西門子SOMATOM Spirit CT 故障分析與維修

仲建生，夏云成

德國西門子SOMATOM Spirit CT 是一款雙層螺旋CT，最薄掃描層面為1.0 mm，最快1 周掃描速度為0.8 s。 胸部掃描等絕大多數(shù)日常檢查，都可以在一次屏氣內(nèi)輕松完成[1]。 該CT 機既保證了優(yōu)良的圖像質(zhì)量，又減少了病人吸收射線的劑量，同時提高了掃描速度，減少了運動偽影。 該機因軟件界面為全中文操作且機器性價比較高，目前在部分地區(qū)如鄉(xiāng)鎮(zhèn)衛(wèi)生院的保有量較大。 隨著使用年限的增長，也逐漸出現(xiàn)了一些故障，現(xiàn)將部分故障的分析、維修過程敘述如下。

1 故障一

1.1 故障現(xiàn)象

機架按鍵背景燈熄滅，提示機架斷電，檢查床無法移動。

1.2 故障分析

根據(jù)上述現(xiàn)象分析故障部位在機架電源控制部分的可能性較大，故需要檢查相關控制電路[2]。

1.3 故障維修

聯(lián)系Siemens 獲取密碼后進入Local Service 模式，查看系統(tǒng)有如下報錯信息：“（1）CT_MAS_23：Mains Power not ok（E 00 00 17 07 44 00 09）；（2）CT_MSM_42：stop by control system（ZD）；（3）CT_STC_78：Masme error：cannot move table.Action not possiblein current state.”報錯1 提示主電源故障，報錯2、3 為報錯1 所帶出，無意義。打開機架右側控制部分外殼，檢查各繼電器、接觸器及開關電源的狀態(tài)，指示燈均正常。因該故障為偶發(fā)，所以大部分情況下機器狀態(tài)正常，故只能試掃水模并用手機對著機架電源控制部分錄像，掃描時故障恰巧出現(xiàn)?；胤攀謾C錄像發(fā)現(xiàn)機架斷電報錯時電源管理單元時間繼電器K4 的工作指示燈 （綠色）熄滅后又亮起。 分析電源控制部分框圖（圖1）可知，繼電器K1、K5 正常工作需要K4 吸合。K5 將隔離變壓器T2 輸出的三相交流電源送至D449 整流成直流325 V 后，通過W304、滑環(huán)送至旋轉電源分配單元（power distribution rotating，PDR），從而給旋轉部分各單元供電。 K1 常開觸點將直流24 V 經(jīng)電路處理，變換成Mains_error 信號經(jīng)W350 送至D301 MAS 控制器。 該故障應是K4 繼電器長時間工作后觸點打火，偶發(fā)常開觸點工作時斷開，K1、K5 繼電器線圈掉電，K5 斷開導致機架旋轉部分掉電，K1 脫開導致MAS 接收到Mains_error 信號進而系統(tǒng)報錯Mains Power not ok。 最終更換相同型號時間繼電器后機器修復。

圖1 西門子SOMATOM Spirit CT 電源控制部分原理圖Fig.1 Schematic diagram of Siemens SOMATOM Spirit power CT control section

