CT球管的選購、日常維護(hù)及常見故障

吳運

(安徽涇縣醫(yī)院 安徽涇縣 242500)

CT球管是CT掃描系統(tǒng)的核心部件,任何品牌的球管使用壽命都是有限的。目前CT球管主要依賴于進(jìn)口,銷售價格十分昂貴,是CT設(shè)備運轉(zhuǎn)成本的主要耗材之一。而且球管的好壞會直接影響到CT機(jī)的整體使用及功能狀況,甚至?xí)绊懙紺T機(jī)的使用安全及壽命。球管的正確選購、保養(yǎng)及使用球管,對醫(yī)院的經(jīng)濟(jì)效益及社會效益都會帶來很大的影響。

X線管的基本作用是將電能轉(zhuǎn)換成X線。自從1895年倫琴發(fā)現(xiàn)X線以來,在X線診斷技術(shù)不斷進(jìn)步與提高的同時,醫(yī)用診斷X線管也得到了日新月異的發(fā)展,先后出現(xiàn)了氣體電離式、固定陽極、旋轉(zhuǎn)陽極以及各種特殊的X線管。X線管由管芯、管套、高壓電路、循環(huán)冷卻系統(tǒng)等組成,其中管芯是球管的核心部件,它是由陽極和陰極組成,根據(jù)陽極結(jié)構(gòu)來分,管芯主要分為兩大類:固定陽極管芯和旋轉(zhuǎn)陽極管芯。固定陽極管芯功率小,產(chǎn)生射線量少,適用于小型X光機(jī)及工業(yè)X光機(jī)。同固定陽極管芯相比較,旋轉(zhuǎn)陽極管芯具有瞬時負(fù)載功率大、焦點尺寸小、散熱性能良好、圖像清晰度高等優(yōu)點,旋轉(zhuǎn)陽極管芯主要適用于用于大功率X光機(jī)的球管中。目前CT球管就廣泛采用此種管芯。

1 選購CT球管

在選購球管的過程中,不僅僅憑球管的質(zhì)地與價值對其進(jìn)行選取,還需要考慮更多的因素。選購CT球管的原則,主要包括以下幾個方面:

1.1 在選購球管的時候,應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格按照球管與設(shè)備最佳化搭配原則,一般情況下,首先應(yīng)當(dāng)選取CT機(jī)原配球管,原廠工作人員應(yīng)當(dāng)根據(jù)相關(guān)技術(shù)指標(biāo)安裝、調(diào)試球管,是CT球管與CT控制系統(tǒng)之間的配合達(dá)到最佳化,以此保證系統(tǒng)的正常運行。

1.2 合理設(shè)計球管技術(shù)性能參數(shù)

