西門子Definition AS 64排螺旋CT的故障分析與維修

郎曉華，王 洲

（1.青島市中醫(yī)醫(yī)院醫(yī)療設(shè)備科，山東青島 266033；2.青島市中醫(yī)醫(yī)院影像科，山東青島 266033）

0 引言

CT利用精確準(zhǔn)直的X射線束對(duì)人體某一部位按照一定層厚進(jìn)行掃描[1]，具有掃描速度快、圖像清晰等特點(diǎn)，因此被廣泛應(yīng)用于臨床，是臨床醫(yī)療診斷的重要依據(jù)之一。目前，CT的配置水平已成為大型醫(yī)療機(jī)構(gòu)服務(wù)水平的衡量標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)調(diào)查，山東省內(nèi)64排及以上CT是需求量最大、應(yīng)用最為廣泛的乙類大型醫(yī)用設(shè)備[2]。其中64排CT投入資金相對(duì)較少，并且能夠滿足臨床日常診斷的需求，是目前醫(yī)療機(jī)構(gòu)最為普及的CT設(shè)備。我院于2011年底購(gòu)置了1臺(tái)西門子Definition AS 64排螺旋CT，由于臨床使用頻繁，且年限已達(dá)10余年，設(shè)備故障率逐漸增加。本文就其3例硬件故障進(jìn)行詳盡的分析，并提出解決辦法，為今后該設(shè)備的維修提供思路，提高維修效率，保障設(shè)備高效穩(wěn)定地運(yùn)行。

1 CT的基本構(gòu)成

Definition AS 64排螺旋CT是西門子CT的經(jīng)典機(jī)型，市場(chǎng)占有率很高，具有運(yùn)行穩(wěn)定、掃描速度快、圖像重建迅速、分辨力高、圖像清晰等特點(diǎn)[1，3]，臨床給予評(píng)價(jià)很高。該設(shè)備主要由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、成像系統(tǒng)、水冷系統(tǒng)、機(jī)械附件系統(tǒng)4個(gè)部分構(gòu)成[4]。其中，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)主要由圖像控制系統(tǒng)和圖像重建系統(tǒng)組成[5]，負(fù)責(zé)整個(gè)系統(tǒng)的控制和圖像重建工作；成像系統(tǒng)主要由球管、準(zhǔn)直器、探測(cè)器、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路等組成，負(fù)責(zé)X射線束的發(fā)射、接收以及信號(hào)的轉(zhuǎn)換，方便計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的讀取與處理；水冷系統(tǒng)包括一級(jí)水冷系統(tǒng)和二級(jí)水冷系統(tǒng)，負(fù)責(zé)給機(jī)架內(nèi)部降溫，以保證設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行[6]；機(jī)械附件系統(tǒng)包括掃描機(jī)架、檢查床等運(yùn)動(dòng)部件，主要輔助CT檢查的完成。

我院使用該設(shè)備出現(xiàn)的故障主要分為兩大類：軟件故障和硬件故障。軟件故障表現(xiàn)最為明顯的是重建速度慢、傳輸速度慢等問題，通常重建數(shù)據(jù)庫(kù)就能解決。硬件故障主要體現(xiàn)在圖像有偽影、機(jī)械運(yùn)動(dòng)故障、掃描中斷等方面。

2 維修案例

2.1 故障一

2.1.1 故障現(xiàn)象

進(jìn)行腹部掃描時(shí)連續(xù)多次出現(xiàn)斜形偽影（如圖1所示），重新啟動(dòng)設(shè)備后進(jìn)行開機(jī)自檢（checkup），再做腹部掃描時(shí)偽影消失，但是2 d后進(jìn)行腹部掃描時(shí)又出現(xiàn)同樣的斜形偽影，而進(jìn)行其他部位掃描時(shí)未見明顯偽影。

