GE LightSpeed RT 大孔徑CT 模擬機(jī)的故障分析及處理

俞其凱

中國(guó)科學(xué)院大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院·浙江省腫瘤醫(yī)院醫(yī)學(xué)工程部 （浙江杭州 310022）

近年來(lái)，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和醫(yī)學(xué)影像技術(shù)的快速發(fā)展，調(diào)強(qiáng)放射治療（intensity modulated radiotherapy，IMRT）與三 維 適 形 放 射 治 療（3-dimentional conformal radiotherapy，3D-CRT）逐漸成為腫瘤放射治療的主流方式[1]。放射治療過(guò)程中，為了更準(zhǔn)確地勾畫(huà)腫瘤靶區(qū)形狀和周圍正常組織、器官輪廓，臨床對(duì)于模擬定位的精確性有了更高的要求[2]。相較于傳統(tǒng)X 線模擬機(jī)，CT 模擬機(jī)定位能夠更為精準(zhǔn)地勾畫(huà)腫瘤邊界和周圍正常組織、器官，在不增加正常組織、器官照射劑量的同時(shí)，提高腫瘤靶區(qū)有效放射劑量[3]。我院擁有2臺(tái)模擬CT，為放射治療的實(shí)施提供有效支持，其中，2004年購(gòu)入的GE LightSpeed RT 大孔徑CT 模擬機(jī)由于使用年限久遠(yuǎn)，近年來(lái)故障率升高，現(xiàn)對(duì)近段時(shí)間產(chǎn)生的3例故障進(jìn)行分析，并總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，以供同行參考。

1 故障一

1.1 故障現(xiàn)象

設(shè)備無(wú)法正常啟動(dòng)進(jìn)入GE 操作程序，以及無(wú)法進(jìn)入底系統(tǒng)，啟動(dòng)進(jìn)程停留在計(jì)算機(jī)基本輸入輸出系統(tǒng)（basic input output system，BIOS）界面，此界面的硬盤(pán)列表識(shí)別不出硬盤(pán)sda 和sdb 或者少識(shí)別了其中1塊硬盤(pán)。

1.2 故障分析及處理

GE LightSpeed RT 大孔徑CT 模擬機(jī)的主機(jī)柜構(gòu)成如圖1，從上至下分別為圖像重建單元（image generator，IG）、數(shù)據(jù)采集重建控制系統(tǒng)（data acquisition and reconstruction controller，DARC）、掃描數(shù)據(jù)磁盤(pán)陣列（scan data disk array，SDDA）、主機(jī)計(jì)算機(jī)。

