西門子ECAM SPECT維修2例

潘穎 王健

(南通市第一人民醫院核醫學科 江蘇南通 226000)

西門子ECAM SPECT維修2例

潘穎 王健

(南通市第一人民醫院核醫學科 江蘇南通 226000)

本文介紹了西門子ECAM SPECT的工作原理,維護保養方法及常見故障的分析排除。

SPECT 熱敏電阻 機械故障 校正

單光子發射型計算機斷層儀(SPECT)檢查的原理是把標記在不同載體上的放射性同位素注射入人體內,放射性同位素通過人體的新陳代謝被帶到全身。因載體的不同,不同組織對核素的吸收和分布是不同的。單光子發射型計算機斷層儀(SPECT)的作用就是探測從人體內發射出來的射線,經探頭電路和計算機的處理,形成核素在人體內的分布圖像。醫生通過核素的分布情況,做出診斷。

SPECT的核心部分是探頭。探頭由以下幾部分組成:碘化鈉晶體,光導,光電倍增管,探頭電路,采集計算機和處理計算機。由于人體內的射線是360°全方位發射的,要得到可分辨的清晰的圖像,探頭前面還必須加上準直器。只有與準直器孔徑方向一致的射線才能通過準直器,打到碘化鈉晶體上面。射線打到鉈激活的碘化鈉晶體上后,射線能量會被晶體吸收,而晶體被激活后會發出熒光。晶體發出的熒光被其后的光電倍增管接受,通過光電效應,熒光被轉換為光電倍增管內的光電子。這些光電子的數量很少,還無法形成有效的電信號。而光電倍增管的另一個作用,就是通過多極放大,把數量不多的光電子逐級放大,光電子數目不斷增加,最后形成可用的電信號。從光電倍增管輸出的模擬信號的大小正比于示蹤核素能量。光電倍增管的電信號再經探頭電路,形成能量信號E,位置信號X和Y。能量和位置信號經過采集計算機的一系列處理,形成了二維的圖像數據,這些數據被送到處理計算機后,可被進一步處理,形成三維斷層圖像。

綜上所述,探頭是SPECT的核心部分。圖像的質量和穩定性基本上是由探頭決定的。而穩定的溫濕度環境和良好的維護保養,對探頭的穩定性和可靠性是至關重要的。探頭的最重要部件是晶體。晶體是一個面積大(54cm×39cm),厚度小(0.95cm)的類似于玻璃的物體。溫度的急劇變化會使晶體裂解,儀器對溫度的要求是每小時溫差不得大于4.4°。濕度過大則會使晶體潮解,在圖像上產生亮暗斑點或不規則偽影,使圖像質量大幅下降,甚至無法使用。因此機房要保持恒溫干燥。當然,探頭表面嚴禁外力敲打碰撞,這些都會造成晶體裂解損壞。而晶體是無法單獨更換的,晶體損壞或潮解,就只能更換整個探頭,費用是非常昂貴的。探頭的另一個要求是24h通電。這是因為探頭的內部溫度對圖像質量是有影響的。而探頭在長時間斷電以后,需要較長時間重新達到溫度平衡和穩定(要求4h)。因此,為了得到最佳的圖像,而又避免長時間的等待,建議保持探頭24h通電。另外,持續通電也能保持光電倍增管的穩定狀態。此外電壓的變化對光電倍增管有很大影響,因此要配備穩壓電源使電壓保持穩定。

良好的維護和保養會大大減少儀器的故障率。現將我院西門子ECAM在使用期間的2次維修過程介紹如下。

1 儀器無圖像信號

注射了放射性藥物的病人置于探頭視野中,但顯示計數為零,且本底信號也沒有。關機后重新開機,顯示Camera power up diagnostics fail,提示探頭開機診斷故障。因為錯誤信息提示探頭問題,首先檢查探頭部分。而第一個檢查對象當然為探頭電源。因為如果電源部分有問題,探頭是無法正常工作的。比較幸運的是,打開探頭蓋子后檢查發現,果然探頭電源出現故障,沒有任何輸出電壓。進一步檢查發現,探頭電源上的保險絲已熔斷。一般保險絲熔斷說明電路主回路中有比較嚴重的短路存在。經檢查電路板上的功率型NTC(負溫度系數熱敏電阻)擊穿,呈現明顯的燒糊狀。這里NTC元件在探測器的電源中起到瞬間限流保護作用。220V交流電首先通過橋式整流變成脈動直流,送至脈寬調制器(PWM)中,再產生探頭所需的各路輸出電壓。由于濾波電容C上的電壓不能突變,開機瞬間容抗趨于零,故瞬間充電電流(浪涌電流)很大,容易對器件造成損壞。此時電路中的NTC就發揮作用了。因為剛啟動電源時NTC阻值較高,瞬間限流效果很好,但伴隨著電流通過發出的熱量,其阻值迅速減少,所以在電源回路中使用功率型NTC熱敏電阻,是抑制開機浪涌電流保護電子設備免遭破壞的最為簡便而有效的措施。

