuǎn)換電路，IC1與IC2通過6腳輸出，IC1與IC2的輸出通過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R27送到由IC5組成的劑量調(diào)節(jié)單元，通過調(diào)節(jié)R31可以校準(zhǔn)劑量，IC5的輸出：一路通過1X6-17送到劑量率表顯示射線的劑量率，一路通過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(zhuǎn)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(jì)數(shù)器，此時(shí)計(jì)數(shù)器顯示的數(shù)值正好是以“拉德”為單位的劑量，計(jì)數(shù)單元輸出的BCD碼驅(qū)動控制臺上的MU1數(shù)字顯示，比較電路對計(jì)數(shù)器輸出與控制臺指輪設(shè)置劑量值進(jìn)行比較，當(dāng)劑量計(jì)數(shù)達(dá)到指輪設(shè)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(jī)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IC6、IC7、IC8、光藕IC12B、1X6-7組成的劑量對稱性檢測電路輸出到連鎖保護(hù)電路中，當(dāng)射線場不對稱時(shí)，對稱檢測電路給出一個(gè)與非對稱度相應(yīng)的信號去對稱連鎖電路，當(dāng)此信號超過指定的范圍時(shí)，對稱連鎖電路將終止機(jī)器出束，并點(diǎn)亮控制臺上的對稱（SYM）故障燈。

故障檢修實(shí)例：

故障現(xiàn)象一：通道一與通道二劑量數(shù)值不一致，相差很大。

分析與檢測：

先用劑量儀監(jiān)測加速器的劑量發(fā)現(xiàn)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(xiàn)一致，說明是由后級電路引起的，監(jiān)測XJ3測試點(diǎn)，調(diào)節(jié)R31發(fā)現(xiàn)XJ3點(diǎn)電壓不變化，說明IC5損壞，試換IC5，調(diào)節(jié)R31校準(zhǔn)劑量，加速器恢復(fù)正常。

故障現(xiàn)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(diào)，故障現(xiàn)象不變，說明故障出在前級，用示波器監(jiān)測1X6-27電離室輸出，發(fā)現(xiàn)和出束與否無關(guān)，說明可能是電離室損壞或者信號線開路引起，試將機(jī)頭吊起將電離室輸出端子用扳子擰緊，故障排除。

故障現(xiàn)象三：出束時(shí)控制臺“SYM”

燈亮，機(jī)器無法出束。

分析與檢測：

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

4.結(jié)束語

醫(yī)用加速器劑量系統(tǒng)設(shè)計(jì)復(fù)雜，連鎖保護(hù)線路多，相應(yīng)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(chǔ)上認(rèn)真謹(jǐn)慎細(xì)致的觀察設(shè)備故障現(xiàn)象，由于劑量系統(tǒng)的重要性，切記不要亂將連鎖保護(hù)短路掉，稍有不慎就會造成重大的事故，必須認(rèn)真處理好每個(gè)環(huán)節(jié)，劑量系統(tǒng)維修后必須校正劑量，這樣才能保證系統(tǒng)的正常安全的運(yùn)行。