WDVE-6医用加速器剂量仪系统原理与故障实战
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ＷＤ Ｖ Ｅ 一６ 医用加速器剂量仪 系统原理与故障实战
四平爱龄奇 医院器械信 息科 祁维 国
【 摘 要 】 医用 电子 直 线加 速 器 是 用 于 肿 瘤 治 疗 设 备 ， 即 是 Ａ ｆ ｔ ］ 常说 的放 疗 ， 主要 原 理 利 用 高 能ｘ射 线 杀 死 癌 变 细胞 ，本 文就 此类 型 机 器 的 剂 量 仪 系 统 进 行详 细 的 阐 述 并 就 我 院 实 际设 备 运 行 中 出现 故 障 实wenku.baidu.com例进 行 分 析 ，希 望 对 同行 给 予 帮 助 。 【 关 键 词 】驻 波 电子 加 速 器 ；剂 量 仪 系 统 ； 电 离 室
Ｗ Ｄ ＶＥ 一 ６型 加 速 器 是 驻 波 电 子 加 速 器 ，其 中剂量 仪 系统 在加 速 器 中 占有 重 要 的角色 ，其工 作 直接 影 响输 出剂 量 的大 小 进 而影 响 病人 的 治疗 效 果甚 至危 急生 命 。 为 此威 达 加速 器采 用 双通 道 相互 独立 的剂 量 仪 系 统 ，为 其 工 作 的 稳 定 性 提 供 了 保 证 ， 由于 通道 一 与通 道 二 电路完 全相 同， 以下仅 以通道 一为 例介 绍其 工作原 理 。 １ ． 系统 总体 阐述 当射 线 经过 电离 室 时 ， 电离 室产 生 与 射线 强度成正 比的 电流信号 （ Ａ 、Ｂ 和Ｃ 、Ｄ ） ， 并 送 到剂 量 电路 两个 独 立 的通道 中。 当监 测 的 剂 量 等 于 控 制 台 上 予 置 时 ， 通 道 一 起 作 用 ， 终 止 出 束 。 当 由 于 某 种 原 因通 道 一 失灵 时 ，通道 二 则在 监 测剂 量 比控制 台上 予 置 高 出３ Ｏ 单 元 ，终 止 出 束 ，并 通 过 故 障 灯 和 蜂 鸣器 告之 操作 者 机器 出现 故 障 。两 通 道 的 监 测 剂 量 在 控 制 台上 都 有 数 字 显 示 ，所 出的 射线 剂量 一 致保 存在 另 一个 独 立 的机 械 计 数器 上 ，机 械计 数器 上 预置 了 最 大剂 量 数 ，这 样 即使 两个 通道 都 出现 故 障 ， 机 械 计 数 器 达 到 了预 设 剂 量 后 而 终 止 ， 确 保 了 患 者 安 全 ， 从 而 实 现 了 剂 量 的 三 级 保护 。系统 还 实时 监测 所 出射 线 的对 称 性 ， 如果 对称 性超 标 会 马上 终止 出束 ，
具体 系 统 框 图 见 图 ｌ 。 ２电 离室及 电源 电离 室 包 括 两 独 立 的密 封 穿 透 型 电 离室 ，各 有 一组信 号 电极 （ Ａ 、Ｂ 在上 室 ， Ｃ 、Ｄ 在 下 室 ） ， 信 号 电 极 Ａ、Ｂ 与Ｃ 、Ｄ 垂直 放 置 。 电离 室要 稳定 的工 作 ，必 须为 其提 供 稳 定 的一 ５ ０ ０ Ｖ 直 流 电压 ， 并对 其 监 测 ， 当 电压 不 正 常 时 机 器 保 护 并 出 现 故 障指 示 ，这两 个 电离 室分 别 由独立 的 ｌ ８ Ｏ ｖ Ａ ｃ 一 ５ ０ ０ Ｖ Ｄ Ｃ 整 流 倍压 电路 供 电 。