黃加順，陳陽(yáng)君，陳 浩，陳永生，張小龍

NL3000移動(dòng)式CT球管管電流偏低故障分析與檢修

黃加順，陳陽(yáng)君，陳 浩，陳永生，張小龍

0 引言

NL3000 CT是一款能夠推到床旁進(jìn)行檢查掃描的多排螺旋CT，其球管單元由高壓脈沖變壓器、燈絲變壓器、倍壓整流電路、管電壓、管電流檢測(cè)電路及球管組成[1]，是NL3000 CT的核心單元。本文分析了NL3000移動(dòng)式CT球管管電流偏低的故障現(xiàn)象，并介紹了故障的排除過(guò)程。

1 故障現(xiàn)象

NL3000 CT開(kāi)機(jī)自檢正常，機(jī)器在高管電流值掃描過(guò)程中經(jīng)常突然不能曝光，機(jī)架仍能完成移動(dòng)程序但停止旋轉(zhuǎn)。CT工作站報(bào)錯(cuò)“Scan Failed.Error Code：.XRAY LOW MA FAULT.Check for Estop activation.”，檢查緊急停止開(kāi)關(guān)正常，將曝光條件管電流值降低后機(jī)器能完成正常掃描[2]。

2 故障分析與檢修

本機(jī)工作時(shí)電壓有80、100、120、140 kV 4擋，電流有1～7 mA共7擋。首先在不同曝光條件下試機(jī)，當(dāng)曝光條件管電流值設(shè)置為7 mA時(shí)，掃描過(guò)程都會(huì)報(bào)錯(cuò)；管電壓值不變，管電流值改為5或6 mA時(shí)，偶爾能完成正常掃描；將管電流值設(shè)置為5 mA以下時(shí)，均能完成正常掃描。根據(jù)報(bào)錯(cuò)內(nèi)容XRAY LOW MA FAULT，進(jìn)入維修模式，在燈絲校正程序中調(diào)低燈絲電流后試機(jī)，在管電流值為7 mA時(shí)能完成正常掃描，但CT圖像質(zhì)量下降，無(wú)法滿足臨床診斷要求；調(diào)高燈絲電流后試機(jī)，只有管電流值低于4 mA時(shí)方能完成掃描。故障時(shí)測(cè)量球管輸入電壓360 V，正常，球管上的指示燈UF、UC亮紅燈（正常為綠燈），其中UF表示機(jī)器有故障，UC表示電流偏低。綜合分析此球管故障應(yīng)為管電流偏低，可能原因?yàn)榍蚬芄苄菊婵斩炔涣蓟蚋邏寒惓?。由于在球管管芯真空度不良情況下使用小電流條件掃描也可能導(dǎo)致掃描失敗，但經(jīng)過(guò)多次試機(jī)，機(jī)器在小電流條件掃描均能正常完成掃描程序。故判斷故障應(yīng)為高壓異常導(dǎo)致管電流分流造成的，當(dāng)管電流反饋值與設(shè)定值超出一定范圍時(shí)[3]，機(jī)器發(fā)出報(bào)錯(cuò)信號(hào)。拆開(kāi)球管單元，用兆歐表測(cè)量發(fā)現(xiàn)燈絲變壓器次級(jí)匝間局部短路，導(dǎo)致加在燈絲兩端的電壓低于預(yù)設(shè)值。此變壓器國(guó)內(nèi)沒(méi)地方購(gòu)買，需跟廠家訂購(gòu)球管更換。

3 球管更換過(guò)程

（1）按正常的程序關(guān)閉設(shè)備。

（2）拆下外殼，確定滑環(huán)上的電壓為零后拆卸球管的高壓線、數(shù)據(jù)線以及探測(cè)器信號(hào)線。

（3）將球管旋轉(zhuǎn)至6點(diǎn)鐘方向，旋緊固定插銷，防止球管拆下時(shí)機(jī)架失去平衡。球管的位置旋轉(zhuǎn)至12點(diǎn)鐘方向時(shí)不方便安裝新球管。固定插銷位于滑環(huán)側(cè)的頂部，如圖1所示。

（4）去除固定球管及其固定架的4顆螺釘（不可將球管和固定架分開(kāi)），將球管及支架從機(jī)架上卸下。

（5）用螺釘將特制的鐵板固定在球管的固定架上（如圖2所示），然后卸下球管上的固定架，將整個(gè)固定架移至新的球管上固定后移除特制的鐵板。

（6）拆卸舊球管上的準(zhǔn)直器安裝到新球管上，將整個(gè)新球管及其固定支架安裝到機(jī)架上固定，松開(kāi)機(jī)架的固定插銷。

圖1 固定插銷的位置示意圖

圖2 鐵板在支架的位置示意圖

（7）訓(xùn)練球管。

①開(kāi)機(jī)進(jìn)入維修模式，在Acquisition界面上點(diǎn)擊“Prepare Protocol”，選擇“Air/Offset/Raw/Pin”選項(xiàng)，如圖3所示。