圖1 GE LightSpeed RT 大孔徑CT 模擬機(jī)的主機(jī)柜示意圖

目前，故障導(dǎo)致設(shè)備無(wú)法進(jìn)入Linux（1套開(kāi)源計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)）與控制操作臺(tái)（operator console，OC），因此需要更換最下方主機(jī)計(jì)算機(jī)的硬盤(pán)，以及重裝系統(tǒng)和OC，安裝 前 需 準(zhǔn) 備07MW11.10 Applications Software and Operating System（軟件與操作系統(tǒng)安裝盤(pán)，內(nèi)含GEMS Linux 6.29操作系統(tǒng)盤(pán)、07MW11.10軟件盤(pán)、DARC 軟件盤(pán)、CT 軟件盤(pán)）、Service Pack 3.0軟件的補(bǔ)丁盤(pán)、System Sate（系統(tǒng)狀態(tài)備份）雙面盤(pán)、RT option（RT 主機(jī)配置備份）雙面盤(pán)共5張光盤(pán)和2張雙面盤(pán)，以及主機(jī)計(jì)算機(jī)的電子集成驅(qū)動(dòng)器（integrated drive electronics，IDE）光驅(qū)和能夠讀取雙面光盤(pán)的外置磁光盤(pán)驅(qū)動(dòng)器（magneto optical drive，MOD）光驅(qū)。具體故障處理方法為：（1）拆出主機(jī)，更換2塊硬盤(pán)，硬盤(pán)類型為小型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)接口（small computer system interface，SCSI）硬盤(pán)，轉(zhuǎn)速一般要求在15 K 以上，大小為73 GB，更換完新硬盤(pán)即可進(jìn)行系統(tǒng)和軟件重裝工作；（2）開(kāi)啟主機(jī)計(jì)算機(jī)，按F2進(jìn)入BIOS 設(shè)置界面，選擇Advanced-BOOT 選項(xiàng)，查看第一啟動(dòng)項(xiàng)是否為CD-ROM，若不是，則將CD-ROM 改為第一啟動(dòng)項(xiàng)，接著按Esc 保存設(shè)置退出BIOS，將GEMS Linux 6.2.9光盤(pán)插入主機(jī)光驅(qū)，重啟主機(jī)進(jìn)入安裝界面，根據(jù)提示輸入GEHC2，回車，開(kāi)始安裝Linux 系統(tǒng)；（3）待Linux 系統(tǒng)安裝完成后，取出光盤(pán)重啟計(jì)算機(jī)，進(jìn)入Linux 系統(tǒng)，將07MW11.10軟件盤(pán)插入主機(jī)光驅(qū)，打開(kāi)桌面命令提示符，輸入賬戶名和密碼，進(jìn)入該賬戶，輸入install，期間在彈出的窗口中輸入mount/meida/cdrom，/media/cdrom/autorun 開(kāi) 始 安 裝CT軟件，安裝完成后會(huì)彈出1個(gè)對(duì)話框，此時(shí)打開(kāi)MOD 光驅(qū)，插入System Sate 雙面盤(pán)，選擇yes，然后等待其導(dǎo)入備份，接著將CT 軟件光盤(pán)插入主機(jī)光驅(qū)，然后依照提示安裝完CT 軟件，取出光盤(pán)；（4）安裝DARC 軟件，首先將DARC 外接顯示器和鍵盤(pán)，按鍵盤(pán)任意鍵可以看到屏幕有顯示，進(jìn)入賬戶后輸入reboot 重啟DARC，重啟過(guò)程中按F2進(jìn)入主板BIOS 界面，設(shè)置啟動(dòng)項(xiàng)CD-ROM 為第一啟動(dòng)項(xiàng)，保存并退出，重啟后，將DARC 安裝盤(pán)插入主機(jī)光驅(qū)，進(jìn)入賬戶后輸入cd/usr/g/scripts 回車，接著輸入./load_darc_subsystem 安裝完整的DARC 軟件，安裝完成后，在主機(jī)上命令提示符中輸入rsh darc，測(cè)試是否執(zhí)行成功，若成功，則會(huì)顯示{ctuser@darc}，即遠(yuǎn)程登錄darc，之后重啟主機(jī)登錄賬戶，輸入setdata，修改DARC 時(shí)間至正常時(shí)間，最后重啟DARC 并進(jìn)入BIOS 將啟動(dòng)順序修改回來(lái)，再次重啟主機(jī)；（5）將System State 雙面盤(pán)插入MOD 光驅(qū)，在選項(xiàng)卡Service-Utilities-System State 中，選擇all，然后點(diǎn)擊restore 將備份還原，之后重啟；（6）將RT Option 雙面盤(pán)插入MOD 光驅(qū)，在選項(xiàng)卡Service-Configruation-Install Option 中，點(diǎn)擊Install-Permanent-Media，列表中每一次選擇1項(xiàng)使用install 安裝，直至所有的安裝完成，點(diǎn)擊quit 退出，然后重啟主機(jī)；（7）在重啟計(jì)算機(jī)進(jìn)入OC 前，點(diǎn)擊Cancel 取消OC 的啟動(dòng)，直接打開(kāi)Unix Shell 命令提示符，進(jìn)入賬戶，輸入命令reconfig，在彈出的對(duì)話框中點(diǎn)擊config，再點(diǎn)擊accept-yes，之后重啟，開(kāi)機(jī)后，在彈出的對(duì)話框中點(diǎn)擊OK，然后打開(kāi)Unix Shell 輸入st 開(kāi)啟軟件，在選項(xiàng)卡Service-Utilities 中找到Flash Download 選項(xiàng)，點(diǎn)擊打開(kāi)選擇Update，完成后再次重啟，接著進(jìn)行球管預(yù)熱和快速校正，設(shè)備即可正常使用。

2 故障二

2.1 故障現(xiàn)象

設(shè)備無(wú)法啟動(dòng)掃描序列，打開(kāi)Error Log 可以看到報(bào)錯(cuò)“Unable to create directory on scan data disks. Requested scan can not be allocated（無(wú)法在掃描磁盤(pán)上創(chuàng)建目錄，無(wú)法分配所要請(qǐng)求的掃描任務(wù)）”。