圖1 腹部掃描的斜形偽影

2.1.2 故障分析

進(jìn)行腹部掃描時(shí)出現(xiàn)偽影，重新啟動(dòng)設(shè)備并做開機(jī)自檢后偽影消失，懷疑該偽影與日常環(huán)境條件有關(guān)。因?yàn)榄h(huán)境的改變，比如溫度或濕度的變化都會(huì)影響掃描圖像的質(zhì)量，所以要確保設(shè)備處于合適的溫度和濕度條件下，同時(shí)需要每天開機(jī)自檢，對(duì)當(dāng)前環(huán)境的電路參數(shù)進(jìn)行重新校驗(yàn)。由于在偽影消除2 d后進(jìn)行腹部掃描時(shí)又出現(xiàn)同樣的斜形偽影，且當(dāng)天已經(jīng)做過開機(jī)自檢，可以判斷該故障與當(dāng)前環(huán)境無(wú)關(guān)。查看維修模式下的errorlog（錯(cuò)誤記錄）并沒有明顯錯(cuò)誤指向，根據(jù)偽影特點(diǎn)及以往維修經(jīng)驗(yàn)初步判斷可能是探測(cè)器故障[7]。

2.1.3 故障排除

首先，利用維修模式Tuneup中的Defective Channels測(cè)試工具檢測(cè)探測(cè)器的通道是否有異常，經(jīng)檢測(cè)所有通道均正常，未檢測(cè)到探測(cè)器故障，檢測(cè)結(jié)果如圖2所示。然后，選擇維修模式下的TestTools（測(cè)試工具），點(diǎn)擊ImageQuality（圖像質(zhì)量檢測(cè)），檢測(cè)圖像的偏移量、信號(hào)值、穩(wěn)定性、信號(hào)的線性等性能。偏移量測(cè)試結(jié)果顯示，46個(gè)探測(cè)器模塊的736個(gè)通道中的561、563、565、567、576通道損壞，檢測(cè)結(jié)果如圖3所示。因?yàn)槊總€(gè)探測(cè)器模塊含有16個(gè)通道，即第1個(gè)探測(cè)器模塊通道為1～16，第2個(gè)探測(cè)器模塊通道為17～32……以此類推，561、563、565、567、576通道應(yīng)該屬于第36個(gè)探測(cè)器模塊，由此判斷第36個(gè)探測(cè)器模塊故障，需要更換。

圖2 Defective Channels界面

圖3 ImageQuality界面

由于新的探測(cè)器模塊到貨周期很長(zhǎng)，為了保證臨床診斷的需要，該設(shè)備須正常運(yùn)行不能停機(jī)，可以先把第36個(gè)探測(cè)器模塊調(diào)換到整個(gè)探測(cè)器系統(tǒng)的邊緣，確保中間位置的探測(cè)器模塊都是好的，這樣可以滿足一般體型患者的正常掃描診斷，而對(duì)于體型肥胖的患者，可以使用另一臺(tái)CT做檢查，整體上不會(huì)影響科室的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。新的探測(cè)器模塊到貨后立即更換有故障的探測(cè)器模塊，并用水模模擬掃描各個(gè)部位，偽影不再出現(xiàn)，故障排除。

2.1.4 小結(jié)

CT掃描出現(xiàn)偽影時(shí)，首先要檢查當(dāng)天是否做過開機(jī)自檢。如果當(dāng)天做過開機(jī)自檢，出現(xiàn)偽影大部分是由探測(cè)器模塊損壞引起的，因此應(yīng)熟練運(yùn)用維修模式下的2種探測(cè)器檢測(cè)工具，準(zhǔn)確無(wú)誤地判斷出有故障的探測(cè)器模塊，從而節(jié)省時(shí)間成本。

