西門子ECAM SPECT維修2例

潘穎 王健

(南通市第一人民醫(yī)院核醫(yī)學(xué)科 江蘇南通 226000)

西門子ECAM SPECT維修2例

潘穎 王健

(南通市第一人民醫(yī)院核醫(yī)學(xué)科 江蘇南通 226000)

本文介紹了西門子ECAM SPECT的工作原理,維護(hù)保養(yǎng)方法及常見故障的分析排除。

SPECT 熱敏電阻 機械故障 校正

單光子發(fā)射型計算機斷層儀(SPECT)檢查的原理是把標(biāo)記在不同載體上的放射性同位素注射入人體內(nèi),放射性同位素通過人體的新陳代謝被帶到全身。因載體的不同,不同組織對核素的吸收和分布是不同的。單光子發(fā)射型計算機斷層儀(SPECT)的作用就是探測從人體內(nèi)發(fā)射出來的射線,經(jīng)探頭電路和計算機的處理,形成核素在人體內(nèi)的分布圖像。醫(yī)生通過核素的分布情況,做出診斷。

SPECT的核心部分是探頭。探頭由以下幾部分組成:碘化鈉晶體,光導(dǎo),光電倍增管,探頭電路,采集計算機和處理計算機。由于人體內(nèi)的射線是360°全方位發(fā)射的,要得到可分辨的清晰的圖像,探頭前面還必須加上準(zhǔn)直器。只有與準(zhǔn)直器孔徑方向一致的射線才能通過準(zhǔn)直器,打到碘化鈉晶體上面。射線打到鉈激活的碘化鈉晶體上后,射線能量會被晶體吸收,而晶體被激活后會發(fā)出熒光。晶體發(fā)出的熒光被其后的光電倍增管接受,通過光電效應(yīng),熒光被轉(zhuǎn)換為光電倍增管內(nèi)的光電子。這些光電子的數(shù)量很少,還無法形成有效的電信號。而光電倍增管的另一個作用,就是通過多極放大,把數(shù)量不多的光電子逐級放大,光電子數(shù)目不斷增加,最后形成可用的電信號。從光電倍增管輸出的模擬信號的大小正比于示蹤核素能量。光電倍增管的電信號再經(jīng)探頭電路,形成能量信號E,位置信號X和Y。能量和位置信號經(jīng)過采集計算機的一系列處理,形成了二維的圖像數(shù)據(jù),這些數(shù)據(jù)被送到處理計算機后,可被進(jìn)一步處理,形成三維斷層圖像。

綜上所述,探頭是SPECT的核心部分。圖像的質(zhì)量和穩(wěn)定性基本上是由探頭決定的。而穩(wěn)定的溫濕度環(huán)境和良好的維護(hù)保養(yǎng),對探頭的穩(wěn)定性和可靠性是至關(guān)重要的。探頭的最重要部件是晶體。晶體是一個面積大(54cm×39cm),厚度小(0.95cm)的類似于玻璃的物體。溫度的急劇變化會使晶體裂解,儀器對溫度的要求是每小時溫差不得大于4.4°。濕度過大則會使晶體潮解,在圖像上產(chǎn)生亮暗斑點或不規(guī)則偽影,使圖像質(zhì)量大幅下降,甚至無法使用。因此機房要保持恒溫干燥。當(dāng)然,探頭表面嚴(yán)禁外力敲打碰撞,這些都會造成晶體裂解損壞。而晶體是無法單獨更換的,晶體損壞或潮解,就只能更換整個探頭,費用是非常昂貴的。探頭的另一個要求是24h通電。這是因為探頭的內(nèi)部溫度對圖像質(zhì)量是有影響的。而探頭在長時間斷電以后,需要較長時間重新達(dá)到溫度平衡和穩(wěn)定(要求4h)。因此,為了得到最佳的圖像,而又避免長時間的等待,建議保持探頭24h通電。另外,持續(xù)通電也能保持光電倍增管的穩(wěn)定狀態(tài)。此外電壓的變化對光電倍增管有很大影響,因此要配備穩(wěn)壓電源使電壓保持穩(wěn)定。

良好的維護(hù)和保養(yǎng)會大大減少儀器的故障率?，F(xiàn)將我院西門子ECAM在使用期間的2次維修過程介紹如下。

1 儀器無圖像信號

注射了放射性藥物的病人置于探頭視野中,但顯示計數(shù)為零,且本底信號也沒有。關(guān)機后重新開機,顯示Camera power up diagnostics fail,提示探頭開機診斷故障。因為錯誤信息提示探頭問題,首先檢查探頭部分。而第一個檢查對象當(dāng)然為探頭電源。因為如果電源部分有問題,探頭是無法正常工作的。比較幸運的是,打開探頭蓋子后檢查發(fā)現(xiàn),果然探頭電源出現(xiàn)故障,沒有任何輸出電壓。進(jìn)一步檢查發(fā)現(xiàn),探頭電源上的保險絲已熔斷。一般保險絲熔斷說明電路主回路中有比較嚴(yán)重的短路存在。經(jīng)檢查電路板上的功率型NTC(負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻)擊穿,呈現(xiàn)明顯的燒糊狀。這里NTC元件在探測器的電源中起到瞬間限流保護(hù)作用。220V交流電首先通過橋式整流變成脈動直流,送至脈寬調(diào)制器(PWM)中,再產(chǎn)生探頭所需的各路輸出電壓。由于濾波電容C上的電壓不能突變,開機瞬間容抗趨于零,故瞬間充電電流(浪涌電流)很大,容易對器件造成損壞。此時電路中的NTC就發(fā)揮作用了。因為剛啟動電源時NTC阻值較高,瞬間限流效果很好,但伴隨著電流通過發(fā)出的熱量,其阻值迅速減少,所以在電源回路中使用功率型NTC熱敏電阻,是抑制開機浪涌電流保護(hù)電子設(shè)備免遭破壞的最為簡便而有效的措施。

