Synergy医用电子直线加速器运行1年故障原因和频率分析

Synergy医用电子直线加速器运行1年故障原因和频率分析邓永锦;肖振华;王成涛;任玉峰;欧阳斌;钟嘉健;王振宇;文碧秀
【摘要】目的分析Elekta Synergy医用电子直线加速器临床运行1年的故障发生原因和频率,以更好地了解设备性能.方法对中山大学附属第一医院1台Elekta Synergy医用电子直线加速器临床使用1年内,机械和软件上的故障次数及故障致功能停用或停机时间进行统计,并对其原因和频率进行分析总结.结果研究显示X射线容积成像影像系统故障最常见(11次,23.40％),机械运动故障次之(9次,19.15％);电路一类故障虽发生率不高,但致功能停用或停机时间较长.结论通过该研究可更好地了解Elekta Synergy医用加速器的故障规律和机械性能,为日后设备的保养维护工作提供参考.%Objective To investigate the causes and frequency on malfunction of Elekta Synergy medical linear accelerator (LA) running in 1 year,in order to have a better understanding of its function performance.Methods The causes and frequency of malfunction during the operation of Elekta Synergy LA were collected and analyzed over the period of one year afterits installation and commissioning at the First Affiliated Hospital,Sun Yat-sen University.Results Malfunction of the X-ray volume imaging system was the most common cause with the highest frequency of malfunction (11 times,23.40％),the mechanic malfunction was the second (9 times,19.15％);disable function or a longer downtine would be resulted by circuit type,although the failure rate of which was not high.Conclusion This research gives us a better understanding on function performance of Elekta Synergy LA in terms of the malfunction of the LA
and its frequency which will be very informative for futuremachine maintenance.
【期刊名称】《中国医药导报》
【年(卷),期】2017(014)006
【总页数】4页(P73-76)
【关键词】医用电子直线加速器;放射治疗;机械故障;软件故障;设备保养
【作者】邓永锦;肖振华;王成涛;任玉峰;欧阳斌;钟嘉健;王振宇;文碧秀
【作者单位】中山大学附属第一医院放射治疗科,广东广州510080;中山大学附属
第一医院放射治疗科,广东广州510080;中山大学附属第一医院放射治疗科,广东广
州510080;中山大学附属第一医院放射治疗科,广东广州510080;中山大学附属第
一医院放射治疗科,广东广州510080;中山大学附属第一医院放射治疗科,广东广州510080;中山大学附属第一医院放射治疗科,广东广州510080;中山大学附属第一
医院放射治疗科,广东广州510080
【正文语种】中文
【中图分类】R197
医用电子直线加速器（medical linear accelerator，LA）是实施肿瘤放射治疗的
大型、复杂、精确主导的医疗设备[1]，其运行涉及物理工程、精密机械、光学、
无线电子、计算机、电真空度、测量、微波理论及高能物理等广泛科学领域[2-3]，设计复杂且工作精确性要求高，故障率较高。

工作环境中温湿度、水流、真空度以及灰尘颗粒的变化，都可致故障发生，影响放疗临床工作进行。

据文献总结，LA在使用时间上可分为3个阶段：第一阶段为设备安装使用2年内，
整机处于电子器件检验筛选和磨合期，故障率最高；第二阶段为使用3~ 10年，设备性能稳定，故障率较低；第三阶段为使用10年后，因机械磨损、器件老化、精度变差，维修常需更换较大器件，致设备功能停用或停机时间延长[4]。

中山大学附属第一医院（以下简称“我院”）1台Elekta Synergy LA完成安装调试工作并已临床使用1年。

本研究对其临床故障进行分类统计和原因分析，以更好地了解设备性能，为日后的机器保养维护工作提供参考并服务于临床。

我院的Elekta Synergy LA经安装、调试、性能检测，各项性能指标均在《医用电子直线加速器性能和试验方法》[5]、《电子加速器放射治疗放射防护要求》[6]等标准内，并完成数据采集、建模和测试等工作。

