西門子ECAMHD3R探頭“無計數(shù)”的維修實例及經(jīng)驗總結(jié)

孫傳金，吉蘅山，王新剛，朱虹

東部戰(zhàn)區(qū)總醫(yī)院 核醫(yī)學(xué)科，江蘇 南京 210002

引言

單光子發(fā)射型計算機斷層顯像（Single Photon Emission Computer Tomography，SPECT）是核醫(yī)學(xué)主要成像設(shè)備，其影像以特有的分子影像及功能影像優(yōu)勢，發(fā)展迅速，已廣泛應(yīng)用于核醫(yī)學(xué)診療領(lǐng)域[1-7]。SPECT顯像對臨床診療及療效判斷起到重要的作用，是評價腎功能、骨轉(zhuǎn)移癌等疾病的重要手段?，F(xiàn)以SIEMENS ECAMHD3R型SPECT為例，在分析了SPECT結(jié)構(gòu)原理的基礎(chǔ)上，對探頭“無計數(shù)”的故障現(xiàn)象進(jìn)行分析排除，以供參考。

1 設(shè)備基本原理與結(jié)構(gòu)

1.1 設(shè)備基本情況

該設(shè)備屬于SIEMENS ECAMHD3R型ECT，可采集多種能峰的核素。軟件版本：VA46A。

1.2 設(shè)備工作原理

SPECT原理是根據(jù)示蹤原理探測從人體內(nèi)發(fā)射出來的射線，經(jīng)探頭和計算機處理，形成核素在人體內(nèi)的分布圖像[8-10]?？梢娞筋^是SPECT最核心的部件，也是最昂貴的部分[11-14]。從人體發(fā)出的Y光子經(jīng)過準(zhǔn)直器后入射到晶體，能夠激發(fā)晶體分子產(chǎn)生閃爍熒光，產(chǎn)生的熒光光子入射到光電倍增管（Photo Multiplier Tube，PMT）后，傳輸?shù)椒糯笃鬟M(jìn)行信號放大。放大后的信號經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換器（Analog Digital Converter，ADC）分析處理后，傳送到計算機進(jìn)行處理與校正，最后以不同的灰度或色階顯示人體臟器圖像和核素的放射性分布。

1.3 設(shè)備基本結(jié)構(gòu)及圖像數(shù)據(jù)流向

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[15-16]。對于SIEMENS ECAMHD3R型SPECT探頭，信號通道主要由晶體、59個PMT及前置放大器（小電路板）和3塊主要電路板探測器主控制板（Detector Master Board，DD59R)、光電倍增管積分控制板（PMT Integrator，PI59R）和模擬信號處理及轉(zhuǎn)換數(shù)字信號板（Analog Interface Microprocessor-Digital，AIMDR）等組成。59個PMT產(chǎn)生的信號經(jīng)前置放大處理后分別輸出到DD59R電路板上，由DD59R給每一個光電倍增管提供電壓，并將光電倍增管得到的數(shù)據(jù)傳輸給PI59R電路板，PI59R對數(shù)據(jù)進(jìn)行放大匯總處理，再輸送到AIMDR電路板上，AIMDR電路板對信號進(jìn)行模數(shù)分析處理后，傳送到西門子核醫(yī)學(xué)采集計算機（Siemens Nuclear Acquisition Computer，SNAC），最后SNAC將兩個探頭采集到的信號與機器校正參數(shù)一起傳送到探測器處理板（Detector Processor Card，DPC）進(jìn)行分析處理，形成ECT診斷圖像[17]，見圖1。

圖1 探頭PMT到DPC的圖像數(shù)據(jù)流和SCL通訊示意圖

2 故障實例

2.1 故障現(xiàn)象

做全身骨掃描顯像時1號探頭“無計數(shù)”，2號探頭正常。

2.2 故障分析與排除

（1）拆下準(zhǔn)直器，用點源測試探頭1和探頭2，看病人定位監(jiān)視器（Patient Positioning Monitor，PPM）的顯示，探頭1沒有計數(shù)，探頭2正常。