当 ｘ射线 穿过 电离 室时 与 其中 的气 体分 子 相互 作用 发生 电离 ，正 离 子被 吸 向参考 电极 ， 电子 吸 向 信 号 电极 ，所 以信 号 电极 实 际上 变成 一个 恒 流 源 ，在 脉冲 期 间产生 与 射线 强度 成 正 比的 电荷输 出 。 ３ ． 通道 控制 电路 其 原 理 如 图 ２电 离 室 信 号Ａ加 到 Ｉ ｃ ｌ 上 ，Ｂ 加 到Ｉ Ｃ ２ 上 ，其 中 Ｉ ｃ１ 、Ｉ Ｃ ２ 组 成 了基 本 的 电荷 电压 转 换 电路 ， Ｉ ｃ １ 与Ｉ Ｃ ２ 通过６ 脚输 出，Ｉ ｃ ｌ 与Ｉ ｃ ２ 的输 出通 过 Ｒ ｌ ４ 与Ｒ１ ５ 注入到Ｉ Ｃ ３ 的２ 脚，Ｉ Ｃ ３ 完 成 两 路 信 号 的 相 加，Ｉ Ｃ ３ 的输 出通 过Ｒ ２ ７ 送 到 由Ｉ Ｃ ５ 组 成 的 剂量 调 节 单 元 ，通 过 调 节 Ｒ ３ １ 可 以 校 准 剂 量 ，Ｉ Ｃ ５ 的输 出：一 路通 过 １ ｘ ６ —１ ７ 送 到 剂 量率 表 显 示 射 线 的剂 量 率 ， 一路 通 过 Ｒ ３ ５ 送 到Ｉ Ｃ ９ 的１ 脚 ，Ｉ Ｃ ９、 Ｉ ｃ １ ０ 组 成 电 压 脉 冲 发生 器 ，将 积分 电路 给 出 的与剂 量 率成 正 比的 电压 转 变成 脉冲 信 号 ，此脉 冲 信号 的 频率 与输 入 的 电压 成正 比，这 个脉 冲信 号 通过 光藕 Ｉ Ｃ １ ２ Ａ 隔离 ，送 到 由Ｉ Ｃ ｎＡ 和Ｉ Ｃ 儿 组成 的 ｌ ：１ ０ ０ 分频 器 ，对 脉冲信 号进行 分 频，从１ ｘ ６ —５ ２ 输 出 到 计数 器 ， 此 时计 数 器 显示 的数 值 正好 是 以 “ 拉 德 ”为 单位 的
值不 一致 ，相差 很大 。 分 析与 检测 ： 先 用 剂 量 仪 监 测 加 速 器 的 剂 量 发 现 通 道 二 正常 ，用 示 波器 检 测 通 道一 ｘ Ｊ ｌ 测 试 点 ， 此 时 比较 两 通 道 的 波 形 发 现 一 致 ， 说 明 是 由后 级 电路 引起 的 ，监测 Ｘ Ｊ ３ ￣ ， 《 试 点 ，调 节Ｒ ３ １ 发 现Ｘ Ｊ ３ 点 电 压 不 变 化 ， 说 明 Ｉ Ｃ ５ 损 坏 ，试 换 Ｉ Ｃ ５，调节 Ｒ ３ １ 校 准剂 量 ， 加速 器恢 复正 常 。 故障 现象 二 ：不 出束 时通 道一 有剂 量 指 示 ，通 道 二 正 常 。 分析与 检测 ： 将 通道 一 、通 道二 积分 板对 调 ， 故障 现 象不 变 ，说 明故 障 出在 前级 ，用 示 波器 监测１ ｘ ６ ～２ ７ 电离 室 输 出 ，发 现 和 出束 与 否 无 关 ，说 明 可 能 是 电 离 室 损 坏 或 者 信 号 线 开路 引起 ，试将 机 头 吊起将 电离室输 出 端子 用扳 子拧 紧 ，故 障排 除 。 故 障现 象 三 ： 出束 时 控 制 台 “ Ｓ Ｙ Ｍ” 灯 亮 ，机 器无 法 出束 。 分析 与检测 ： 此故 障显 示机 器 有对 称故 障 或者 其保 护 电路 有 故障 ，出 束 时检 Ｎ ｘ ｊ ５ 测试 点为 高 电平 ， 说 明保 护 电路起 控 ，检 测ｘ Ｊ ４ 测 试 点 也 为 高 电平 且 电压 不 稳 定 ， 检 测 Ｉ Ｃ４ 的６ 脚 的 电压 也 不稳 定 ，检 测 Ｉ Ｃ ４ 的７ 脚 发 现１ ５ Ｖ电压不 稳定 ，说 明１ ５ Ｖ 接 线 端子 接触 不 良，试 将 电路板 拨 下用 纯酒 精 处理 后重 新插 入 ， “ Ｓ Ｙ Ｍ ”故 障 清 除 ，机 器 恢 复 正
