医用小型回旋加速器高频系统维护

一. 概述

1936 年安德森因发现正电子而获得诺贝尔奖后，随着 X 射线断层成像（X - C T）和单光子断层成像（S P E C T 或简称 E C T ）技术的成熟，人们将断层技术应用于该领域，产生了一门新兴的核医学学科：正电子发射断层成像（Positron EmissionTomography）。PET 成像在人体科学特别是在脑科学的研究中发挥了重要作用，它在心脑血管、肿瘤、精神病等临床诊断中的应用也获得了医学界的广泛认可。正电子发射断层成像所采用的放射性同位素药物，具有半衰期短的特点，因而不会有过多的副作用。常用的超短寿命放射性同位素为 11C，1 5 O ，1 3 N ，1 8 F 等，这些核素的标记物如 18F 葡萄糖，13N 氨基酸，15O 水等可以参加人体的多项生理、生化代谢过程，从而准确地反映组织的生理状况。这样的超短寿命放射性同位素只有利用小型医用回旋加速器在医院就地生产。

上世纪80年代以来，国际上大约有20多家医疗器械供应商专门针对PET 应用研制了小型回旋加速器。目前，能够提供这类 1 0∽18MeV 回旋加速器的供应商有比利时 IBA公司、美国 G E 公司和 C T I （西门子）公司、加拿大 EBCO 公司、日本 SIMITOMO公司等，国内尚未形成医用小型回旋加速器的批量生产能力。截至2010 年止，我国已先后进口百余台小型回旋加速器与PET 配套使用。国外供应商多数采用第一年保修，第二年开始加收售价10％的维护费的策略，并且维护费用逐年增长。更进一步的，国外供应商利用技术垄断优势，备件的更换费用也非常高。小型医用回旋加速器的安装、调试过程比较复杂，国外的加速器供应商均通过国内代理公司来进行销售和维修。对于仅有几个技术人员或者完全依靠国外支持的代理公司而言，从人力资源和技术上是无法保证回旋加速器长期正常运转的。这已经造成了一些加速器出现故障不能及时排除，长时间无法进行药物生产的被动局面。

目前，国内购买的小型医用回旋加速器已运行了 5至10 年，进入了故障多发期。国外维修费用偏高，约为每年人民币 100 多万元（不含大型元器件费用）。回旋加速器的维修涉及多学科、多专业，国内未见有公司能提供维修保养服务。高频系统是回旋加速器的重要子系统，具有技术门槛高、设备复杂的特点，需要专门的技术人员和检测仪器方能进行。目前，国内从事小型回旋加速器维修和运行人员中，能够进行高频系统设备维修的技术人员很少，西安唐都医院的小型医用回旋加速器就是一例。

西安唐都医院的小型医用回旋加速器于2002 年引进，2004 年调试完成，投入使用。2006年高频设备出现不稳定现象，经更换高频信号源，维修固态放大器后可以正常运行。然而，此次维修并没有从根本上解决该系统的不稳定性问题，故随后的几年中还陆续进行了几次高频设备的维修。2010年十一长假期间，由于使用方原因，造成了包括高频系统在内的设备进水，加速器处于瘫痪状态。此次故障的特点是，受损设备多、故障隐蔽。其中高频设备，除谐振腔位于真空室中未受影响外，其余设备均不同程度存在隐患，其中以 2 0 k W 高频功率源尤为突出。经过三个多月的努力，判断故障点、维修和更换器件，于 2011 年 4 月高频系统性能指标达到要求，满足供束的要求。