NTC熱敏電阻擊穿一般不會熔斷保險絲,所以應(yīng)該還有其他部分的短路存在。進(jìn)一步檢查發(fā)現(xiàn)整流橋也被擊穿了。更換整流橋及熱敏電阻,再仔細(xì)檢查沒有發(fā)現(xiàn)其他元器件問題。重新開機后,探頭電源恢復(fù)正常,故障排除。

2 機械故障

ECAM(單探頭)的機械運動有五個不同的運動軸:機架旋轉(zhuǎn),探頭進(jìn)出,前,后掃描床的升降以及前床的進(jìn)出。這五個運動軸的控制原理都是一樣的。它們有共同的運動主控板(MECP,PMAC)和運動電壓板(VBUS)。除了機架旋轉(zhuǎn)驅(qū)動板有更大的功率外,其他運動軸的驅(qū)動板都是相同的。具體的運動部分都由馬達(dá),編碼器,電位器和零位開關(guān)組成。馬達(dá)的速度控制由編碼器信號控制。根據(jù)單位時間內(nèi)收到的編碼器脈沖數(shù)目,控制器可以知道運動速度的快慢,并相應(yīng)做出調(diào)整。

運動軸的位置信號由編碼器和電位器共同提供。編碼器有更高的精度和可靠性,但普通編碼器有個很大的缺點:普通編碼器只能提供相對位置信息,即從零位開關(guān)起始的脈沖計數(shù)值。這個脈沖計數(shù)值在關(guān)機以后就會丟失。重新開機后,編碼器必須先找到零位開關(guān),才能開始計數(shù)。每次開機后,都需要進(jìn)行Home操作,這個操作的目的就是要找到零位開關(guān),這樣編碼器才能開始工作。但問題是,重新開機后,單靠編碼器是無法確定應(yīng)該往哪個方向運動才能找到零位開關(guān)。

電位器雖然精度和可靠性較差,但電位器能完全彌補普通編碼器的缺點。電位器提供的是絕對位置信息,它只和運動軸的機械位置有關(guān),而不會隨著開機,關(guān)機而丟失。那么兩個位置信號會不會造成控制混亂呢？ECAM不僅沒有這個問題,而且利用這兩個信號相互檢查,而多了一道安全控制。這是通過運動軸的校準(zhǔn)(Calibration)來完成的。對于新機安裝,或者運動軸相關(guān)部件更換后,都要進(jìn)行運動軸的校準(zhǔn)。運動軸校準(zhǔn)是從零位開關(guān)開始的。此時,編碼器計數(shù)為零,而電位器的電阻值初值也必須在一個允許的范圍內(nèi),否則需要對電位器初值進(jìn)行調(diào)整。隨后,運動軸會在整個行程范圍內(nèi)運動一遍。此時,控制板會記錄相應(yīng)的編碼器計數(shù)值和電位器的電阻值。這樣,控制器就得到了每個位置上(電位器值)應(yīng)該有的,相對應(yīng)的編碼器的值。在用戶的日常操作當(dāng)中,每當(dāng)該運動軸到達(dá)該位置(電位器值),就應(yīng)該有相應(yīng)數(shù)目的校準(zhǔn)時記錄的編碼器值。如果兩者誤差過大,控制部分就會報錯,錯誤代碼為M65。電位器的問題是可靠性差。電位器老化后會造成讀數(shù)不準(zhǔn)確,或者內(nèi)部接觸不良造成讀數(shù)跳變,從而產(chǎn)生錯誤。我們曾遇到這類問題,如M65錯誤:在一次單探頭前位骨掃描結(jié)束后探頭應(yīng)該旋轉(zhuǎn)至床下方以進(jìn)行病人后位掃描。此時出現(xiàn)M65錯誤,機架不能旋轉(zhuǎn)。經(jīng)檢測,發(fā)現(xiàn)是電位器的問題。更換旋轉(zhuǎn)電位器后,儀器恢復(fù)正常。

還有一次骨掃描時探頭不能貼近,掃描無法進(jìn)行。做home后,顯示M45錯誤,即床機械錯誤。當(dāng)床的前后位置不在零位時做home的話,馬達(dá)就空轉(zhuǎn),Home不能結(jié)束。我們懷疑是由于床的in/out機械位置發(fā)生了偏差導(dǎo)致,于是做前床進(jìn)出運動軸的位置校正PHS in/out calibration.校正中發(fā)現(xiàn)前床進(jìn)出的位置電位器數(shù)值(初值)超出可接受范圍,于是關(guān)機。拆開床頭擋板,卸下電位器的傳動帶,再開機,在電位器與傳動帶分離的情況下仔細(xì)調(diào)節(jié)電位器初值至可接受范圍。關(guān)機,再將電位器與傳動帶連接,開機做Home,Home通過,探頭可以貼近,儀器恢復(fù)正常。

[1]劉長國.DIACAM單光子ECT的DTPS板維修及電源組件代換[J].醫(yī)療設(shè)備信息,2006,5:100.

[2]李召勇,王新強.SPECT故障的分析判斷淺談[J].醫(yī)療衛(wèi)生裝備,2000,6:49～51.

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1674-0742(2012)04(c)-0178-02

2012-01-05