西門子Sensation系列多排螺旋CT檢查床系統(tǒng)原理及故障解析

金英濤 林 鑫

西門子Sensation系列多層螺旋CT是基于P30平臺的機(jī)型，該平臺具有技術(shù)成熟、故障率低以及運行穩(wěn)定可靠等優(yōu)點。目前，該系列主要有Sensation 16、Sensation 40和Sensation 64等機(jī)型，已廣泛應(yīng)用于各級醫(yī)院，但隨著使用年限的增加，設(shè)備會出現(xiàn)各種故障現(xiàn)象，尤其是機(jī)械運動比較頻繁的檢查床(patient handing system，PHS)系統(tǒng)[1]。為此，通過Sensation系列機(jī)型PHS系統(tǒng)的組成及工作原理，根據(jù)對該系列機(jī)型的日常使用及維護(hù)，對常見故障進(jìn)行分析總結(jié)，并重點探討經(jīng)典案例的故障分析與處理。

1 PHS系統(tǒng)的構(gòu)成與原理

1.1 PHS的組成及工作流程

PHS系統(tǒng)由PHS垂直運動(patient table vertical，PTV)和PHS水平運動(patient table horizontal，PTH)兩部分組成，通常情況下，醫(yī)生根據(jù)檢查部位的要求協(xié)助或安排患者躺在PHS托架合適位置后，可通過機(jī)架面板的控制按鍵、PHS上的腳踏控制開關(guān)和計算機(jī)軟件操作界面輸入位置信息3種方式控制PHS的運動。

進(jìn)入掃描程序后先行PTV，到達(dá)需要或指定的高度位置再進(jìn)行PTH進(jìn)入機(jī)架掃描位置。PTH分兩部分運動，PHS托架先整體移動，水平托架到位后，PHS托板再移動，水平托板將患者送入機(jī)架圓孔到達(dá)指定掃描起始位置后進(jìn)行掃描。掃描程序結(jié)束后，按相反操作流程退回，患者即可下床離開，其PHS工作原理如圖1所示。

1.2 PTV的工作原理

PTV由1個變頻器帶動馬達(dá)進(jìn)行上下運動，所要到達(dá)的具體高度由電位計傳感器檢測并通知D702板。向上運動時，松開馬達(dá)剎車，馬達(dá)轉(zhuǎn)動，絲桿剎車無需松開；向下運動時，絲桿剎車和馬達(dá)剎車需同時松開。維修開關(guān)和腳踏開關(guān)也可以控制上下運動，如維修開關(guān)閉合時，系統(tǒng)不能到達(dá)正常待機(jī)狀態(tài)，其他操作將不起作用(如圖2所示)。

圖2 PTV工作原理流程示圖

1.3 PTH的工作原理

與PTV運動類似，均為馬達(dá)帶動，區(qū)別在于PTH由馬達(dá)帶動皮帶傳動，而PTV是由馬達(dá)驅(qū)動絲杠組件傳動。馬達(dá)M710和M711運動均由D701板控制。馬達(dá)的啟動與停止均開啟或關(guān)閉Y710和Y711、Y712剎車；同時R711和B711將位置信號反饋至水平驅(qū)動器D701來控制馬達(dá)啟停。水平托板運動多了一個離合器的離合過程，運動之前需先松開B711。PTH的物理運動位置是由R710和R711電位傳感器檢測，此外增加了編碼器B710和B711編碼器來精確編碼，并控制運動的相對距離(如圖3所示)。

圖3 PTH工作原理示圖

2 PTV故障案例分析

2.1 偶發(fā)垂直運動故障

(1)故障現(xiàn)象。檢查床上升過程中出現(xiàn)機(jī)架保護(hù)性掉電，待PHS重新自檢后正常。手動輸入到達(dá)的高度數(shù)值，當(dāng)PTV將床面移至所需高度數(shù)值時，繼續(xù)上升一段距離才停止，此時出現(xiàn)機(jī)架掉電現(xiàn)象，無法進(jìn)行下一步操作。