LA开展三维适形放疗（three dimensional conformal radiotherapy，3D-CRT）、调强放疗（intensity modulation radiotherapy，IMRT）、容积旋转放疗（volumetric modulat ed arc therapy，VMAT）等技术，疗前采用锥形束CT（cone beam CT，CBCT）或kV/kV进行影像引导放疗（image guide radiation therapy，IGRT）。

LA严格按国家规定进行每日晨检、每月月检、每3个月保养及每年2次年检，保证性能参数符合标准要求。

该LA于2016年1月完成安装调试工作，至2017年1月临床使用满1年，包括放疗计划验证及正常治疗工作，日均开机时间10 h左右。

对LA临床运行1年内故障进行分类统计，包括X射线容积成像（X-ray volume imaging，XVI）影像系统故障、机械运动故障、电路故障、治疗床系统故障、剂量故障、通讯故障、光野故障及其他类型故障等8类故障，并记录各故障时间，了解各类故障的发生原因及解决方案，为日后的机器保养维护工作提供参考。

2.1 故障原因分析
本院Elekta Synergy LA目前处于高故障率阶段，其1年内发生的故障记录统计如下表1所示。

故障及原因分析如下：
2.1.1 X射线容积成像系统故障LA机载XVI系统，用于IGRT实现影像引导精确放射治疗[7]。

XVI系统配备独立于加速器的高压发生器，在整机开机过程中，XVI 系统有滞后性，易出现XVI与加速器的通讯故障，致使XVI无法正常工作。

此故障常需重启XVI系统或LA整机。

2.1.2 机械运动故障Elekta Synergy LA机械运动包括臂架转动、辐射机头转动、多叶准直器运动、治疗床运动及XVI成像平板运动等多项复杂精确的运动，实现IMRT、VMAT、IGRT等多种放疗技术，故障率较高。

因我院患者都接受IGRT治疗，XVI使用频率高，其成像平板运动包括平板展开和平板伸出两个动作，极易发生故障，曾多次出现平板展开或伸出过程中被卡住。

2.1.3 通讯故障因治疗系统各终端网络参数设置错误，或软件运行出错，导致终端连接异常，出现计划图像传输失败等通讯故障。

重新设置网络参数或重启软件可解决此类故障。

2.1.4 剂量故障包括射线剂量率错误、输出量错误、平坦度对称性错误、伺服错误等。

我院LA要求定期做晨检、月检及保养。

一旦发现剂量问题，则立即进行剂量性能校准，保证治疗的精确性。

2.1.5 电路故障包括电路板、保险丝烧坏等。

我院LA分别更换过XVI成像平板运动限位板、XVI高压发生器控制板、剂量控制板及闸流管保险丝等。

2.1.6 光野故障Elekta LA MLC运动采用光学监测方式，通过光野灯投射到MLC 的反光点产生反射光信号，由摄像头记录分析确定MLC位置。

射野灯泡因射线作用或使用老化致亮度降低或烧坏。

另外光野通路上的光偏转镜片在射线作用下，也易沾上灰尘或破损，致MLC运动监测故障。

2.1.7 治疗床系统治疗床的公转角度精度为1°，若床在外力作用下发生微小公转偏转，不能在角度显示上体现，引入摆位误差，与厂家工程师沟通后锁紧公转刹车。

另一方面，床的垂直运动方向有限位开关控制，若治疗中床下降高度过低，会触发
限位开关产生运动联锁，导致床不能运动。

该联锁无法自动消除，须手动旋转床升降驱动电机，将床摇到限位高度以上，并进行机器复位方能消除。

2.1.8 其他故障如我院LA发生过冷却水管漏水，急停开关误拍导致开机异常，波
导管气压偏低，及停机时间过长后一次大量出射线导致真空值过低等故障。

2.2 故障发生频率分析
XVI影像系统故障最常见（11次，23.40%），机械运动故障次之（9次，
19.15%），其他故障发生频率相对较低。

我院Elekta Synergy LA 1年内故障记
录及发生频次统计见表2。

2.3 故障致设备功能停用或停机平均延误治疗时间分析
机械运动及电路故障导致的设备功能停用或停机时间较长。

我院LA因各类故障导致的设备功能停用，或停机平均延误治疗时间记录及统计见表3。

我院Elekta Synergy LA运行1年出现的故障进行分析统计结果显示：XVI影像系统故障最常见，机械运动系统故障次之；电路一类故障虽然发生率不太高，但每次检修致功能停用或停机时间较长。