2.2 故障分析及處理

設(shè)備無(wú)法啟動(dòng)掃描序列可能是由于軟件和硬件多方面的因素導(dǎo)致的，首先可以從軟件層面進(jìn)行分析及處理，在GE 控制柜中，DARC 的主要功能是通過(guò)原始數(shù)據(jù)采集卡（DAS interface processor，DIP）對(duì)掃描機(jī)架傳輸?shù)脑紥呙钄?shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，并將轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到SDDA 中，當(dāng)主機(jī)產(chǎn)生1個(gè)重建圖像序列請(qǐng)求時(shí)，則DARC 將該請(qǐng)求傳給IG 以產(chǎn)生圖像，此時(shí)需要從原始數(shù)據(jù)盤(pán)中提取數(shù)據(jù)傳輸?shù)絀G 模塊進(jìn)行圖像重建，最后將重建完成的斷層圖像數(shù)據(jù)傳送給主機(jī)顯示[4]，由此可見(jiàn)，設(shè)備無(wú)法啟動(dòng)掃描序列一般與DARC 或者SDDA 有關(guān)。具體故障處理方法為：（1）首先考慮是由于圖像數(shù)據(jù)損壞導(dǎo)致的數(shù)據(jù)庫(kù)崩潰，嘗試重置圖像數(shù)據(jù)庫(kù)，進(jìn)入選項(xiàng)卡Service-Utilities，點(diǎn)擊Application Shutdown，關(guān)閉OC 系統(tǒng)，接著打開(kāi)Unix Shell 提示符，進(jìn)入賬戶，接著輸入cd-/usr/g/scripts 打開(kāi)腳本，再輸入./resetImageDB_Linux 運(yùn)行腳本，重置圖像數(shù)據(jù)庫(kù)，最后輸入yes 回車后選擇yes，重啟設(shè)備，啟動(dòng)后，發(fā)現(xiàn)設(shè)備依然不能啟動(dòng)掃描序列；（2）嘗試清理掃描隊(duì)列，在關(guān)閉OC之后，進(jìn)入賬戶，在Unix Shell 中分別輸入RECON_STOP，cleanq，Y 回車，然后輸入rsh darc 遠(yuǎn)程登錄DARC 主機(jī)，輸入命令cd.usr/g/bin 回車，再輸入./cleanq 回車，Y 回車，輸入exit 退出DARC，重啟后，故障依舊；（3）在關(guān)閉OC 之后，在命令提示符中輸入rsh darc，登錄上darc 之后輸入sudo greraid-c，可以看到如圖2所示的SDDA 硬盤(pán)狀況，由圖可知，sda 硬盤(pán)檢測(cè)失敗，需要更換SDDA 中的sda 硬盤(pán)，于是拆開(kāi)SDDA 主機(jī)，其中帶有硬盤(pán)跳線的即為sdb，不帶跳線的為sda，更換硬盤(pán)時(shí)最好將2塊硬盤(pán)同時(shí)更換，硬盤(pán)型號(hào)為SCSI，轉(zhuǎn)速15 K，容量73 GB，更換完硬盤(pán)并連接完線束后，再次啟動(dòng)設(shè)備，取消掉OC 的啟動(dòng)，在命令提示符中輸入sudo gre-raid-c 后，可以看到如圖3所示的SDDA 硬盤(pán)狀況，輸入yes 回車運(yùn)行之后，會(huì)自動(dòng)開(kāi)始檢測(cè)硬盤(pán)狀況并且組成raid，成功之后，exit 退出DARC，再輸入st 啟動(dòng)OC，此時(shí)測(cè)試，發(fā)現(xiàn)設(shè)備已可以成功啟動(dòng)掃描序列，由此可見(jiàn)，本次故障是由于SDDA 的陣列硬盤(pán)損壞導(dǎo)致的。

圖2 SDDA 硬盤(pán)狀況——提示sda 硬盤(pán)的scsi 檢測(cè)報(bào)錯(cuò)

圖3 SDDA 硬盤(pán)狀況——提示確定需要重建一個(gè)新的磁盤(pán)陣列嗎（是/否）？ 是

3 故障三

3.1 故障現(xiàn)象

設(shè)置軸掃曝光之后設(shè)備直接報(bào)錯(cuò)“Hardware error stopped scanning（CT軸掃無(wú)法曝光）”，打開(kāi)Error log看到報(bào)錯(cuò)“（60-0402）mA scale error. mA has been measure to be either too low or to high with respect to mA demand 20 ms after the beginning of the exposure（燈絲反饋在曝光開(kāi)始的20 ms內(nèi)檢測(cè)到的毫安數(shù)值與預(yù)定值偏差過(guò)大）”。

