X射線計(jì)算機(jī)斷層攝影設(shè)備故障分析

王亞南遲戈單曉暉

1 遼寧省醫(yī)療器械檢驗(yàn)檢測(cè)院 （沈陽(yáng) 110179）

2 遼寧省藥械審評(píng)與監(jiān)測(cè)中心 （沈陽(yáng) 110003）

X射線計(jì)算機(jī)斷層攝影設(shè)備故障分析

王亞南1遲戈2單曉暉2

1 遼寧省醫(yī)療器械檢驗(yàn)檢測(cè)院 （沈陽(yáng) 110179）

2 遼寧省藥械審評(píng)與監(jiān)測(cè)中心 （沈陽(yáng) 110003）

TSX-101A型X射線計(jì)算機(jī)斷層攝影設(shè)備檢查時(shí)，高壓電纜損壞，導(dǎo)致檢查無(wú)法正常進(jìn)行。對(duì)故障進(jìn)行分析，判斷可能導(dǎo)致故障的原因，提出合理的解決方案。

X射線計(jì)算機(jī)斷層攝影設(shè)備 高壓電纜 故障

TOSHIBA MEDICAL SYSTEMS CORPORATION生產(chǎn)的進(jìn)口X射線計(jì)算機(jī)斷層攝影設(shè)備（TSX-101A型）在正常掃描檢查過(guò)程中發(fā)生兩次高壓電纜損壞情況。第一次為高壓電纜與球管接頭處放電，導(dǎo)致球管和電纜同時(shí)損壞；第二次為

1.X射線計(jì)算機(jī)斷層攝影設(shè)備

高壓電纜與高壓發(fā)生器接頭處放電，導(dǎo)致高壓發(fā)生器和電纜同時(shí)損壞。損壞時(shí)電纜接頭處有高壓放電打黑的痕跡。本文就此故障進(jìn)行分析，判斷可能導(dǎo)致故障的原因，提出合理的解決方案。

本產(chǎn)品由掃描架（X射線管裝置、探測(cè)器）、X射線高壓發(fā)生器、患者支架、控制臺(tái)包括計(jì)算機(jī)圖像處理系統(tǒng)、系統(tǒng)變壓器、附件及選件組成，用于人體全身的斷層成像供臨床診斷。產(chǎn)品工作原理，X射線高壓發(fā)生器產(chǎn)生高壓作用于X射線管裝置發(fā)出X射線，照射人體，通過(guò)探測(cè)器接收透過(guò)人體的X射線量，經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)圖像處理系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理成像[1]，如圖1所示。

圖1. CT成像原理圖

2.X射線計(jì)算機(jī)斷層攝影設(shè)備常見(jiàn)故障

CT機(jī)產(chǎn)生故障的原因大致可分三種：一是由操作不當(dāng)引起的故障；二是由于環(huán)境因素不正常而導(dǎo)致的故障；三是CT自身元器件老化、變質(zhì)、機(jī)械磨損或參數(shù)漂移導(dǎo)致的故障。

2.1 操作不當(dāng)引起的人為故障原因如下：開(kāi)機(jī)預(yù)熱時(shí)間不夠或未進(jìn)行常規(guī)較正（探測(cè)器靈敏度或均衡性的自動(dòng)校準(zhǔn)措施），導(dǎo)致圖像不正?；蚓鶆蚨炔缓?，CT定值不準(zhǔn)；病人定位不準(zhǔn)掃出錯(cuò)誤圖像；病人身上有金屬產(chǎn)生偽影圖；同時(shí)進(jìn)行多種操作導(dǎo)致CT 死機(jī)多見(jiàn)于一些低檔機(jī)型上；選參數(shù)不當(dāng)導(dǎo)致圖像偽影增大等。不難看出人為故障不會(huì)導(dǎo)致CT出現(xiàn)破壞性故障，只要查明原因，按正確操作順序重新操作或停機(jī)重新啟動(dòng)，一般都能順利將故障排除。

