西門子sensation CT 故障分析與維修三例

毛東月，李劍，于毅（通信作者）

青島市市立醫(yī)院 （山東青島 266011）

計(jì)算機(jī)斷層成像（computed tomography，CT）是我國(guó)目前二級(jí)及以上醫(yī)療衛(wèi)生單位使用較為廣泛的大型醫(yī)學(xué)影像設(shè)備。西門子sensation 系列CT 因其性能穩(wěn)定、操作簡(jiǎn)單、故障率低廣泛被各級(jí)醫(yī)院投入使用[1-2]。我院于2006 年購(gòu)入1 臺(tái)西門子sensation 16 CT、2008 年采購(gòu)1 臺(tái) sensation 64 CT，由于使用時(shí)間較長(zhǎng)，多部件逐漸老化，常出現(xiàn)各種故障。為了確保CT 機(jī)的使用效率，了解和掌握CT 機(jī)故障的診斷與修復(fù)重點(diǎn)至關(guān)重要[3]。本研究歸納總結(jié)我院sensation CT 典型故障3 例，現(xiàn)報(bào)道如下。

1 西門子sensation 系列 CT 的結(jié)構(gòu)與原理

1.1 西門子sensation 系列 CT 的結(jié)構(gòu)

如圖1 所示，西門子sensation CT 主要由機(jī)架、掃描床、圖像系統(tǒng)、電源分配柜、水冷系統(tǒng)等組成。其中機(jī)架分為旋轉(zhuǎn)部分和靜止部分，旋轉(zhuǎn)部分由球管、探測(cè)器、高壓發(fā)生器、UHR 準(zhǔn)直器等組成；靜止部分主要包括機(jī)架面板控制和機(jī)架旋轉(zhuǎn)傾斜控制。掃描床包括掃描床升降系統(tǒng)和掃描床水平運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)。圖像系統(tǒng)由圖像控制及后處理系統(tǒng)、圖像重建系統(tǒng)組成。電源分配柜為CT 提供電源。水冷系統(tǒng)主要由水冷機(jī)和風(fēng)力交換機(jī)組成，通過(guò)水-空氣內(nèi)外循環(huán)的方式，將機(jī)架內(nèi)球管和探測(cè)器產(chǎn)生的熱量帶走。

圖1 西門子Sensation 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

1.2 西門子sensation 系列 CT 的工作原理

380 V 交流電經(jīng)電源分配柜整流逆變?yōu)?60 V直流電，然后經(jīng)滑環(huán)供給高壓發(fā)生器。高壓發(fā)生器產(chǎn)生直流高壓加到球管兩端產(chǎn)生X 線，球管與探測(cè)器同時(shí)圍繞人體某一部位逐層掃描，然后將帶有掃描病灶信息的X 線模擬信號(hào)經(jīng)探測(cè)器轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號(hào)后經(jīng)滑環(huán)傳到圖像重建系統(tǒng)，通過(guò)圖像重建算法重建出可供診斷的三維斷層圖像[4-5]。

2 故障實(shí)例

2.1 故障一

2.1.1 故障現(xiàn)象

CT 在掃描過(guò)程中，機(jī)架突然掉電，機(jī)架面板上病床控制按鈕燈不亮，進(jìn)出床按鈕失效，無(wú)法曝光掃描，多次重啟機(jī)架，故障依舊。