球管具備的技術(shù)性能參數(shù),主要包括兩種,即電參數(shù)與結(jié)構(gòu)參數(shù)。電參數(shù),實質(zhì)上就是球管的電性能規(guī)格,例如:陽極熱容量、最大功率、最長曝光時間、管電流、最大管電壓等。結(jié)構(gòu)參數(shù),實質(zhì)上就是球管結(jié)構(gòu)的一系列參數(shù),例如:冷卻形式、工作溫度、陽極轉(zhuǎn)速、關(guān)閉濾過當(dāng)量、重量、外形尺寸、有效焦點以及靶面傾斜角度等。合理設(shè)計球管技術(shù)性能參數(shù),主要包括以下幾個方面:①球管的外形、重量、重心及固定方式等物理特性是球管能否安裝及高速旋轉(zhuǎn)的重要標(biāo)志。②球管規(guī)格的衡量指標(biāo)主要為陽極熱容量,通常情況下,球管的熱容量越大,那么球管具備的熱量承載能力就越強(qiáng),同時球管的使用壽命也越長。③散熱率即冷卻效率,也是影響球管正常工作的重要參數(shù)。散熱率能力越強(qiáng),球管的熱承受能力就越強(qiáng)。④管電流,實質(zhì)上就是某一個球管的曝光時間與電壓允許的最大電流平均值,在對管電流進(jìn)行調(diào)整的時候嚴(yán)禁大于額定值,不然就會造成焦點面導(dǎo)致球管出現(xiàn)損壞現(xiàn)象。⑤最大管電壓,實質(zhì)上就是球管兩極之間存在的最高電壓峰值,這一最高電壓峰值主要由管套形式、絕緣介質(zhì)種類、形狀、管芯長度等一系列因素決定,如果高于最大管電壓值,會造成管壁出現(xiàn)擊穿或者放電狀況。⑥最長曝光時間,實質(zhì)上就是某一個球管的管電流與管電壓允許的最長曝光時間,球管使用過程中如果高于最長曝光時間,會造成焦點面過熱,導(dǎo)致球管出現(xiàn)損壞狀況。⑦球管熱容量,實質(zhì)上就是指整個套管具備的熱量承受力,與散熱曲線有著十分密切的聯(lián)系,散熱效果與靶面直徑尺寸呈正相關(guān)。⑧小焦點/大焦點,實質(zhì)上就是高壓作用下,電子在陽極靶面形成的一個聚焦軌跡,可以將其成為物理焦點。焦點主要劃分為兩種,即有效焦點與實際焦點。因為靶有相應(yīng)的角度,因此物理焦點在球管軸方向上的垂直投影主要無標(biāo)稱焦點,與物理焦點相比標(biāo)稱焦點比較小。實踐證明,X線攝影過程中,分辨率的清晰度與焦點的大小呈正相關(guān),如果焦點越小,那么能夠承受的功率也就越小,在運用功率較大的攝影時,小焦點無法有效滿足相應(yīng)需求。所以在損失一小部分分辨率的條件下,增大焦點,滿足使用。⑨I、陽極特性曲線,實質(zhì)上就是燈絲加熱電流處于一定數(shù)值的情況下,管電流I與管電壓V之間的關(guān)系;II、燈絲發(fā)射特性曲線,實質(zhì)上就是管電壓處于一定數(shù)值的情況下,燈絲加熱電流與管電流之間的關(guān)系。

機(jī)器設(shè)計過程中,對球管提出的要求十分嚴(yán)格,球管技術(shù)性能參數(shù)應(yīng)當(dāng)符合原機(jī)器的整體設(shè)計,這樣才能夠確保設(shè)備的穩(wěn)定、正常運轉(zhuǎn)。反之,輕則會造成設(shè)備工作異常、設(shè)備的某些功能無法發(fā)揮,重則燒毀球管、損壞主機(jī)部件等嚴(yán)重現(xiàn)象。

1.3 在選購球管的過程中,應(yīng)當(dāng)對不同球管的性價比進(jìn)行分析,選取性價比最高的球管,同時還要保證球管有一個完善的售后服務(wù)。

2 CT球管的日常維護(hù)

為了延長球管使用壽命,球管的日常維護(hù)和正確的操作是至關(guān)重要的。

2.1 電網(wǎng)的穩(wěn)定

在CT機(jī)安裝時應(yīng)避免其它大功率設(shè)備,尤其是可控硅斬波或中頻調(diào)速、調(diào)溫系統(tǒng)使用同一條供電線纜,因其可能造成電網(wǎng)的劇烈波動或畸變。同時要保證接地良好。開機(jī)前應(yīng)進(jìn)行三相電源檢測,包括三相電源的相位、相輻平衡穩(wěn)定,保證三相的相位及相輻均衡,不移相等。供電系統(tǒng)的穩(wěn)定是保證CT球管及系統(tǒng)穩(wěn)定運行的必要條件,建議必要時配備三相穩(wěn)壓電源。

2.2 溫、濕度及環(huán)境控制

通常CT機(jī)的工作環(huán)境溫度維持在20-30℃之間,溫度變化率≤3℃/h,濕度控制在30%-75%,濕度變化率在≤5%/h。因此掃描間內(nèi)應(yīng)配備足夠制冷(熱)量的空調(diào)系統(tǒng),在潮濕的區(qū)域,還應(yīng)配備除濕設(shè)備。并確?？諝庠趻呙杓軆?nèi)的循環(huán)暢通,將有利于球管在曝光時有效散熱。同時保持室內(nèi)應(yīng)清潔,減少塵埃的進(jìn)入,因為塵埃不僅能阻塞球管的散熱器。還會引起CT機(jī)電路短路。