2.2 環(huán)境因素導(dǎo)致的故障

環(huán)境因素是指CT室的溫度、濕度、空氣凈化度、CT供電的穩(wěn)定性等發(fā)生變化導(dǎo)致的故障。例如：室溫過(guò)高，通風(fēng)不良會(huì)導(dǎo)致某些部件（如電源或變壓器）過(guò)熱甚至燒毀，電路板損壞。機(jī)器保護(hù)性中斷，探測(cè)器及相關(guān)電路溫度漂移過(guò)大產(chǎn)生圖像偽影；CT供電電壓不穩(wěn)會(huì)導(dǎo)致計(jì)算機(jī)工作不正常，機(jī)器運(yùn)行不穩(wěn)，甚至高壓不正常，X射線不穩(wěn)定，最終導(dǎo)致圖像質(zhì)量下降等；空氣凈化度不好灰塵過(guò)多易導(dǎo)致計(jì)算機(jī)硬盤壽命減短。某一些光學(xué)傳遞控制信號(hào)也由于灰塵積累導(dǎo)致誤動(dòng)作；若濕度過(guò)大，會(huì)導(dǎo)致電子器件短路失效故障。環(huán)境因素對(duì)CT造成的直接或潛在危害是很大的，常會(huì)造成永久性損壞。經(jīng)驗(yàn)告訴我們，CT工作環(huán)境越好，故障越少，使用壽命就越長(zhǎng)。許多同型同年使用的機(jī)器由于環(huán)境不同，其使用壽命和故障率可能大不相同。

2.3 CT自身硬件損壞產(chǎn)生的故障

對(duì)于大多數(shù)比較成熟的進(jìn)口CT來(lái)說(shuō)，按照統(tǒng)計(jì)學(xué)的規(guī)律故障時(shí)間的發(fā)生幾率呈馬鞍形的變化趨勢(shì)，即安裝后頭半年故障率較高，半年后相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)間，即5～8年處于比較穩(wěn)定的故障低發(fā)期，之后故障又開(kāi)始逐年增多。

2.3.1 機(jī)械部分的故障

早期CT由于采用正轉(zhuǎn)一反轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)動(dòng)方式在一個(gè)掃描周期內(nèi)用很短的時(shí)間完成旋轉(zhuǎn)加速、勻速、減速停止，且不斷反復(fù)，其機(jī)械故障率較高。常表現(xiàn)為易失控產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)過(guò)頭、剎不住、撞擊、皮帶過(guò)緊過(guò)松，以及電纜磨損、斷裂等多種故障。而今絕大多數(shù)CT都采用滑環(huán)技術(shù)，單向勻速旋轉(zhuǎn)，有些高檔機(jī)還采用磁懸浮驅(qū)動(dòng)技術(shù)，從而使旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障人為減少。但另一方面，滑環(huán)的采用，也帶來(lái)另外一些故障，由于滑環(huán)長(zhǎng)期旋轉(zhuǎn)磨擦?xí)?dǎo)致接觸不良，由此產(chǎn)生一系列的機(jī)械和電氣故障。例如旋轉(zhuǎn)失控、高壓失控、打火（高壓滑環(huán)）、某些（滑環(huán)傳遞）控制信號(hào)丟失等。所以

滑環(huán)要定期保養(yǎng)和更換。此外還有一些機(jī)械部件也容易發(fā)生故障：X射線準(zhǔn)直器機(jī)械部分容易出現(xiàn)失控、卡死；風(fēng)扇長(zhǎng)期工作后失效；馬達(dá)旋轉(zhuǎn)控制信號(hào)的脈沖發(fā)生器容易由于磨損產(chǎn)生丟失脈沖象或損壞等。升降床的機(jī)械故障較少，個(gè)別床下承重滾輪軸承會(huì)出卡死、失靈現(xiàn)象，還有個(gè)別按鍵失靈、限位開(kāi)關(guān)失靈等。

2.3.2 X射線產(chǎn)生部分故障

X 射線管本身故障：如旋轉(zhuǎn)陽(yáng)極故障，表現(xiàn)為旋轉(zhuǎn)噪聲，嚴(yán)重時(shí)不轉(zhuǎn)、卡死；曝光時(shí)產(chǎn)生陽(yáng)極過(guò)流現(xiàn)象等；燈絲部分，導(dǎo)致不出射線；X射線管芯破裂或漏氣故障，燈絲導(dǎo)致漏油、不能曝光、真空度下降、高壓打火等。