2 故障二

2.1 故障現(xiàn)象

無法連接醫(yī)院內(nèi)部網(wǎng)絡。

2.2 故障分析

根據(jù)上述現(xiàn)象分析故障應與網(wǎng)絡相關，需檢查網(wǎng)線及控制計算機網(wǎng)卡。

2.3 故障維修

與正常使用的后處理工作站交換網(wǎng)線后主計算機仍無法連接到內(nèi)網(wǎng)， 故可以排除網(wǎng)線及交換機故障，故障范圍縮小至控制計算機影像控制系統(tǒng)（image control system，ICS）本身。 使用醫(yī)院內(nèi)網(wǎng)計算機Ping，該 機 互 聯(lián) 網(wǎng) 協(xié) 議 （internet protocol，IP） 地 址40.50.192.105 不通，確認網(wǎng)卡故障。 聯(lián)系Siemens 得知，只能整體更換該主機且價格較昂貴，故嘗試單獨更換網(wǎng)卡[3]。 購買相同型號的網(wǎng)卡，開機后使用Siemens 提供的服務密碼進入Local Service 模式，在configuration --System Options -Local Host -TCP/IP LAN，右側Adapter 下僅有一個與重建計算機相連的Realtek 網(wǎng)卡IP 地址，沒有連接影像歸檔和通信系統(tǒng)（picture archiving and communication system，PACS）所用的Broadcom 網(wǎng)卡相關信息（圖2）。 退出服務模式后按住Shift 鍵點擊重啟應用軟件以注銷當前用戶，再輸入用戶名administrator 及對應的密碼進入Win dows XP 系 統(tǒng)[4，5]，系 統(tǒng) 識 別 到 網(wǎng) 卡 型 號 為Broadcom NetlinkTMGigabit Ethernet， 查看該網(wǎng)卡的網(wǎng)絡連接屬性發(fā)現(xiàn)沒有IP 地址等信息， 在XP 的設備管理器內(nèi)刪除該網(wǎng)卡后關機，安裝新網(wǎng)卡，再開機進入XP 桌面配置IP 地址等網(wǎng)絡參數(shù)后重啟計算機進入Syngo軟件， 在上述Adapter 下拉列表里選擇Broadcom 網(wǎng)卡， 在下面的設置框內(nèi)輸入該網(wǎng)卡的IP 地址等相關參數(shù)并保存，再次重啟后機器正常，可以發(fā)送檢查圖像至PACS 及打印膠片等。需要注意的是第一次使用Administrator 賬戶登陸Windows XP 系統(tǒng)查看原網(wǎng)卡的信息后一定要在設備管理器內(nèi)刪除該網(wǎng)卡，否則更換新網(wǎng)卡配置IP 地址時系統(tǒng)會提示IP 地址沖突，已經(jīng)被分配給另外的網(wǎng)卡，需要再次裝回原網(wǎng)卡并刪除。

圖2 本地服務模式下內(nèi)網(wǎng)網(wǎng)卡參數(shù)配置界面Fig.2 Image of configuration interface of network card parameters in local service mode

3 故障三

3.1 故障現(xiàn)象

進入Syngo 軟件后無法掃描，也不能做開機檢查和空氣校正。

3.2 故障分析

該故障是在意外停電導致不間斷電源（uninter ruptible power supply，UPS）燒毀后發(fā)生的，故判斷應是CT 軟件故障，需要重新安裝系統(tǒng)軟件[6]。

3.3 故障維修

首先更換相同型號的施耐德2 kVA UPS， 并接上RS232 通信線纜開機后， 啟動Syngo 軟件時，仍然報錯“不能初始化，重新啟動系統(tǒng)”，“狀態(tài)欄不可用， 機架已準備好掃描”。 進入掃描軟件做后開機檢查（Check up）失敗，新建檢查后無法開始掃描，添加掃描協(xié)議處為空白， 進入本地服務模式做空氣校正和球管燈絲校準均提示 “cannot initialize service task”，確認為CT 軟件故障。 首先恢復CT-Settings 備份下除了球管備份之外的所有數(shù)據(jù)， 再恢復SW-Set tings02 備份的所有數(shù)據(jù)， 重啟計算機后故障現(xiàn)象依然，只能重新安裝系統(tǒng)及軟件。 重新安裝之前需要備份參數(shù)并找到Local Service-configuration-System Options-DICOM-Network Nodes， 將右邊所有需要使用的醫(yī)學數(shù)字成像與通信 （digital imaging and communications in medicine，DICOM）節(jié)點參數(shù)拍照，以便系統(tǒng)安裝完成后恢復數(shù)據(jù)出現(xiàn)網(wǎng)絡相關設置丟失時可以手動輸入。安裝時首先放入引導光盤（Bare CD），光盤啟動后選擇Restore system，提示“C 盤數(shù)據(jù)將被清除，是否確認”，點擊Yes，根據(jù)提示依次放入2 張系統(tǒng)鏡像文件光盤，重啟后自動安裝。 當提示“Keep Partitions”時，選擇NO 以便恢復D、E……分區(qū)。 出現(xiàn)提示新硬件需要重啟時不能重啟，等待系統(tǒng)自動重啟（如果點擊Yes 手動重啟后會開機進不了Syngo 軟件， 停留在Windows 桌面。 此時可以打開C:Comp-ClonCTChkPart.bat 批處理文件繼續(xù)安裝進程）。當提示傳輸控制協(xié)議 （transmission control protocol，TCP）/IP 地址需要配置時點擊OK， 配置內(nèi)網(wǎng)IP 地址后繼續(xù)安裝，等出現(xiàn)輸入密碼對話框時輸入Siemens 提供的本地服務模式密碼，再導入安裝前備份的數(shù)據(jù)。 恢復備份的參數(shù)時按如下步驟： ①先選擇SW-Settings02 所有備份除了User Settings，點擊Go，完成后再 選 擇 ServiceLocal HostUsers and ServiceDatabaseDB Offset，點擊Go，恢復完成后點擊右上角HOME 重啟； ②重啟后恢復SW-Settings02，User Settings，ServiceLocal HostUsers，Go 執(zhí) 行； ③CT-Settings，選擇除了IRS 外所有的選項，Go 執(zhí)行；④選擇SecuritySettings，Go 執(zhí)行； 恢復完成后點擊HOME 重啟；⑤CT-Settings 選擇IRS，Go 執(zhí)行，完成后HOME重啟[7]。全部恢復完成后可以進入Syngo 軟件，但無法使用Worklist 服務，原因是導入數(shù)據(jù)時系統(tǒng)沒有導入Worklist 服務器的參數(shù)， 在服務模式下添加一個Worklist 服務器并設置相關參數(shù)后正常，另掃描水模后無法發(fā)送至PACS 服務器，原因也是恢復備份的參數(shù)時PACS 服務器設置恢復不完整，在PACS 服務器設置的第二頁添加新的存儲服務器并設置相關參數(shù)（圖3）后機器正常。