圖3 Air/Offset/Raw/Pin選項(xiàng)界面

②在Raw方框中將 kV設(shè)成 80、mA設(shè)成 4、Filament設(shè)成 2.3、Speed設(shè)成0、Duration設(shè)成4，點(diǎn)擊“Collect Raw”“Start Scan”進(jìn)行掃描曝光，在此參數(shù)下完成3次掃描后按kV值從小到大逐級(jí)曝光，每更改一次參數(shù)連續(xù)掃描曝光3次。當(dāng)kV值調(diào)至最大完成3次曝光后，mA值更改為7，其他參數(shù)不變，kV值由小到大逐級(jí)曝光3次。

（8）燈絲校正。

①在Air/Offset/Raw/Pin選項(xiàng)界面中設(shè)置參數(shù)kV=140、mA=7、Speed=0、Duration=4、Filament在2.6左右，點(diǎn)擊“Collect Raw”“Start Scan”進(jìn)行掃描曝光，掃描完成后在Acquisition界面點(diǎn)擊“Get Raw”進(jìn)行命名，存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。然后選擇Analysis界面點(diǎn)擊“Load Raw Data”打開(kāi)存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)，在下拉框中選擇參考探測(cè)器Reference Detector，在工作站上顯示出管電流與燈絲電流的曲線圖，如圖4所示。

圖4 管電流與燈絲電流的曲線圖

②在波形圖的陡坡低點(diǎn)處按住鼠標(biāo)左鍵拉開(kāi)將此處的波形放大，觀察低點(diǎn)處橫坐標(biāo)（燈絲電流）的數(shù)值是否在70～150之內(nèi)，若沒(méi)有在此范圍內(nèi)，調(diào)整Filament值重復(fù)步驟①直至低點(diǎn)數(shù)值在70～150內(nèi)，記錄此時(shí)Filament的數(shù)值。

③將步驟①中的mA值改為4，調(diào)整Filament數(shù)值，重復(fù)步驟①、②，直至波形的低點(diǎn)數(shù)值也在70～150之內(nèi)，記錄相應(yīng)的Filament數(shù)值。

④在校正窗口Calibration中點(diǎn)擊“Get Calibration”更改燈絲電流參數(shù)，將記錄的2個(gè)Filament分別輸入在Filament 7500和Filament 3750下方的窗口（mA=4時(shí)記錄的Filament輸在Filament 3750下方窗口），然后點(diǎn)擊“Updata Calibration”完成燈絲電流校正。

（9）球管與探測(cè)器對(duì)準(zhǔn)。

①在Air/Offset/Raw/Pin選項(xiàng)界面中設(shè)置參數(shù)kV=120、mA=4、Filament=0、Speed=30、Duration=2后點(diǎn)擊“Collect Raw、Start Scan”進(jìn)行掃描曝光，掃描完成后在Acquisition界面點(diǎn)擊“Get Raw”進(jìn)行命名，存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。然后選擇Analysis界面點(diǎn)擊“LoadRawData”打開(kāi)存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)，選擇Advanced窗口，在Select Row方框中輸入0～7后點(diǎn)擊“Mean”選項(xiàng)，即會(huì)顯示出此次曝光探測(cè)器接收到信號(hào)的波形圖。如果探測(cè)器每個(gè)通道均能較好地接收到X線，則顯示的波形圖基本位于同一水平且比較密集，如圖5所示。若在波形圖中出現(xiàn)個(gè)別曲線不位于同一水平上或者波形的尖端靠近通道間隙不位于通道中央，則需要通過(guò)調(diào)整準(zhǔn)直器上的6顆螺釘來(lái)調(diào)整準(zhǔn)直器的位置，直至波形顯示正常。

圖5 探測(cè)器通道接收信號(hào)圖

②裝上機(jī)架后殼，將球管選擇至6點(diǎn)鐘方向，將一曝光膠片放在機(jī)架后殼上并平行地遮住準(zhǔn)直器，將掃描參數(shù)設(shè)為kV=80、mA=4、Filament=0、Speed= 0、Duration=2進(jìn)行掃描曝光；然后保持曝光膠片不動(dòng)，將球管位置旋轉(zhuǎn)至12點(diǎn)鐘方向，將曝光參數(shù)Duration改為6，其余不變進(jìn)行掃描曝光，在膠片上就會(huì)顯示出兩暗一明的相間條紋。查看亮條紋是否位于2條暗條紋中央、是否與2條暗條紋互相平行，若沒(méi)有，則需重新調(diào)整準(zhǔn)直器的位置直至亮條紋位于兩暗條紋中央且互相平行。