2.1.2 故障分析

進(jìn)入機(jī)器后臺(tái)，查看報(bào)錯(cuò)日志，發(fā)現(xiàn)報(bào)錯(cuò)CT_PTH_3010，提示掃描床水平運(yùn)動(dòng)控制板（patient table horizontal，PTH）錯(cuò)誤，與無(wú)法進(jìn)退掃描床故障現(xiàn)象相符。Firmware（固件）是寫(xiě)入存儲(chǔ)器中的程序，它是設(shè)備內(nèi)部保存的設(shè)備“驅(qū)動(dòng)程序”，F(xiàn)irmware 文件一般保存在系統(tǒng)硬盤上。當(dāng)Firmware 寫(xiě)入閃存時(shí)其每個(gè)字節(jié)均經(jīng)確認(rèn)驗(yàn)證，一旦閃存檢測(cè)到不能識(shí)別的字節(jié)時(shí)，則會(huì)報(bào)CT_PTH_3010 錯(cuò)誤。據(jù)此分析，故障報(bào)錯(cuò)可能的原因?yàn)镻TH 板 Firmware 程序丟失或PTH 板上裝載存儲(chǔ)器的主控制板（master control board，MCB）故障。

2.1.3 故障檢修

針對(duì)PTH 板Firmware 程序丟失，可通過(guò)重新加載Firmware 解決。具體方法為：在Service →Local Service →control →Flashload 中選擇PTH，然后點(diǎn)擊go；如果MCB 板無(wú)問(wèn)題，則顯示succeed，但點(diǎn)擊go 運(yùn)行不久，程序報(bào)錯(cuò)“Setting of PTHCVA00F.FSH not succeeded”，由此判斷PTH 板上MCB 無(wú)法寫(xiě)入程序，MCB 板故障，需要更換MCB 板。拆開(kāi)床板，找到PTH 板，并更換PTH 板上的MCB 板，重新加載Firmware 程序后機(jī)架控制面板按鈕燈亮，能夠控制掃描床進(jìn)退，故障解決[6-7]。

2.2 故障二

2.2.1 故障現(xiàn)象

機(jī)架掉電，重啟機(jī)架后并報(bào)錯(cuò)“Gantry startup failed.Scanning not possible”，即機(jī)架啟動(dòng)失敗，無(wú)法掃描。

2.2.2 故障分析

進(jìn)入機(jī)器后臺(tái)，查看錯(cuò)誤日志發(fā)現(xiàn)機(jī)器多次報(bào)錯(cuò)“CT_FOC_3087 Control error FOC”，F(xiàn)OC 即“Focus Defection and Collimator Control”，F(xiàn)OC 板主要用于燈絲焦點(diǎn)檢測(cè)和準(zhǔn)直器控制。查看CT_FOC_3087 詳細(xì)描述信息，進(jìn)一步明確是超高分辨率準(zhǔn)直器（ultra high resolution，UHR）組件功能故障。UHR的狹縫對(duì)準(zhǔn)探測(cè)器，使探測(cè)器只能接收垂直入射探測(cè)器的射線，以減少散射線干擾。UHR 組件工作原理如圖2 所示。D514 FOC 板通過(guò)控制UHR 步進(jìn)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)直器狹縫寬度控制，另外D514 FOC 板上服務(wù)開(kāi)關(guān)也可以手動(dòng)控制UHR 的開(kāi)關(guān)/合。

圖2 UHR 工作原理圖

2.2.3 故障檢修

根據(jù)CT_FOC_3087 故障提示，首先檢查UHR的機(jī)械部分，判斷準(zhǔn)直器是否工作。具體方法為：將D514 FOC 板上的服務(wù)開(kāi)關(guān)S1 打開(kāi)，掰動(dòng)S3、S4 開(kāi)關(guān)，發(fā)現(xiàn)UHR 無(wú)動(dòng)作，由此推斷UHR 電機(jī)故障，故應(yīng)用萬(wàn)用表測(cè)量UHR 電機(jī)阻值為無(wú)窮大（該電機(jī)正常阻值為10 Ω 左右），證實(shí)UHR 電機(jī)故障。更換同類型電機(jī)后UHR 能夠正常運(yùn)動(dòng)，CT 無(wú)報(bào)錯(cuò)，恢復(fù)掃描，故障修復(fù)。

2.3 故障三

2.3.1 故障現(xiàn)象

掃描過(guò)程中，CT 機(jī)掉電，且無(wú)法開(kāi)機(jī)上電。進(jìn)入設(shè)備間，聞到燒焦糊味，且發(fā)現(xiàn)配電箱工作指示燈滅。