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ＷＤ Ｖ Ｅ 一６ 医用加速器剂量仪 系统原理与故障实战
四平爱龄奇 医院器械信 息科 祁维 国
【 摘 要 】 医用 电子 直 线加 速 器 是 用 于 肿 瘤 治 疗 设 备 ， 即 是 Ａ ｆ ｔ ］ 常说 的放 疗 ， 主要 原 理 利 用 高 能ｘ射 线 杀 死 癌 变 细胞 ，本 文就 此类 型 机 器 的 剂 量 仪 系 统 进 行详 细 的 阐 述 并 就 我 院 实 际设 备 运 行 中 出现 故 障 实wenku.baidu.com例进 行 分 析 ，希 望 对 同行 给 予 帮 助 。 【 关 键 词 】驻 波 电子 加 速 器 ；剂 量 仪 系 统 ； 电 离 室
Ｗ Ｄ ＶＥ 一 ６型 加 速 器 是 驻 波 电 子 加 速 器 ，其 中剂量 仪 系统 在加 速 器 中 占有 重 要 的角色 ，其工 作 直接 影 响输 出剂 量 的大 小 进 而影 响 病人 的 治疗 效 果甚 至危 急生 命 。 为 此威 达 加速 器采 用 双通 道 相互 独立 的剂 量 仪 系 统 ，为 其 工 作 的 稳 定 性 提 供 了 保 证 ， 由于 通道 一 与通 道 二 电路完 全相 同， 以下仅 以通道 一为 例介 绍其 工作原 理 。 １ ． 系统 总体 阐述 当射 线 经过 电离 室 时 ， 电离 室产 生 与 射线 强度成正 比的 电流信号 （ Ａ 、Ｂ 和Ｃ 、Ｄ ） ， 并 送 到剂 量 电路 两个 独 立 的通道 中。 当监 测 的 剂 量 等 于 控 制 台 上 予 置 时 ， 通 道 一 起 作 用 ， 终 止 出 束 。 当 由 于 某 种 原 因通 道 一 失灵 时 ，通道 二 则在 监 测剂 量 比控制 台上 予 置 高 出３ Ｏ 单 元 ，终 止 出 束 ，并 通 过 故 障 灯 和 蜂 鸣器 告之 操作 者 机器 出现 故 障 。两 通 道 的 监 测 剂 量 在 控 制 台上 都 有 数 字 显 示 ，所 出的 射线 剂量 一 致保 存在 另 一个 独 立 的机 械 计 数器 上 ，机 械计 数器 上 预置 了 最 大剂 量 数 ，这 样 即使 两个 通道 都 出现 故 障 ， 机 械 计 数 器 达 到 了预 设 剂 量 后 而 终 止 ， 确 保 了 患 者 安 全 ， 从 而 实 现 了 剂 量 的 三 级 保护 。系统 还 实时 监测 所 出射 线 的对 称 性 ， 如果 对称 性超 标 会 马上 终止 出束 ，
具体 系 统 框 图 见 图 ｌ 。 ２电 离室及 电源 电离 室 包 括 两 独 立 的密 封 穿 透 型 电 离室 ，各 有 一组信 号 电极 （ Ａ 、Ｂ 在上 室 ， Ｃ 、Ｄ 在 下 室 ） ， 信 号 电 极 Ａ、Ｂ 与Ｃ 、Ｄ 垂直 放 置 。 电离 室要 稳定 的工 作 ，必 须为 其提 供 稳 定 的一 ５ ０ ０ Ｖ 直 流 电压 ， 并对 其 监 测 ， 当 电压 不 正 常 时 机 器 保 护 并 出 现 故 障指 示 ，这两 个 电离 室分 别 由独立 的 ｌ ８ Ｏ ｖ Ａ ｃ 一 ５ ０ ０ Ｖ Ｄ Ｃ 整 流 倍压 电路 供 电 。