2.2 故障二

2.2.1 故障現(xiàn)象

升降CT掃描床時(shí)有噪聲，掃描床下降到某一高度后不能再降低，掃描床呈鎖死狀態(tài)。

2.2.2 故障分析

CT掃描床只有在升降床時(shí)有噪聲，進(jìn)出床時(shí)沒有噪聲，首先查看掃描床底部的裙簾是否有造影劑粘連，或者有異物卡塞，導(dǎo)致裙簾不動(dòng)作。經(jīng)仔細(xì)檢查并無(wú)異物。然后拆下裙簾，升降掃描床，經(jīng)觀察判斷噪聲來源于驅(qū)動(dòng)桿的磨損。為驅(qū)動(dòng)桿上油潤(rùn)滑后，升降掃描床，噪聲減少，但是下降到某一高度后還是會(huì)被鎖死。進(jìn)入維修模式查看錯(cuò)誤記錄，報(bào)錯(cuò)代碼為CT_PHS_134：Collision limit overrun，提示掃描床在移動(dòng)過程中被限位。正常情況下掃描床的豎直移動(dòng)范圍為100～530 cm，發(fā)生故障時(shí)掃描床未降到530 cm卻被限位，考慮床體可能發(fā)生了傾斜，提前觸碰到了限位開關(guān)。經(jīng)過仔細(xì)檢查發(fā)現(xiàn)掃描床傾斜（如圖4所示），剪刀叉處軸套磨損嚴(yán)重，下方有大量金屬碎屑（如圖5所示）。由于掃描床頻繁上下患者，又頻繁升降，導(dǎo)致床體變形，進(jìn)而使緊固的螺釘也逐漸出現(xiàn)變形，軸套被壓彎，當(dāng)掃描床不再平行于地面時(shí)，在下降過程中就會(huì)提前觸碰到限位開關(guān)，掃描床未降到最低點(diǎn)便會(huì)被鎖死。

圖4 傾斜的掃描床

圖5 軸套磨損示意圖

2.2.3故障排除

軸套磨損，需要盡快更換。首先將2根長(zhǎng)木方（6 cm×8 cm×70 cm）豎直支撐在掃描床尾方向的剪刀叉附近，使掃描床保持水平（如圖6所示）。然后用專用的扭力扳手更換4個(gè)軸套（如圖7所示），在擰緊上下對(duì)稱的2個(gè)軸套時(shí)設(shè)置200 N·m的扭力，在擰緊左右對(duì)稱的2個(gè)軸套時(shí)設(shè)置130 N·m的扭力，沿順時(shí)針方向（即圖7中箭頭3的方向）用力，直到擰緊為止。軸套更換完畢，升降掃描床，噪聲和鎖死的故障均排除，設(shè)備恢復(fù)正常使用。

圖6 長(zhǎng)木方支撐床尾示意圖

圖7 更換軸套示意圖

2.2.4 小結(jié)

掃描床是CT的附屬機(jī)械部分，使用頻繁，床板容易傾斜，但肉眼不易察覺，床底部的裙簾、驅(qū)動(dòng)桿也容易發(fā)生摩擦和變形。因此，在設(shè)備使用過程中要時(shí)刻關(guān)注掃描床升降是否有噪聲，至少每個(gè)月使用水平儀檢測(cè)床體是否傾斜，床底部是否有金屬碎屑，做到盡早發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，將風(fēng)險(xiǎn)和成本降到最低。

2.3 故障三

2.3.1 故障現(xiàn)象

CT掃描中斷，機(jī)架掉電，并有對(duì)話框提示：Please press continue，按照提示點(diǎn)擊continue后，仍無(wú)法繼續(xù)掃描。

2.3.2 故障分析

CT掃描中斷涉及到所有掃描部位，進(jìn)入維修模式查看錯(cuò)誤記錄，發(fā)現(xiàn)報(bào)錯(cuò)代碼為CT_MAS_129：The FL_ROT error state changed to fatal。點(diǎn)開129的詳細(xì)信息（如圖8所示），提示機(jī)架的UMAR（旋轉(zhuǎn)部分）和UMAS（固定部分）的Fastlink（快速連接）有問題[8]。西門子CT的Fastlink在后臺(tái)有專門的測(cè)試軟件，位置在維修模式下的TestTools中的SysCommunication（系統(tǒng)通信）。該測(cè)試工具可以測(cè)試設(shè)備的各種通信狀態(tài)，包括UMAR→UMAS和UMAS→UMAR的Fastlink狀態(tài)。測(cè)試結(jié)果顯示信號(hào)檢測(cè)均為yes，表明旋轉(zhuǎn)部分和固定部分的Fastlink未檢測(cè)到問題。

圖8 代碼CT_MAS_129的詳細(xì)信息

利用ICS（主計(jì)算機(jī)）的軟件重新啟動(dòng)CT，CT正常啟動(dòng)，試掃描仍然中斷。將機(jī)柜內(nèi)的不間斷電源關(guān)機(jī)鍵重復(fù)長(zhǎng)按3次，關(guān)閉整個(gè)CT系統(tǒng)，即CT大關(guān)機(jī)，5 min后重新開啟不間斷電源，整個(gè)CT系統(tǒng)開啟，試掃描故障依舊。