（2）拆下探頭的后蓋，用點源測試探頭1和探頭2，觀察AIMDR上發(fā)光二極管（Light Emitting Diode，LED）的16進(jìn)制數(shù)值顯示有沒有變化，兩個探頭的LED顯示正常，說明探頭Tub里面部分是工作的，但是不確定是否工作正常。

（3）測量AIMDR板上各測試點（±5 V，±12 V，-100 V DC，-200 V DC）的電壓是否在正常范圍內(nèi)，如果電壓不正常探頭也沒有計數(shù)則有故障。經(jīng)測量其結(jié)果在正常范圍。

（4）進(jìn)Local Service（本地維修），測試PMT到DPC板的圖像數(shù)據(jù)通路，這個測試包括透明異步交換器接口（Transparent Asynchronous Xmitter/receiver Interface，TAXI）通路。如圖2所示，探頭1的圖像數(shù)據(jù)是從探頭1經(jīng)過探頭2的PI59R傳送到SNAC，處理后顯示在PPM。從PMT到DPC的通路，可以分段測試：PMT—ADC—特定用途集成電路（Application Specific Integrated Circuit，ASIC）—位置計算器板（Position Calculator，PCALC）—DPC等。發(fā)現(xiàn)探頭2的PMT到DPC測試正常；探頭1的PMT到DPC的測試失敗，且探頭1到探頭2的PI59R的測試和探頭2的PI59R到DPC的測試都失敗。因此考慮：① 探頭1的PI59R板故障；② 探頭1到探頭2的TAXI線故障；③探頭2的PI59R板與探頭1數(shù)據(jù)傳輸連接部分故障，而探頭2到SNAC-DPC部分正常。

（5）在Local Service里做探頭1的PI59R、PCALC、AIMDR等的Self Test都正常通過。此時，基本可以排除探頭1的PI59R故障。

（6）測量探頭1到探頭2的TAXI線，看是否斷路或者是否線芯與外屏蔽短路（接地），測試結(jié)果，正常，基本排除探頭1到探頭2的TAXI線故障。

（7）更換探頭2的PI59R板，探頭1和探頭2的計數(shù)都恢復(fù)正常。探頭2的PI59R板故障，導(dǎo)致探頭1到SNAC的數(shù)據(jù)傳輸中斷，從而PPM顯示探頭1沒有計數(shù)，探頭1本身工作正常。

圖2 ECAMHD3R型SPECT圖像數(shù)據(jù)流和命令流示意圖

3 討論

通過對上述案例的分析，總結(jié)SIEMENS ECAMHD3R探頭出現(xiàn)故障時，在維修時的思路：① 確定系統(tǒng)電壓是否正常；② 用點源測試，確定探頭本身是否工作（探頭Tub內(nèi)部工作與否、探頭Tub外部工作與否）；③ 確定探頭本身是否工作后，再具體測試包括TAXI在內(nèi)的圖像數(shù)據(jù)通路是否正常，測試傳輸網(wǎng)線時，可以用普通網(wǎng)線代替做測試，但不可以代替工作；④ 充分利用Local Service里的測試功能，測試電路板本身或者某一段的線路是否正常，以縮小范圍；⑤ 如果是雙探頭機器，可以交換相關(guān)電路板以排除故障。SIEMENS ECAMHD3R型SPECT探頭部分結(jié)構(gòu)復(fù)雜，集成度高，故障點較多，普遍認(rèn)為探頭部分的維修困難較大。維修時應(yīng)對設(shè)備的各部分的工作原理及關(guān)聯(lián)有充分的了解，對故障做到及時發(fā)現(xiàn)、準(zhǔn)確判斷、迅速排除。穩(wěn)定的機房溫濕度環(huán)境和定期保養(yǎng)儀器對延長機器使用壽命，提高設(shè)備的工作效率，也是極為重要的[18-19]。