瓦里安医用直线加速器GFIL 联锁故障的检修

王鑫，袁玲，刘颖，徐瑶瑶，张红利，张晓鹏，玉彪，谢兵

1 广州医科大学附属第五医院 （广东广州 510700）；2 广州医科大学附属肿瘤医院（广东广州 510095）

医用直线加速器是现代医学放射治疗领域的重要医疗设备，其价格昂贵、结构复杂且集成度极高，随着使用年限的增长及工作量的增加，其故障率也随之增加。我院拥有一台瓦里安医用直线加速器（型号Trilogy6427），该设备的常见故障包括主要联锁、次要联锁及剂量联锁，其中GFIL 联锁为设备定义的主要联锁，此故障涉及的备件较多，维修难度较大。本文首先分析了GFIL 联锁故障的检修思路，并总结了实际工作中遇到的两例GFIL 联锁故障的维修过程，供同行参考。

1 联锁及组件

GFIL 为GUN FILAMENT 的简写，即电子枪灯丝。瓦里安医用直线加速器采用栅控数字化电子枪，相比早期的模拟化电子枪，其优势在于可以快速控制电子枪的开关和电流的大小。但功能的完善必定会带来结构的复杂，故栅控数字化电子枪报GFIL 联锁和高压部分的热端控制电路及低压部分的冷端控制电路有关。复杂的电子枪控制电路包含的主要部件有：热端部分由枪脉冲驱动板、灯丝电源板、低压电源模块及热端母板组成；冷端部分由枪控制板、自动频率控制板和枪脉冲控制板、电源板、高压电源模块及冷端母板组成，见图1[1]。

图1 栅控数字化电子枪的主要部件接线图

2 GFIL 联锁的主要原因及维修方法

热端及冷端的控制电路为电子枪提供了稳定的栅极脉冲电压、灯丝电压和阴极高压，任一电压系统异常均可导致GFIL 联锁。

2.1 栅极脉冲电压引起的故障

该电路系统主要涉及的硬件是热端的枪脉冲驱动板及热端母板。检修栅极脉冲电压引起的故障时，需首先查看枪控制板LCD 显示屏上的故障代码，“BIAS+”表示栅极偏压过高，“BIAS-”表示栅极偏压过低[2]。根据经验，显示屏显示“BIAS+”或“BIAS-”时，可判断热端电路板的工作电压一定是正常的；同时，该显示信息表明，枪脉冲驱动板产生的栅极脉冲电压确实偏高或偏低，或者栅极脉冲电压正常，但灯丝电源板上的栅极脉冲电压在模数转换过程中出现故障。栅极脉冲电压的值因为能量和模式的不同而存在一定的波动范围，一般在-75～+350 V 之间，典型值为-10～+110 V。若实测确实存在栅极脉冲电压不准确的现象，在有条件的情况下建议直接更换枪脉冲驱动板；若考虑芯片级维修则应重点排查枪脉冲驱动板上的CR6、CR7、Q2、Q4、U1及U2等元器件。

2.2 灯丝电压引起的故障

厂家在设备出厂前，已设置好栅极脉冲电压、灯丝电压及阴极高压并保存在EPROM 里，其中的栅极脉冲电压和阴极高压要分别设置每一种能量和模式下的值，而灯丝电压在所有的能量和模式下均为同一个设置值且该值可重新设置。当灯丝电压故障时，可参考枪控制板LCD 显示屏上的提示信息进一步判断。若显示“Fil I+（-）”则表明灯丝电流过大（过小）；若提示“Fil V+（-）”则表明灯丝电压过高（过低）[2]。若出现以上提示信号，则需要重点考虑热端母板及灯丝电源板故障，母板上的U7、U10也是易损元器件。

该故障多由枪高压电源引起，同样可通过枪控制板LCD 显示屏上的提示信息进行判断，如“HVPS+/-”等。

2.3 其他可能原因

当控制台显示GFIL 联锁时，首先应检查电子枪系统热端及冷端的连接光纤是否正常，若连接正常则进一步分析具体的提示信息。提示信息包含“HD5+/-”“HD15+/-”“HD-15+/-”信号时，应重点检查热端电源电路（隔离变压器故障也会导致该联锁，但较为少见）；包含“HD PWM+/-”信号时，应重点检查热端灯丝电源板的J12及U1单元；包含“HD A/D GND”信号时，应重点检查冷端光电耦合板的J13、U3及电源板。若光纤连接不正常，则应首先看J13是否正常，若不正常，则重点检查灯丝电源板上的J13及U3；若J13正常，则进一步检查其他光纤是否正常，若有光纤不正常则更换光纤，若所有光纤均正常则检查冷端光电耦合板，在光电耦合板正常的情况下，则要重点考虑冷端枪冷端母板、电源板、枪控制板及自动频率控制板和枪脉冲控制板。

3 故障实例

3.1 故障实例一

控制台显示GFIL 联锁，通过提示按下键盘“ENTER”键可消除，但再次出束反复出现该联锁。维修人员经过排查发现，热端灯丝电源板故障，最后更换该板上的U2元器件后故障排除。

3.2 故障实例二

控制台显示GFIL 联锁，系统进入维修界面，输出能量6 MV，切换至模拟参数页面，发现“GUN V”参数为0（正常应为16 kV 左右），切换至其他能量，该参数也为0，说明无高压输出。维修人员经过仔细排查，确认为隔离变压器故障，通过多次输写程序发现，该隔离变压器的耐压值仅能维持在9 kV 左右，达不到设备所需的16 kV，更换隔离变压器后故障排除。

4 小结

在医用直线加速器使用过程中，各种参数须全部达到标准值才能正常出束，尤其是其高压部分结构非常复杂，可引起故障的部件也较多，故需设备维护人员耐心、细心地进行维护和保养，维修前需熟悉设备的结构和原理，注意高压危险，严格遵守维修手册的指引，根据故障现象逐一排查，不断积累维修经验以及熟记设备正常参数标准，做到快速准确地确定故障原因并排除故障，以保证设备的正常使用[3]。