3.2 故障分析及處理

GE LightSpeed RT大孔徑CT模擬機(jī)的高壓包括JEDI、Tube（球管）、HV cable（高壓電纜）和Auxiliary Assembly（高壓附屬）幾部分。其中，JEDI是一種緊湊型高頻X線發(fā)生器，被廣泛用于X線設(shè)備中，包括普通X線機(jī)、胃腸機(jī)和各種型號(hào)的CT設(shè)備[5]，其功能結(jié)構(gòu)如圖4，由圖可知，JEDI的核心組成為：高壓發(fā)生鏈，包括PPC kV control（kV控制板）、High Voltage Inverter（高壓逆變器）和High Voltage Tank（高壓油箱）；陽(yáng)極旋轉(zhuǎn)功能；球管燈絲加熱功能；控制總線與各功能的通信；AC/DC轉(zhuǎn)換并為每個(gè)功能分配DC電壓；kV控制板攜帶CPU，負(fù)責(zé)運(yùn)行應(yīng)用程序。

圖4 JEDI 發(fā)生器的功能結(jié)構(gòu)圖

根據(jù)維修由易到難、從軟件到硬件的原則，可以檢查排除的順序分別為：（1）校正燈絲電流；（2）檢查PPC kV control；（3）檢查逆變器；（4）檢查高壓油箱；（5）檢查燈絲加熱相關(guān)；（6）檢查球管。具體故障處理方法為：（1）由圖4可知，JEDI 由AC 120 V 供電，因此可以考慮斷開(kāi)AC 120 V 來(lái)重啟JEDI 測(cè)試能否解決問(wèn)題，即打開(kāi)機(jī)架側(cè)邊機(jī)殼，找到Service 控制板，關(guān)閉AC 120 V 再重啟，設(shè)置軸掃程序之后不能曝光，故障依舊；（2）考慮進(jìn)行燈絲校正，首先打開(kāi) 選 項(xiàng) 卡Service-Diagnostics-Generator Tool JEDI，在 彈 出的界面中選擇Tube install 下的Reset TnT Data，先清除TnT（Generator Usage Tracking and Trending，發(fā)生器使用情況追憶與分析）數(shù)據(jù)（包括之前的燈絲校正數(shù)據(jù)），重置成功后，回到上一個(gè)界面點(diǎn)擊Filament Cal，進(jìn)入后全選Ductility Warm Up、Large Filament Cal、Small Filament Cal 3項(xiàng)，點(diǎn)擊Scan 進(jìn)行燈絲校正，在進(jìn)行4次燈絲校正后成功通過(guò)，之后回到檢查界面測(cè)試軸掃未報(bào)錯(cuò)可成功曝光并出圖像，故障解決，交由臨床繼續(xù)使用測(cè)試，若燈絲校正一直不成功，或成功后測(cè)試掃描依然報(bào)錯(cuò)，或在使用幾天或幾周后再次發(fā)生同樣的故障，則需要在還原Run Time Parameters 之后運(yùn)行kV mA diagnostic 來(lái)檢測(cè)燈絲反饋功能，測(cè)試不通過(guò)則需要更換PPC kV control 或更換逆變器，若更換PPC 板后故障依舊，一般考慮球管燈絲出現(xiàn)故障，此時(shí)結(jié)合球管使用記錄中的掃描數(shù)是否達(dá)到了球管平均壽命，考慮是否更換新球管。

4 小結(jié)

CT等大型設(shè)備集成度高，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，往往1個(gè)故障是由于軟件和硬件多方面的因素造成的，為了準(zhǔn)確、快速地判斷故障原因并及時(shí)解決故障，醫(yī)學(xué)工程師應(yīng)遵循由易到難、從系統(tǒng)到單元、從軟件到硬件的思路，結(jié)合設(shè)備圖紙、手冊(cè)、文獻(xiàn)等信息加以分析，節(jié)約時(shí)間成本，提高設(shè)備利用率。此外，在日常工作中，應(yīng)做好對(duì)設(shè)備的保養(yǎng)及維護(hù)，如將機(jī)房溫度設(shè)置在（23±2）℃，濕度設(shè)置在40%～60%；定期檢查空調(diào)系統(tǒng)及排水系統(tǒng)；定期清灰除塵，巡查機(jī)房，及時(shí)糾正使用人員的不合理行為；在行醫(yī)院電網(wǎng)檢修前或接到停電通知后，及時(shí)通知技術(shù)人員關(guān)閉電源，且在恢復(fù)供電開(kāi)機(jī)時(shí)應(yīng)注意開(kāi)機(jī)順序及供電相序等；并制定有效的報(bào)修機(jī)制，在完成維修后總結(jié)經(jīng)驗(yàn)。