当 ｘ射线 穿过 电离 室时 与 其中 的气 体分 子 相互 作用 发生 电离 ，正 离 子被 吸 向参考 电极 ， 电子 吸 向 信 号 电极 ，所 以信 号 电极 实 际上 变成 一个 恒 流 源 ，在 脉冲 期 间产生 与 射线 强度 成 正 比的 电荷输 出 。 ３ ． 通道 控制 电路 其 原 理 如 图 ２电 离 室 信 号Ａ加 到 Ｉ ｃ ｌ 上 ，Ｂ 加 到Ｉ Ｃ ２ 上 ，其 中 Ｉ ｃ１ 、Ｉ Ｃ ２ 组 成 了基 本 的 电荷 电压 转 换 电路 ， Ｉ ｃ １ 与Ｉ Ｃ ２ 通过６ 脚输 出，Ｉ ｃ ｌ 与Ｉ ｃ ２ 的输 出通 过 Ｒ ｌ ４ 与Ｒ１ ５ 注入到Ｉ Ｃ ３ 的２ 脚，Ｉ Ｃ ３ 完 成 两 路 信 号 的 相 加，Ｉ Ｃ ３ 的输 出通 过Ｒ ２ ７ 送 到 由Ｉ Ｃ ５ 组 成 的 剂量 调 节 单 元 ，通 过 调 节 Ｒ ３ １ 可 以 校 准 剂 量 ，Ｉ Ｃ ５ 的输 出：一 路通 过 １ ｘ ６ —１ ７ 送 到 剂 量率 表 显 示 射 线 的剂 量 率 ， 一路 通 过 Ｒ ３ ５ 送 到Ｉ Ｃ ９ 的１ 脚 ，Ｉ Ｃ ９、 Ｉ ｃ １ ０ 组 成 电 压 脉 冲 发生 器 ，将 积分 电路 给 出 的与剂 量 率成 正 比的 电压 转 变成 脉冲 信 号 ，此脉 冲 信号 的 频率 与输 入 的 电压 成正 比，这 个脉 冲信 号 通过 光藕 Ｉ Ｃ １ ２ Ａ 隔离 ，送 到 由Ｉ Ｃ ｎＡ 和Ｉ Ｃ 儿 组成 的 ｌ ：１ ０ ０ 分频 器 ，对 脉冲信 号进行 分 频，从１ ｘ ６ —５ ２ 输 出 到 计数 器 ， 此 时计 数 器 显示 的数 值 正好 是 以 “ 拉 德 ”为 单位 的
值不 一致 ，相差 很大 。 分 析与 检测 ： 先 用 剂 量 仪 监 测 加 速 器 的 剂 量 发 现 通 道 二 正常 ，用 示 波器 检 测 通 道一 ｘ Ｊ ｌ 测 试 点 ， 此 时 比较 两 通 道 的 波 形 发 现 一 致 ， 说 明 是 由后 级 电路 引起 的 ，监测 Ｘ Ｊ ３ ￣ ， 《 试 点 ，调 节Ｒ ３ １ 发 现Ｘ Ｊ ３ 点 电 压 不 变 化 ， 说 明 Ｉ Ｃ ５ 损 坏 ，试 换 Ｉ Ｃ ５，调节 Ｒ ３ １ 校 准剂 量 ， 加速 器恢 复正 常 。 故障 现象 二 ：不 出束 时通 道一 有剂 量 指 示 ，通 道 二 正 常 。 分析与 检测 ： 将 通道 一 、通 道二 积分 板对 调 ， 故障 现 象不 变 ，说 明故 障 出在 前级 ，用 示 波器 监测１ ｘ ６ ～２ ７ 电离 室 输 出 ，发 现 和 出束 与 否 无 关 ，说 明 可 能 是 电 离 室 损 坏 或 者 信 号 线 开路 引起 ，试将 机 头 吊起将 电离室输 出 端子 用扳 子拧 紧 ，故 障排 除 。 故 障现 象 三 ： 出束 时 控 制 台 “ Ｓ Ｙ Ｍ” 灯 亮 ，机 器无 法 出束 。 分析 与检测 ： 此故 障显 示机 器 有对 称故 障 或者 其保 护 电路 有 故障 ，出 束 时检 Ｎ ｘ ｊ ５ 测试 点为 高 电平 ， 说 明保 护 电路起 控 ，检 测ｘ Ｊ ４ 测 试 点 也 为 高 电平 且 电压 不 稳 定 ， 检 测 Ｉ Ｃ４ 的６ 脚 的 电压 也 不稳 定 ，检 测 Ｉ Ｃ ４ 的７ 脚 发 现１ ５ Ｖ电压不 稳定 ，说 明１ ５ Ｖ 接 线 端子 接触 不 良，试 将 电路板 拨 下用 纯酒 精 处理 后重 新插 入 ， “ Ｓ Ｙ Ｍ ”故 障 清 除 ，机 器 恢 复 正