根據(jù)CT_MAS_129的報(bào)錯(cuò)信息，首先要確保Fastlink接地良好，否則會(huì)導(dǎo)致信號(hào)通信有干擾，造成掃描中斷?；h(huán)外側(cè)第2個(gè)同心圓環(huán)即Fastlink的接地，如圖9所示。查看接地圓環(huán)，發(fā)現(xiàn)圓環(huán)上附著有碳粉，且有凹凸不平的點(diǎn)，用360目的砂紙輕微打磨滑環(huán)，使滑環(huán)與碳刷的接觸更直接[9]?；h(huán)打磨之后試機(jī)，故障依舊。報(bào)錯(cuò)信息中提到的Fastlink是一種射頻傳輸，傳輸介質(zhì)是固定在機(jī)架外圈的兩圈金屬箔（如圖10所示）。該金屬箔相當(dāng)于無(wú)線天線，負(fù)責(zé)旋轉(zhuǎn)部分和固定部分之間的數(shù)據(jù)通信。拆開機(jī)架查看這2圈金屬箔與固定部分Receiver（接收盒子）的間隙，用西門子專用軟尺工具插入間隙發(fā)現(xiàn)間隙變大，考慮機(jī)架軸心可能下沉，經(jīng)測(cè)量軸心下沉0.2 mm。在暫時(shí)無(wú)法調(diào)整機(jī)架軸心的情況下，需要調(diào)整金屬箔與Receiver之間的間隙，以保證旋轉(zhuǎn)部分和固定部分的通信正常。

圖9 滑環(huán)局部圖

圖10 旋轉(zhuǎn)部分和固定部分的快速連接

2.3.3 故障排除

將西門子1.2 mm的專用軟尺插入金屬箔與Receiver的間隙，手動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)架，找到最小間隙，使其控制在能夠使軟尺有摩擦地抽拉出來為宜。同時(shí)調(diào)整金屬箔與Receiver的對(duì)應(yīng)關(guān)系，使中心線對(duì)齊。經(jīng)過多次調(diào)整并試機(jī)，直到可以正常進(jìn)行各個(gè)部位的CT掃描。

2.3.4 小結(jié)

掃描中斷發(fā)生時(shí)，機(jī)架掉電，設(shè)備宕機(jī)，首先應(yīng)查看報(bào)錯(cuò)信息，根據(jù)提示找到故障點(diǎn)所在。旋轉(zhuǎn)部分和固定部分的Fastlink是一種射頻傳輸，通過無(wú)線的形式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信，因此Fastlink必須接地良好，否則會(huì)出現(xiàn)通信不暢、掃描中斷。對(duì)于接地良好掃描仍中斷的情況，考慮可能是因機(jī)架下沉、軸心偏離，導(dǎo)致旋轉(zhuǎn)部分和固定部分的Fastlink間隙變大。如果暫時(shí)無(wú)法調(diào)整機(jī)架軸心，則須調(diào)整該間隙和中心位置，調(diào)整過程需要耐心細(xì)致，才能高效、準(zhǔn)確地找到機(jī)架旋轉(zhuǎn)的最佳位置。

3 結(jié)語(yǔ)

CT設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，對(duì)工作環(huán)境、日常保養(yǎng)、維修維護(hù)要求很高，要確保CT能夠順利、正常地運(yùn)行，要求做到以下3點(diǎn)：（1）調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度和濕度在合適的范圍內(nèi)，溫度控制在18～22℃，相對(duì)濕度控制在45%～60%。（2）科室技師每天早上應(yīng)按時(shí)做開機(jī)檢查，操作過程須嚴(yán)格按照手冊(cè)執(zhí)行[10]，確保在自檢和使用過程中有任何報(bào)錯(cuò)及時(shí)記錄并報(bào)修。（3）工程師要做好設(shè)備保養(yǎng)維護(hù)工作，尤其對(duì)機(jī)械部件、易磨損部件定期進(jìn)行潤(rùn)滑保養(yǎng)[11]，保證機(jī)械運(yùn)動(dòng)的精度，降低設(shè)備故障率[12]。同時(shí)要熟練借助報(bào)錯(cuò)信息，利用測(cè)試工具查找故障點(diǎn)，不斷積累維修經(jīng)驗(yàn)，提高維修效率，為臨床做好服務(wù)。