佳能Aquilion One CT 掃描床故障維修

陶亞飛

（聯(lián)勤保障部隊(duì)第980 醫(yī)院放射診斷科，石家莊 050082）

0 引言

佳能Aquilion One CT 具有業(yè)界最薄0.5 mm 物理探測器，采用動(dòng)態(tài)容積掃描模式，一次掃描即可實(shí)現(xiàn)Z軸160 mm 的數(shù)據(jù)采集[1]，最快只需要掃描一圈即可完成心臟形態(tài)檢查，尤其適用于兒童和危重癥患者[2]。該設(shè)備應(yīng)用三維自適應(yīng)迭代劑量降低（adaptive iterative dose reduction 3D，AIDR 3D）重建算法[3]，可以用超低劑量完成全身各臟器全器官各向同性和各相同性的掃描和成像，實(shí)現(xiàn)了CT 從常規(guī)形態(tài)學(xué)檢查到功能性成像的飛躍[4]，對設(shè)備維修人員也提出了更高層次的要求。本文介紹3 例佳能Aquilion One CT掃描床的故障及維修方法，以供同行參考。

1 故障一

1.1 故障現(xiàn)象

掃描床垂直方向不能快速升降，水平進(jìn)出及機(jī)架傾斜角度均正常。機(jī)架操作面板高度顯示為“——”，主操作臺計(jì)算機(jī)顯示灰色警告框“Couch vertical movement is abnormal. Although couch vertical movement is possible at low speed. Cannot control couch vertical movement from console”。主操作臺計(jì)算機(jī)顯示掃描床高度為-999 mm，不能對掃描床的高度進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。

1.2 故障分析及排除

斷電重啟機(jī)架后故障依舊，根據(jù)提示信息，高度懷疑掃描床高度傳感器或升降運(yùn)動(dòng)部分故障。本著先易后難、循序漸進(jìn)的維修原則，首先排查高度傳感器。掃描床底座床頭端有1 個(gè)繞組編碼器，與床板通過鋼絲連接，組合成高度傳感器（如圖1 所示）。當(dāng)床做升降運(yùn)動(dòng)時(shí)，繞組阻值隨之發(fā)生變化，形成對應(yīng)的高度編碼輸出到主操作臺計(jì)算機(jī)。將床圍脫開進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)編碼器鋼絲已與床板固定處脫離，全部鋼絲均已卷入編碼器。參考佳能Aquilion 16 掃描床的相關(guān)維修經(jīng)驗(yàn)[5]，此編碼器內(nèi)有發(fā)條彈簧。嘗試手動(dòng)旋轉(zhuǎn)編碼器無彈性回收力，將其打開后發(fā)現(xiàn)發(fā)條彈簧固定端已脫落。將彈簧固定端復(fù)位，并將編碼器向發(fā)條旋緊方向轉(zhuǎn)動(dòng)，差兩圈達(dá)到緊繃極限時(shí)緩慢松手，鋼絲自動(dòng)纏繞在編碼器上。將編碼器裝回原位，拉出鋼絲并固定在床板處，掃描床高度傳感器物理連接完成。

圖1 掃描床高度傳感器示意圖

機(jī)架操作面板高度顯示“——”一般為超出傳感器量程范圍，CT 進(jìn)入功能受限模式。編碼器內(nèi)置多圈電位器，電位器阻值與床高度并無絕對對應(yīng)關(guān)系，掃描床在極限位置時(shí)，電位器阻值不超限即可正常使用。按照維修手冊，尋找高度參考零點(diǎn)位置，并在機(jī)架-掃描床序列控制板GTSA2 上確定參考零點(diǎn)。

打開機(jī)架左下側(cè)蓋板（由掃描床向機(jī)架方向觀測）可見GTSA2，將其DSW13-1 撥動(dòng)至ON，復(fù)位GTSA2，系統(tǒng)啟動(dòng)后進(jìn)入“Height adjustment reference point mode”（調(diào)整高度參考點(diǎn)模式），掃描床高度有數(shù)值顯示。因在維修過程中手動(dòng)旋轉(zhuǎn)了編碼器，顯示數(shù)值并非真正當(dāng)前床所在高度。使用機(jī)架操作面板控制床板伸入機(jī)架孔內(nèi)后，執(zhí)行下降動(dòng)作（此時(shí)掃描床仍處于低速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)），因床板下端有零點(diǎn)高度限位光耦，床下降至此自動(dòng)停止，操作面板高度顯示歸零，參考零點(diǎn)尋址結(jié)束。將DSW 13-1 撥回OFF 并復(fù)位GTAS2，面板及主操作臺計(jì)算機(jī)高度數(shù)值正確顯示，掃描床快速升降功能恢復(fù)正常。試機(jī)發(fā)現(xiàn)掃描床升降過程中鋼絲與床圍前端某變形處產(chǎn)生摩擦，將變形部分復(fù)位，故障排除。