高壓產(chǎn)生部分故障：逆變電路故障、擊穿等，高壓變壓器短路，高壓電容打火、擊穿。這些故障通常導(dǎo)致對(duì)應(yīng)的保險(xiǎn)絲燒斷，同時(shí)不能曝光，或一曝光就自動(dòng)保護(hù)性中斷等。

高壓電纜故障：常見(jiàn)的是接頭松動(dòng)，導(dǎo)致打火、高壓過(guò)壓或欠壓，早期C T高壓電纜跟隨X射線管轉(zhuǎn)動(dòng)使用日久，由于磨損導(dǎo)致高壓電纜內(nèi)部短路打火，這些故障一般也會(huì)燒斷對(duì)應(yīng)保險(xiǎn)絲。2.3.3計(jì)算機(jī)部分的故障

常見(jiàn)的鍵盤、鼠標(biāo)、軌跡球有些小問(wèn)題外，最多的就是硬盤、磁帶機(jī)、磁光盤的故障。其中硬盤多是由于使用日久，壞區(qū)逐漸增加，最終導(dǎo)致徹底損壞。磁帶機(jī)和磁光盤也有一個(gè)類似的消耗時(shí)期，因使用頻率和保養(yǎng)狀況不同而不同。

除上訴三大部分外，CT還有一些計(jì)算機(jī)與各硬件之間的接口電路和電纜部分，也會(huì)產(chǎn)生一些故障。接口電路在一些驅(qū)動(dòng)電流較大的部分容易損壞，電纜接頭部分有時(shí)會(huì)出現(xiàn)接觸不好（特別是舊機(jī)），導(dǎo)致一些不固定的故障出現(xiàn)。

3.產(chǎn)品故障分析

X射線高壓發(fā)生器產(chǎn)生高壓，通過(guò)高壓電纜作用于X射線管裝置，如圖2所示。本產(chǎn)品故障即發(fā)生在高壓電纜與高壓發(fā)生器、高壓電纜與X射線管的連接處，發(fā)生電擊擊穿現(xiàn)象。

目前X線球管存在兩種接地模式，分別為陽(yáng)極接地模式及中性點(diǎn)接地模式。陽(yáng)極接地模式：+側(cè)的電壓為0V（＝GND水平），絕緣強(qiáng)度小，采用的是比較細(xì)的電纜。－側(cè)的電壓為-150KV的高壓，為提高絕緣強(qiáng)度采用的是比較粗的電纜。中性點(diǎn)接地模式：此種模式+側(cè)及－側(cè)的電壓均為75KV的高壓，兩側(cè)均需比較強(qiáng)的絕緣強(qiáng)度，所以兩側(cè)均采用的比較粗的電纜。本款故障產(chǎn)品采用的是陽(yáng)極接地模式，故對(duì)絕緣強(qiáng)度要求比較高。

根據(jù)統(tǒng)計(jì)，CT高壓子系統(tǒng)的故障，一般約有50%的故障率來(lái)源于高壓發(fā)生器本身，約有40%的故障出在X射線球管，大概10%出于高壓電纜。

若是高壓發(fā)生器本身的故障，主要發(fā)生于高壓的升壓?jiǎn)卧K（即在高壓的末端），由于絕緣等級(jí)設(shè)計(jì)的裕量不夠或者一段時(shí)間的運(yùn)行絕緣度下降，特別是在高KV時(shí)（如140KV或150KV），高壓系統(tǒng)會(huì)放電打火，在高壓系統(tǒng)的絕緣薄弱環(huán)節(jié)放電打火，會(huì)損壞絕緣。如果電纜的連接頭處接觸不好，會(huì)在連接頭放電毀壞燒黑連接頭（遠(yuǎn)端放電），絕緣繼續(xù)惡化還可能殃及球管。