③當(dāng)步驟②完成后，需重復(fù)一次步驟①，觀察探測(cè)器的所有通道是否都能完整檢測(cè)到球管信號(hào)，若存在個(gè)別通道未能檢測(cè)到信號(hào)，則需要松開(kāi)固定球管的螺釘，微調(diào)球管位置后固定球管。然后再重復(fù)進(jìn)行①、②2個(gè)步驟，直至①、②2個(gè)步驟都能達(dá)到要求。

（10）空氣校正。在Air/Offset/Raw/Pin界面的Air/ Offset輸入?yún)?shù)Type=NECT、kV=140、Speed=30后點(diǎn)擊“Perform Air”完成空氣校正。

（11）探測(cè)器中心對(duì)準(zhǔn)。將特制泡沫和透明棒放在掃描機(jī)架上，如圖6所示，在Air/Offset/Raw/Pin界面中點(diǎn)擊“Perform Pin”后開(kāi)始掃描曝光，掃描結(jié)束后查看中心點(diǎn)的值是否在185.20～185.30之間。如果低于185.20，則需松開(kāi)球管將其平行往右微調(diào)，若高于185.30，則往左微調(diào)。

圖6 透明棒的安裝位置示意圖

（12）圖像質(zhì)量校正。將水膜和泡沫放置在機(jī)架內(nèi)，在工具菜單內(nèi)點(diǎn)擊“QA Wizard”，工作上就會(huì)顯示質(zhì)量保證（quality assurance，QA）窗口，點(diǎn)擊準(zhǔn)備，掃描后進(jìn)行圖像質(zhì)量曝光，掃描完成后將會(huì)跳出掃描結(jié)果框，如圖7所示。當(dāng)所有的項(xiàng)目都通過(guò)后，則說(shuō)明圖像質(zhì)量校正成功。校正成功后將機(jī)器前后蓋鎖上，機(jī)器能夠正常使用。

圖7 圖像質(zhì)量校正掃描結(jié)果示意圖

4 小結(jié)

上述故障是由于球管內(nèi)部高壓變壓器局部短路導(dǎo)致燈絲電壓異常，出現(xiàn)電流過(guò)低現(xiàn)象。由于CT的高壓系統(tǒng)和球管緊密相關(guān)，所以需要工程技術(shù)人員對(duì)CT球管結(jié)構(gòu)有一個(gè)完整的了解，然后借助測(cè)試儀器和檢查程序進(jìn)行分析，這樣才能準(zhǔn)確快速地找出故障。

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[3]田躍忠.東芝螺旋CT機(jī)球管故障維修與體會(huì)[J].醫(yī)療裝備，2011，24（8）：54.

（收稿：2014-07-13 修回：2014-11-16）

3.5 合成標(biāo)準(zhǔn)不確定

以上不確定度分量不相關(guān)，則

3.6 擴(kuò)展不確定度

擴(kuò)展不確定度為

4 結(jié)論

從上面的實(shí)例可以看出，測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)的不確定度通?？勺鳛闄z定或校準(zhǔn)結(jié)果的測(cè)量不確定度的一個(gè)分量，評(píng)定時(shí)突出測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)本身的計(jì)量特性，應(yīng)盡可能地超然于實(shí)際的被校/檢設(shè)備和檢定/校準(zhǔn)方法。重復(fù)性評(píng)估時(shí)，實(shí)驗(yàn)對(duì)象選擇性能穩(wěn)定、重復(fù)性好、分辨力高的測(cè)量設(shè)備或被測(cè)件，用平均值的標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)偏差作為A類不確定分量。而檢定或校準(zhǔn)結(jié)果的測(cè)量不確定度的評(píng)定應(yīng)基于一款典型的被檢/校對(duì)象和實(shí)際的檢定/校準(zhǔn)方法。重復(fù)性評(píng)估時(shí)，選擇典型的被檢/校對(duì)象，以單次測(cè)量結(jié)果的實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差的為實(shí)際檢定或校準(zhǔn)時(shí)的測(cè)量次數(shù)）作為A類不確定分量。

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（收稿：2014-10-06 修回：2015-01-10）

R318.6；TH774

B

1003-8868（2015）06-0149-03

10.7687/J.ISSN1003-8868.2015.06.149

363000福建漳州，解放軍175醫(yī)院，廈門大學(xué)附屬東南醫(yī)院醫(yī)學(xué)工程科（黃加順，陳陽(yáng)君，陳 浩，陳永生，張小龍）