1.3 小結(jié)

此故障可能為掃描床長期頻繁升降，鋼絲與床圍變形處反復(fù)摩擦致其松動(dòng)脫落，編碼器發(fā)條彈簧泄力回縮導(dǎo)致高度編碼超出量程范圍，輸出信號異常，設(shè)備自動(dòng)進(jìn)入功能受限模式進(jìn)行保護(hù)。因此，維修人員在日常檢修中應(yīng)密切觀察設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，注意有無異響，尤其是掃描床等存在機(jī)械運(yùn)動(dòng)且易發(fā)生磨損的部件，發(fā)現(xiàn)隱患及時(shí)排除，以避免設(shè)備故障擴(kuò)大而造成重大損失。

2 故障二

2.1 故障現(xiàn)象

掃描床不能運(yùn)動(dòng)。主操作臺計(jì)算機(jī)無任何錯(cuò)誤提示，通過其遠(yuǎn)程操作掃描床，掃描床仍然不能運(yùn)動(dòng)。

2.2 故障分析及排除

分別使用機(jī)架操作面板、腳踏開關(guān)、主操作臺遠(yuǎn)程控制進(jìn)行操作，故障依舊，排除各命令發(fā)出終端故障。在操作過程中機(jī)架面板上的掃描床水平垂直位置數(shù)值不變但持續(xù)閃爍，證明操作信號正常發(fā)出，床位信號反饋功能亦正常。故障范圍縮小到機(jī)架至掃描床信號控制及運(yùn)動(dòng)部分。斷電并重啟機(jī)架，故障依舊，懷疑誤觸緊急制動(dòng)開關(guān)。從操作臺處按正常程序關(guān)機(jī)，整體斷電再開機(jī)，故障依舊。

掃描床運(yùn)動(dòng)控制信號由機(jī)架左下角（由掃描床向機(jī)架方向觀測）的GTSA2 直接輸出。GTSA2 上有多個(gè)熔斷器對其各功能模塊進(jìn)行保護(hù)，所有熔斷器均完好，電路板上的狀態(tài)指示燈無明顯異常。按照理論分析向下排查掃描床，通過床尾觀測窗發(fā)現(xiàn)掃描床進(jìn)出驅(qū)動(dòng)部分Slide Servo LED 指示燈不亮。拆開床尾底蓋，測量床板進(jìn)出伺服放大器Slide Servo 無電源輸入。Slide Servo 與U/D Servo（掃描床升降伺服）電源均由CNN1 13、14、15 腳輸入，并向后經(jīng)空氣回路保護(hù)開關(guān)CP51（7 A）與熔斷器LF5（10 A）進(jìn)入Slide Servo，再經(jīng)CP52（5 A）進(jìn)入U(xiǎn)/D Servo。

檢測CNN1 有AC 380 V，但Slide Servo 與U/D Servo 均無電源輸入，則應(yīng)為CP51 或LF5 故障。檢查發(fā)現(xiàn)CP51開關(guān)撥在OFF 擋。當(dāng)負(fù)載電路發(fā)生短路或線路中負(fù)載電流超過安全限值時(shí)，CP51 立即保護(hù)性斷開。因此，CP51 跳閘后不能隨意復(fù)位。測量空氣開關(guān)后端電路輸入阻抗在正常范圍，確認(rèn)負(fù)載無短路后，將機(jī)架斷電，CP51 撥至ON 擋。機(jī)架通電后Slide Servo 與U/D Servo 均正常得電，掃描床運(yùn)動(dòng)恢復(fù)正常，故障排除。

2.3 小結(jié)

通過此次維修得知，CP51 為掃描床整體運(yùn)動(dòng)保護(hù)開關(guān)，LF5 為床運(yùn)動(dòng)過載熔斷器，CP52 為檢查床升降運(yùn)動(dòng)保護(hù)開關(guān)。若再遇類似故障，可先檢查以上關(guān)鍵保護(hù)部件的狀態(tài)。

分析此次故障發(fā)生原因，可能為掃描床運(yùn)動(dòng)伺服放大器或電動(dòng)機(jī)等元器件老化，回路電流過大導(dǎo)致過載保護(hù)[6]，也可能為操作人員或患者家屬無意間誤觸CP51。如圖2 所示，此開關(guān)部分暴露在掃描床底座處，且朝向外側(cè)，有一定的誤觸概率。后期維修人員加做一硬質(zhì)蓋板將其保護(hù)，此類故障未再發(fā)生。