圖3 服務模式下PACS 存儲服務器參數(shù)配置界面Fig.3 Image of PACS storage server parameter configuration interface in service mode

4 故障四

4.1 故障現(xiàn)象

掃描的圖像亮暗相間且有偽影。

4.2 故障分析

該故障部位應在X 射線鏈路或者圖像采集、處理部分。

4.3 故障維修

輸入廠方提供的密碼進入本地服務模式，點擊右上角Event Log，出現(xiàn)查看系統(tǒng)日志的界面，勾選左側Severity 下的Error 和Warning 選項后看到系統(tǒng)有CT_COC_66 的報錯，提示Control warning COC（E a0 02 42 02 c8 00 09）The module COC of the MAR recognizes a malfunction of the tube collimator during the previous collimator movement.Possible cause: MAR D501；tube collimator assembly；W555。 報錯指向MAR D501控制板、準直器、W555 線纜。 在服務模式主界面點擊Tune Up-Expert Mode-Z Adjust，點擊Go，球管（溫度）會先預熱至1 000 K，然后開始進行準直器校準，第一次成功，后面重復幾次均失敗，誤差分別是-37 μm、-22 μm、-66 μm。確認為準直器故障，分析可能是準直器內(nèi)2 個線性軸承中某個軸承的鋼珠脫落或者兩側軌道上有臟污導致準直器走位不精確，掃描時一邊開口大，探測器模塊接收到的X 射線劑量高，圖像發(fā)黑；另一邊開口偏小，探測器模塊接收到的X 射線劑量低，圖像發(fā)白。打開機架前蓋找到準直器，清潔兩側軌道并用潤滑油潤滑軌道及線性軸承后試機，圖像正常，偽影也消失。 見圖4、5。

圖4 相同窗寬窗位條件下圖像明暗不一Fig.4 Bright and dark contrast images under the same window width and window level

5 討論

西門子SOMATOM Spirit CT 由高壓系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集與傳輸系統(tǒng)、圖像重建與處理系統(tǒng)、檢查床等主要部件構成[3，8]（圖6）。 其結構復雜，長時間運行后，會出現(xiàn)機械、軟件等故障。 故了解SOMATOM Spirit CT 構成，為保養(yǎng)、維修提供幫助。

圖6 SOMATOM Spirit CT 結構框圖Fig.6 Structure diagram of SOMATOM Spirit CT

圖5 球管準直器實物圖Fig.5 Actual image of tube collimator

CT 作為電子技術與計算機相結合的大型影像設備，不僅有復雜的硬件電路，也有許多具備不同功能的軟件模塊[9，10]。每一個部件都存在著一定的故障率，對于工程技術人員來說在設備發(fā)生故障后應及時進行分析，盡快地找出故障點并加以排除。 在做好故障維修的同時也要注意做好預防性維護保養(yǎng)工作和機器的圖像質(zhì)量控制，這樣才能降低機器故障率并保證檢查結果的準確性[11，12]。 CT 等大型影像設備組成復雜，部件繁多，需要熟悉CT 設備的軟、硬件結構和工作流程，這就需要維修人員平時注重理論知識的學習和維修技能的提升，要善于利用設備廠家所提供的維修模式下各種工具軟件來分析故障[13，14]，在處理一些偶發(fā)故障時可以利用手機錄像功能來幫助查找故障部位。同時日常做好各種預防性維護工作并保證機房環(huán)境整潔、溫濕度適宜，從而保證設備的穩(wěn)定運行，降低故障率，縮短停機時間。