2.3 建立良好的操作規(guī)程

認(rèn)真制訂并嚴(yán)格執(zhí)行CT機(jī)操作規(guī)程。如每日開機(jī)后或CT機(jī)處于長時間待機(jī)狀態(tài)下,檢查患者前應(yīng)(大部分機(jī)器有提示)執(zhí)行球管預(yù)熱掃描程序,因為球管的陽極靶面冷卻時讓高管電流曝光,高電壓曝光產(chǎn)生的熱壓力引起不規(guī)則膨脹,會使靶面裂開。預(yù)熱掃描有利于延長球管的使用壽命并保證良好的圖像質(zhì)量。而且在球管充分冷卻后才能關(guān)閉CT機(jī)機(jī)架電源。

2.4 將燈絲預(yù)熱時間縮短

球管燈絲的預(yù)熱時間通常都會超出球管的曝光時間,燈絲長時間處于工作狀態(tài)會導(dǎo)致其使用壽命縮短,同時因燈絲在工作過程中散發(fā)的鎢會在燈管玻璃套上附著,造成球管處于不穩(wěn)定的工作狀態(tài),特別是在高管電流情況下非常明顯。

2.5 球管曝光過程中防止出現(xiàn)斷電狀況

應(yīng)當(dāng)盡量減少球管在使用過程中斷電狀況的發(fā)生,尤其是在高壓曝光狀況下,主要在于會導(dǎo)致球管高壓電路出現(xiàn)損壞現(xiàn)象,對球管的使用壽命造成嚴(yán)重的影響。針對這一實際情況,相關(guān)工作人員應(yīng)當(dāng)與供電部門進(jìn)行交流與協(xié)商,在遇到必須停電的狀況時,提前進(jìn)行通知,以暫停CT球管的使用,避免造成球管損壞。

2.6 嚴(yán)格遵循陽極加熱／制冷曲線圖與各等級曲線圖表

主要在于若是違反球管附帶資料中各等級曲線圖表進(jìn)行操作,會損壞焦點軌跡。

2.7 對掃描范圍與曝光條件進(jìn)行合理的控制

按照患者的掃描部位、體重以及年齡等基本情況,對最佳掃描范圍、條件進(jìn)行精確的設(shè)定,降低不必要的球管損耗,減少輻射過量對操作人員與患者造成的傷害。

2.8 嚴(yán)格高于陽極熱容量

熱量連續(xù)傳導(dǎo)于軸承會對球管造成巨大的危害。如果使用球管的過程中,達(dá)到的溫度要比球管生產(chǎn)過程中規(guī)定的溫度高,球管內(nèi)不同的材料可能會排放出氣體,導(dǎo)致球管處于不穩(wěn)定狀態(tài)。因此,醫(yī)護(hù)人員在工作過程中應(yīng)當(dāng)對患者的順序進(jìn)行合理的設(shè)置,根據(jù)患者的掃描部位,對需要小劑量曝光的患者與大劑量曝光的患者進(jìn)行相應(yīng)的安排,降低球管使用過程中的負(fù)荷。

2.9 重視預(yù)防性維護(hù)

醫(yī)護(hù)人員在工作時,應(yīng)當(dāng)保證設(shè)備處于良好的運行狀態(tài),特別是球管高壓控制部分,這是確保球管穩(wěn)定運行的關(guān)鍵所在。

3 CT球管故障分析

CT球管的組成部分,主要包括:高壓系統(tǒng)、管套、靶軸、靶以及燈絲等。球管在處于工作狀態(tài)的時候,其燈絲上會接通電流。根據(jù)CT球管的工作原理及其結(jié)構(gòu)構(gòu)造,對CT球管經(jīng)常發(fā)生的故障狀況進(jìn)行分析,主要包括以下幾個方面:

3.1 漏油

漏油是球管經(jīng)常出現(xiàn)的一種故障,特別是在CT機(jī)長時間運行、氣溫升高等情況下,球管內(nèi)部溫度急劇上升,導(dǎo)致漏油狀況的發(fā)生。球管內(nèi)部絕緣變壓器油體積不斷膨脹,壓力上升,加之油路接頭處的密封性較差,極易導(dǎo)致漏油狀況。漏油狀況在發(fā)生初期,可能不會對球管的使用造成任何影響,但是隨著時間的增加,漏油量增加,會導(dǎo)致高壓放電,損壞球管。

3.2 高壓打火狀況

球管在工作過程中,其內(nèi)部溫度較高,管套中經(jīng)常出現(xiàn)熱脹冷縮狀況,當(dāng)連續(xù)曝光時會造成球管內(nèi)部氣囊張開,逐漸冷卻的時候會導(dǎo)致氣囊收回。若是油路密封部件老化,球管內(nèi)就會進(jìn)入空氣,產(chǎn)生氣泡,在油循環(huán)的狀況,會造成高壓放電狀況,損壞球管。

3.3 絕緣不良

CT球管長期處于高壓狀態(tài)下運行的過程中,管套內(nèi)循環(huán)變壓器油會出現(xiàn)變質(zhì)狀況,導(dǎo)致耐壓性減弱,造成高壓放電狀況,損壞球管。

3.4 高壓電纜頭打火

高壓電纜頭由于絕緣性差或者接觸不良等多種因素的影響,會出出現(xiàn)高壓對地放電,導(dǎo)致大電流產(chǎn)生,不僅會導(dǎo)致圖像偽影出現(xiàn),還會對球管造成損壞。

3.5 管芯損壞

球管管芯損壞主要包括以下幾個方面:①靶面蒸發(fā):長時間使用球管,會導(dǎo)致鎢金屬附著于玻璃壁上,造成球管玻璃壁對外殼放電,引起管芯損壞。②燈絲燒斷:球管內(nèi)部溫度過高,會造成管芯的陰極燈絲出現(xiàn)燒斷狀況,損壞球管。③真空度不良:球管管芯內(nèi)一旦出現(xiàn)漏氣狀況,會導(dǎo)致管芯發(fā)生高壓擊穿。④陽極旋轉(zhuǎn)不良:因為球管內(nèi)部中的轉(zhuǎn)子處于高速旋轉(zhuǎn)狀況,長時間使用球管,會造成軸承損壞,導(dǎo)致卡殼、堵轉(zhuǎn)狀況發(fā)生,導(dǎo)致局部溫度升高,損壞管芯。

3.6 循環(huán)油泵損壞

球管內(nèi)部中的變壓油不僅具有絕緣作用,還能夠利用循環(huán)散發(fā)球管內(nèi)部中的熱量,如果油泵發(fā)生損壞狀況,就無法散發(fā)球管內(nèi)部中的熱量,導(dǎo)致球管燒壞。

3.7 風(fēng)機(jī)損壞

高溫變壓器油經(jīng)過油泵傳至冷凝器上的時候,通過風(fēng)機(jī)能夠使其冷卻,降低油溫,一旦風(fēng)機(jī)出現(xiàn)損壞狀況,就會造成球管內(nèi)部溫度上高,對球管造成損壞。

3.8 溫度控制器損壞

一旦溫度控制器出現(xiàn)損壞狀況,球管內(nèi)部中的溫度就會升高,造成球管損壞。

4 小結(jié)

總而言之,球管的使用壽命長短,一方面與球管的自身質(zhì)量有關(guān)。另一方面與操作維護(hù)人員的自身業(yè)務(wù)水平、工作經(jīng)驗及工作責(zé)任心是密不可分的。與此同時加強(qiáng)醫(yī)療設(shè)備使用人員崗前培訓(xùn)、崗位責(zé)任制;建立醫(yī)療設(shè)備的檢查制度;日常做好設(shè)備的使用記錄、維修記錄及定期保養(yǎng)檢查。在減少設(shè)備故障上起到至關(guān)重要的作用。

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