2.3.2 故障分析

CT 無(wú)法開(kāi)機(jī)上電，不能進(jìn)入機(jī)器后臺(tái)查找報(bào)錯(cuò)記錄，只能根據(jù)故障現(xiàn)象分析判斷故障原因。配電箱工作指示燈滅說(shuō)明配電箱無(wú)輸入電壓，用萬(wàn)用表交流電壓擋測(cè)量配電箱輸出端電壓，顯示無(wú)輸出電壓，測(cè)量輸入端間相電壓400 V，由此判斷配電箱熔斷器壞；斷閘后，用萬(wàn)用表歐姆擋測(cè)量三相輸入端熔斷器電阻，發(fā)現(xiàn)有一相電熔斷器開(kāi)路。該100 A 熔斷器斷路結(jié)合設(shè)備間聞到的燒焦糊味，說(shuō)明CT 內(nèi)部有短路，產(chǎn)生大電流燒壞熔斷器。

2.3.3 故障檢修

進(jìn)入設(shè)備間，打開(kāi)PDS，發(fā)現(xiàn)PDS 上F100 有一熔斷器指示燈顯示黃色，說(shuō)明該F100 熔斷器燒斷，進(jìn)一步明確短路發(fā)生在F100 熔斷器的后級(jí)電路。該后級(jí)電路如圖3 所示，醫(yī)院配電箱輸出的三相交流電經(jīng)F100 80A 熔斷器、直流電源模塊整流濾波后變成560 V 直流電輸送給滑環(huán)。檢查直流電源模塊，用萬(wàn)用表測(cè)量直流電源模塊上可控硅整流器，發(fā)現(xiàn)該整流器短路，進(jìn)而會(huì)產(chǎn)生大電流，燒壞PDS 中F100 熔斷器和配電箱熔斷器。更換同型整流器和熔斷器后，通電開(kāi)機(jī)正常，故障修復(fù)。

圖3 直流電源原理圖

3 總結(jié)

故障一通過(guò)故障代碼判斷故障點(diǎn)是PTH 板上的MCB 板，僅需更換MCB 板即可；故障二通過(guò)報(bào)錯(cuò)代碼提示是UHR 的電機(jī)故障，更換UHR 電機(jī)比更換整個(gè)UHR 能節(jié)省較多費(fèi)用；故障三，雖然無(wú)法查看故障代碼，但通過(guò)其他設(shè)備開(kāi)機(jī)燒保險(xiǎn)的維修經(jīng)驗(yàn)，判斷CT 內(nèi)部有短路，確定CT 直流電源部分可控硅整流器短路。

CT 是一種結(jié)構(gòu)復(fù)雜、設(shè)計(jì)精密、溫濕度要求高的大型放射設(shè)備，其日常維護(hù)和保養(yǎng)十分重要，具體內(nèi)容如下[8-10]：（1）保持CT 設(shè)備的無(wú)塵環(huán)境，定期擦拭、吸塵和更換過(guò)濾網(wǎng)；（2）控制操作間和掃描間在合適的溫濕度范圍，溫度為20～25℃，濕度為40%～60%；（3）每天使用前預(yù)熱并重啟1 次CT 計(jì)算機(jī)，定期進(jìn)行空氣校正；（4）定期檢查和清理滑環(huán)和刷子，及時(shí)更換磨損到標(biāo)記線的碳刷。另外，應(yīng)在掌握CT 結(jié)構(gòu)及工作原理的基礎(chǔ)上，熟練使用CT 自帶的故障診斷軟件，根據(jù)故障代碼及含義判斷故障原因，提高維修效率。

綜上所述，養(yǎng)成良好的CT 設(shè)備使用習(xí)慣，保持CT 機(jī)房潔凈環(huán)境和適宜的溫濕度，日常做好維護(hù)和保養(yǎng)工作，才能減少CT 故障的發(fā)生，延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命。