圖2 CP51 位置示意圖（朝向底座外側(cè)）

3 故障三

3.1 故障現(xiàn)象

掃描床垂直方向運(yùn)動(dòng)正常，水平方向不能進(jìn)出。主操作臺計(jì)算機(jī)無報(bào)錯(cuò)顯示。

3.2 故障分析及排除

機(jī)架斷電重啟，掃描床水平方向恢復(fù)進(jìn)出，在運(yùn)動(dòng)過程中故障再次出現(xiàn)。機(jī)架斷電10 min，開機(jī)恢復(fù)正常工作，20 min 后故障重現(xiàn)。反復(fù)試機(jī)，故障有頻繁發(fā)生趨勢。根據(jù)故障現(xiàn)象及故障二維修經(jīng)驗(yàn)分析，掃描床水平運(yùn)動(dòng)部分硬件故障可能性較大。

打開床尾蓋板，可見掃描床Slide Servo Amplifier（滑動(dòng)伺服放大器），其內(nèi)置2 個(gè)LED 指示燈，正常狀態(tài)下指示燈為綠色，此時(shí)橙色、紅色交替閃爍。LED指示燈除有警告功能外，還可作為代碼指示。其中橙色燈代表十位，紅色燈代表個(gè)位。觀察橙色燈間隔1 s連續(xù)閃爍4 次后，紅色燈間隔0.5 s 連續(xù)閃爍9 次，間隔2 s 后反復(fù)循環(huán)，可知此故障代碼為49。查找手冊，Alarm Code 49 對應(yīng)故障為“Encoder CS signal error”，其詳細(xì)描述為“Servo error:Encoder CS signal abnormality protection(alarm 49) (a)The slide servo amplifier is defective and must be replaced”。

故障代碼指示編碼器順時(shí)針信號異常保護(hù)，提示故障部件為Slide Servo Amplifier。將水平運(yùn)動(dòng)部分拆解分析：電動(dòng)機(jī)為主要負(fù)載部分，直接負(fù)重驅(qū)動(dòng)床板水平運(yùn)動(dòng)；編碼器為電動(dòng)機(jī)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)信號的編碼者及發(fā)送者，控制部分將電動(dòng)機(jī)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的反饋信號與控制信號實(shí)時(shí)進(jìn)行比對，發(fā)現(xiàn)異常立即中斷運(yùn)動(dòng)進(jìn)行保護(hù)；Slide Servo Amplifier 也可直接影響電動(dòng)機(jī)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，從而導(dǎo)致編碼器編碼信號的異常改變。從理論上分析，三者均有可能導(dǎo)致此次故障的發(fā)生[7]。結(jié)合日常維修經(jīng)驗(yàn)，機(jī)械部分因長久使用磨損較大，精確度下降，故障的可能性最高，且電動(dòng)機(jī)一般為通用零配件，相對其他醫(yī)療配件價(jià)格較低，市場較易購得，首選更換電動(dòng)機(jī)。購買同型號電動(dòng)機(jī)更換后，未再出現(xiàn)停機(jī)現(xiàn)象，故障排除。

3.3 小結(jié)

經(jīng)過此次維修經(jīng)歷，維修人員更加全面深刻地了解了Aquilion One CT 掃描床的水平運(yùn)動(dòng)及信號發(fā)生反饋機(jī)制。只有明確了設(shè)備的設(shè)計(jì)及工作原理，才能快速精準(zhǔn)地查找出故障點(diǎn)。設(shè)備故障代碼可以為維修提供一定的思路及方向，但不同場地設(shè)備情況不同，具體故障仍需具體分析。同等條件下，應(yīng)優(yōu)先考慮機(jī)械部分故障，其次考慮大功率驅(qū)動(dòng)部分故障，最后考慮信號部分故障。應(yīng)結(jié)合所需零配件的通用程度及采購的難易程度綜合考慮，從而制訂最有利的維修方案。

4 結(jié)語

掃描床在CT 設(shè)備中屬于輔助裝置，但它的作用卻不可忽視：快速垂直升降使患者接受檢查更加方便快捷；水平方向的快速進(jìn)出配合機(jī)架的高速旋轉(zhuǎn)，使大螺距高速掃描成為可能；精準(zhǔn)的位移控制使微小病灶的定位更加精確。CT 掃描床的垂直升降、水平進(jìn)出動(dòng)作的控制主要依賴于各自的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)[8]，因此其故障通常集中在電動(dòng)機(jī)、驅(qū)動(dòng)板、編碼器、保護(hù)電路等部位[9]。維修人員應(yīng)扎實(shí)理論基礎(chǔ)，在工作中經(jīng)常性地回顧、分析、總結(jié)，不斷積累經(jīng)驗(yàn)，才能真正做到融會貫通，從而精準(zhǔn)高效地排除故障，保證CT設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行[10]。