(2)故障分析。此故障為偶發(fā)現(xiàn)象，且每日偶發(fā)1～2次。查看事件日志其主要的錯誤代碼為PTV-3032[2-3]。根據(jù)錯誤代碼信息可從以下4個方面進(jìn)一步排查。①高度傳感器B702受到外界干擾或損壞；②D702至X5連接故障；③B702-D702至X5連接線損壞；④馬達(dá)M702剎車或絲桿剎車Y702工作異常。

(3)故障處理。根據(jù)分析逐一進(jìn)行檢測。①操作人員輸入高度時未超出PHS最大高度；②檢測傳感器到控制板間的連接線有無異常；③觀察馬達(dá)及絲桿工作狀態(tài)，但并未發(fā)現(xiàn)損壞及異常現(xiàn)象。由于是偶發(fā)故障，很難通過檢測狀態(tài)及校準(zhǔn)參數(shù)來發(fā)現(xiàn)故障點，因此，可通過更換配件的方法來排除。床的上下運動涉及的部件有馬達(dá)、變頻器、傳動絲桿、剎車以及傳感器等[4]。每次更換1個有關(guān)聯(lián)的配件，逐一更換再觀察使用情況。其中，分別更換了B702、連接線、D702、M702、馬達(dá)以及絲桿組件，但更換后故障依舊。將此故障反饋給廠商技術(shù)人員，根據(jù)前期的工作分析后，建議更換D702母板上的MCB板，再將原機(jī)的Firmware軟件安裝在MCB板上[5]。更換該板并重新裝載軟件后，機(jī)器恢復(fù)正常，故障排除。2.2 PTV的其他常見故障

(1)患者及家屬不慎觸碰維修開關(guān)，造成系統(tǒng)任務(wù)處于維修狀態(tài)進(jìn)而無法正常運動；如碰到腳踏開關(guān)松開即可，無其他影響。

(2)如果PTV位置降至低位時，PHS系統(tǒng)物理結(jié)構(gòu)出現(xiàn)整體抖動，通常為機(jī)械故障，可重點檢查馬達(dá)和絲杠組件。出現(xiàn)此類故障，需由廠商更換馬達(dá)與絲杠組件后即可恢復(fù)正常。

(3)PTV向上運動正常，但向下運動時速度過快，通常是向下時剎車電阻阻值不夠(長時間磨損造成阻力減小)或損壞造成，更換后即可恢復(fù)正常。

(4)PTV可以向上運動，但向下運動時機(jī)架保護(hù)性掉電，一般是絲桿剎車故障，更換即可恢復(fù)正常。

(5)PTV當(dāng)上下運動均會造成機(jī)架保護(hù)性掉電，通常為檢測高度位置時高度位置傳感器檢測異常或D702控制異常，更換該高度位置傳感器或D702控制板即可修復(fù)。

3 PTH故障案例分析

3.1 偶發(fā)的水平運動故障

(1)故障現(xiàn)象。表現(xiàn)為病床進(jìn)出時，初期速度較慢，然后速度正常。掃描時有PTH引起的掃描中斷，且軟件日志記載的報錯代碼較多。

(2)故障分析。查看事件日志，顯示主要錯誤代碼為PTH-3040、PTH-3054。根據(jù)錯誤代碼信息可從以下6方面進(jìn)一步排查。①Encoder B710編碼器損壞；②B710-D710連接線損壞；③D710 MCB軟件故障；④參數(shù)校準(zhǔn)未通過；⑤傳感器R711或B711損壞；⑥傳動皮帶故障。