我院要求病人每次疗前进行IGRT，确保精准放射治疗的实施，XVI影像系统使用
频率较高[8-9]。

因XVI影像系统的设计原理要求，Elekta Synergy LA须严格按
照正确的开机顺序操作，若技术员对此流程不熟悉，易出现XVI系统故障[10-11]；另一方面因厂家设计上的问题，致XVI系统高压发生器故障频率较高，Elekta厂
家针对此问题发出后续现场安全通知。

胡作怀等[8]也提及开机流程要求的问题。

此故障发生概率虽最高，但将XVI或整机重启往往能解决问题，故耽误治疗时间
不长。

LA的机械运动系统控制复杂，精度要求较高，因此故障发生率也较高。

此类故障
发生常需停机更换零件或电路板，对临床治疗工作延误影响较大[12-13]。

因此在
日常使用及定期机器保养维护中，要严格检测机械运动系统，尽早发现隐患。

一旦
发生此类故障，需立即通知维修工程师到场处理，争取把治疗延误时间降至最低[14-15]。

电路一类故障，发生概率不高，但常需较长的检修时间。

尤其电路板故障，出问题时要排查并确定损坏的电路板较为费时。

即使确定需更换的电路板配件，有时因科室备件不齐，需要从厂家仓库订货，导致更长功能停用或停机时间。

我院LA曾经出现过XVI影像系统拍CBCT中断并报错的故障，导致部分患者的IGRT无法正常进行。

维修人员排查此故障1个星期，确定为XVI系统的高压发生器内高压控制板有故障。

随后从厂家订配件更换，又耗时1 d。

对于此类故障，要求维修人员平时注重学习，积累总结经验。

LA对周围环境较敏感，温湿度、水流、灰尘颗粒、真空度的变化都对其运行状态有较大影响[17-19]。

胡杰等[9]提出机房的湿度不好，会引发磁控管、闸流管打火损坏；姜瑞瑶[3]提出水冷却系统的问题会导致机器过热跳泵等。

我院LA也曾出现过因水冷机的室外风扇灰尘太多，散热不足导致无法出束。

确保机房内温湿度及机器环境处于合适的状态，保持机房干净整洁，对保证机器正常运行、降低故障发生率有重要意义。

对放射治疗工作人员而言，要求治疗技术员熟练并规范操作，尽可能降低人为因素造成的故障隐患；维修人员切实做好机器保养维护，长期定期进行运行状态监测，并做好记录总结，便于更好地了解机器性能并服务于临床[20-24]。

对厂家而言，机器的故障记录和总结，可作为产品设计方面改进升级的参考。

如因XVI系统的设计原理要求必须按严格开机流程操作，对此可考虑将XVI系统设计成常带电的工作方式，免去XVI系统启动的时间。

针对治疗床系统问题，对于床公转偏差问题，可提高公转角度显示精度，并改进公转刹车设计；对于误将床垂直运动过低触发限位联锁，可以增加软件消除联锁操作，不必通过手摇升降驱动电机方式消除，更方便于临床工作。

由于设计的高度复杂性和治疗工作的精确性，LA有着较高的故障率。

本文对Elekta Synergy LA使用1年维修故障进行记录并总结，分析其故障规律[25-26]。

研究显示：XVI影像系统故障最常见，机械运动故障次之；电路一类故障虽然发生率不太高，但每次检修致功能停用或停机时间较长。

通过该研究可更好地了解Elekta Synergy医用加速器的故障规律和机械性能，为今后机器保养、维护工作
提供帮助，对厂家的产品设计与升级也有一定参考意义。

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