如果X射線球管內(nèi)部絕緣等級(jí)不夠，例如，絕緣油輕微泄漏或者真空度不夠，在高壓發(fā)生器工作時(shí)，高壓系統(tǒng)會(huì)放電，在系統(tǒng)的絕緣薄弱處會(huì)直接損壞絕緣，導(dǎo)致系統(tǒng)故障，甚至球管直接損壞。

一般高壓電纜的損壞，表現(xiàn)為電纜本體局部變黃或者有部分針孔狀小孔，這基本定性為電纜絕緣層失效。如果電纜品質(zhì)不夠好，使用一段時(shí)間后很容易出現(xiàn)這類問(wèn)題；另外，電纜兩端的連接頭如果質(zhì)量不優(yōu)，細(xì)微的氣泡在連接處存在的話，也會(huì)放電打火花，直接導(dǎo)致電纜連接頭損壞變黑，高壓子系統(tǒng)不能正常工作。

結(jié)合以上分析描述，本產(chǎn)品故障主要原因首先考慮電纜在更換時(shí)未注意電纜與高壓發(fā)生器及球管的連接處連接緊固，導(dǎo)致放電而損壞高壓電纜。

4.工作建議

該類產(chǎn)品的維護(hù)保養(yǎng)非常重要，建議在維護(hù)保養(yǎng)手冊(cè)中關(guān)注高壓電纜接頭處的連接緊固性，并加強(qiáng)對(duì)維修人員的培訓(xùn)。使用時(shí)需提醒用戶關(guān)注高壓電纜的插頭和插座的質(zhì)量問(wèn)題，電纜兩端的連接頭如果質(zhì)量不優(yōu)，建議在電纜的兩個(gè)連接頭處增加硅膠墊和硅膠。必要時(shí)可監(jiān)測(cè)高壓發(fā)生器的輸出準(zhǔn)確度。

[1]張學(xué)龍 .醫(yī)學(xué)成像設(shè)備.中國(guó)醫(yī)藥科技出版社，2010.

[2]羅虹,劉勇.東芝C T 機(jī)故障檢修2 例[ J].醫(yī)療設(shè)備信息,2003 , 15(3):64 .

[3]史進(jìn)忠.關(guān)于東芝Asteion/VF 螺旋CT 高壓故障的處理[ J]. 醫(yī)療設(shè)備信息,2006,21 卷9 期

圖2. 企標(biāo)方法與驗(yàn)證方法2進(jìn)行易氧化物檢測(cè)的結(jié)果對(duì)比圖

綜上所述，參考國(guó)標(biāo)GB/T 14233.1-2008制定的驗(yàn)證方法檢測(cè)的結(jié)果均大于企標(biāo)方法檢測(cè)的結(jié)果，雖然用企標(biāo)方法測(cè)得的結(jié)果合格，但是驗(yàn)證方法檢測(cè)結(jié)果處于合格與否的臨界，甚至不合

參考文獻(xiàn)格，這直接影響到了產(chǎn)品質(zhì)量問(wèn)題。建議企業(yè)在制定技術(shù)要求時(shí)，多參考相關(guān)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，將檢測(cè)方法制定得更加準(zhǔn)確、嚴(yán)謹(jǐn)，使產(chǎn)品的質(zhì)量更加安全、可靠。

[1]林燕虹,熊慧英. 靜脈留置針臨床應(yīng)用新進(jìn)展.全科護(hù)理,2012,09(27):2522-2524

X-ray Computed Tomography Equipment Failure Analysis

WANG Ya-nan1CHI Ge1SHAN Xiao-hui1
1 Liaoning Medical Device Test Institute (Shenyang 110179)
2 Liaoning Centor for Drug and device Evaluation and Monitoring (Shenyang 110003)

When TSX-101A type of X-ray computed tomography equipment inspected, the High voltage cable damaged , and we can not operate normally. Analyzsis of the fault judgment could lead to the cause of the problem, put forward the reasonable solution.

X-ray computed tomography equipment, high voltage cable, failure

1006-6586(2016)08-0066-04

R814.42

A

2016-01-11