(3)故障處理。先排除異物卡塞，再排除水平運動是否有潤滑引起的阻力過大現(xiàn)象；檢查剎車、離合、皮帶以及馬達(dá)等參與運動的組件有無異響等現(xiàn)象；刷新PHS的firmware軟件，刷新成功后重啟設(shè)備，故障依舊[6]。重做位置校正，排除電位計檢測等情況。均無異常后，更換水平運動組件，故障依舊。最終更換Top組件相關(guān)的3根線纜，故障排除。

3.2 PTH的其他常見故障

(1)為了保持PHS的清潔，通常會鋪上一層一次性清潔床單，但經(jīng)常出現(xiàn)床單卡到水平托板運動部件縫隙中，造成運動阻力增大或卡死現(xiàn)象，導(dǎo)致PHS系統(tǒng)會報錯，引起掃描中斷。因此清除運動軌道上的床單或異物即可恢復(fù)正常。

(2)經(jīng)常有患者衣服邊角或拉鏈卷入水平托板和水平托架運動部件間隙中，造成故障，清除即可恢復(fù)正常。

(3)患者及家屬進(jìn)入檢查室后，觸碰PTH尾部的釋放開關(guān)，造成病床不能水平移動，釋放即可恢復(fù)正常。

(4)常見PTH故障時，患者躺在檢查床上，此時可關(guān)閉機(jī)架電源，松開PTH剎車，可手動移動PTH到基準(zhǔn)位，讓患者先行下床。

(5)水平托板和水平托架的運動均為機(jī)械運動，因此需要潤滑，當(dāng)使用時間過長會產(chǎn)生摩擦噪音，摩擦力過大也可導(dǎo)致水平運動失敗。此類故障需清潔軌道并涂抹潤滑油即可排除，否則需更換軌道滑塊。

(6)水平托板和水平托架可進(jìn)行水平運動，但運動一段距離后就停止并且機(jī)架掉電復(fù)位。此故障通常是檢測水平運動距離的傳感器損壞或檢測數(shù)值不準(zhǔn)，可先嘗試重新校準(zhǔn)調(diào)整，若故障依舊可考慮更換。

(7)馬達(dá)運動時有噪音情況，通常是馬達(dá)故障或皮帶滑齒，可優(yōu)先檢查皮帶。

(8)在水平托板運動過程中機(jī)架掉電。水平托板運動共有2個剎車，因患者檢查時，其重量過大，運動到目標(biāo)位置停下時需要增加一個剎車來及時停下，如果一個剎車故障時無法及時按目標(biāo)位置停下，控制部分會認(rèn)為運動位置有偏差從而斷電復(fù)位。通常進(jìn)行判斷可以在機(jī)架通電時，用力推動水平托板部分檢查是否有松動，正常情況應(yīng)無松動現(xiàn)象。

4 注意事項

醫(yī)療設(shè)備受到外界嚴(yán)重撞擊或運行過程中操作不當(dāng)引發(fā)器件之間的碰撞等均會造成器件損壞，通常重癥患者使用醫(yī)用推車或病床推進(jìn)檢查室，如果操作不當(dāng)，導(dǎo)致推車或病床與PHS發(fā)生碰撞，造成PHS損壞，進(jìn)而影響到正常工作。因此建議配置一個防護(hù)欄桿或防護(hù)墩，與掃描床隔開一段距離為佳[7]。

5 小結(jié)

PHS的故障維修，先要求醫(yī)學(xué)工程人員掌握設(shè)備原理，了解設(shè)備正常的工作程序，因設(shè)備正常工作情況下各部件有先后動作順序，要做到出現(xiàn)故障時所采取的維修步驟和策略有理可循[8]；其次避免因環(huán)境等因素導(dǎo)致故障的發(fā)生，患者或操作人員直接接觸PHS受外界干擾較多，如觸碰開關(guān)、外蓋被病床撞壞引起故障等[9]。同時，日常使用中還應(yīng)做好維護(hù)保養(yǎng)工作，保障設(shè)備良好的運轉(zhuǎn)，可有效地降低故障的發(fā)生。

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