NTC熱敏電阻擊穿一般不會熔斷保險絲,所以應該還有其他部分的短路存在。進一步檢查發現整流橋也被擊穿了。更換整流橋及熱敏電阻,再仔細檢查沒有發現其他元器件問題。重新開機后,探頭電源恢復正常,故障排除。

2 機械故障

ECAM(單探頭)的機械運動有五個不同的運動軸:機架旋轉,探頭進出,前,后掃描床的升降以及前床的進出。這五個運動軸的控制原理都是一樣的。它們有共同的運動主控板(MECP,PMAC)和運動電壓板(VBUS)。除了機架旋轉驅動板有更大的功率外,其他運動軸的驅動板都是相同的。具體的運動部分都由馬達,編碼器,電位器和零位開關組成。馬達的速度控制由編碼器信號控制。根據單位時間內收到的編碼器脈沖數目,控制器可以知道運動速度的快慢,并相應做出調整。

運動軸的位置信號由編碼器和電位器共同提供。編碼器有更高的精度和可靠性,但普通編碼器有個很大的缺點:普通編碼器只能提供相對位置信息,即從零位開關起始的脈沖計數值。這個脈沖計數值在關機以后就會丟失。重新開機后,編碼器必須先找到零位開關,才能開始計數。每次開機后,都需要進行Home操作,這個操作的目的就是要找到零位開關,這樣編碼器才能開始工作。但問題是,重新開機后,單靠編碼器是無法確定應該往哪個方向運動才能找到零位開關。

電位器雖然精度和可靠性較差,但電位器能完全彌補普通編碼器的缺點。電位器提供的是絕對位置信息,它只和運動軸的機械位置有關,而不會隨著開機,關機而丟失。那么兩個位置信號會不會造成控制混亂呢？ECAM不僅沒有這個問題,而且利用這兩個信號相互檢查,而多了一道安全控制。這是通過運動軸的校準(Calibration)來完成的。對于新機安裝,或者運動軸相關部件更換后,都要進行運動軸的校準。運動軸校準是從零位開關開始的。此時,編碼器計數為零,而電位器的電阻值初值也必須在一個允許的范圍內,否則需要對電位器初值進行調整。隨后,運動軸會在整個行程范圍內運動一遍。此時,控制板會記錄相應的編碼器計數值和電位器的電阻值。這樣,控制器就得到了每個位置上(電位器值)應該有的,相對應的編碼器的值。在用戶的日常操作當中,每當該運動軸到達該位置(電位器值),就應該有相應數目的校準時記錄的編碼器值。如果兩者誤差過大,控制部分就會報錯,錯誤代碼為M65。電位器的問題是可靠性差。電位器老化后會造成讀數不準確,或者內部接觸不良造成讀數跳變,從而產生錯誤。我們曾遇到這類問題,如M65錯誤:在一次單探頭前位骨掃描結束后探頭應該旋轉至床下方以進行病人后位掃描。此時出現M65錯誤,機架不能旋轉。經檢測,發現是電位器的問題。更換旋轉電位器后,儀器恢復正常。

還有一次骨掃描時探頭不能貼近,掃描無法進行。做home后,顯示M45錯誤,即床機械錯誤。當床的前后位置不在零位時做home的話,馬達就空轉,Home不能結束。我們懷疑是由于床的in/out機械位置發生了偏差導致,于是做前床進出運動軸的位置校正PHS in/out calibration.校正中發現前床進出的位置電位器數值(初值)超出可接受范圍,于是關機。拆開床頭擋板,卸下電位器的傳動帶,再開機,在電位器與傳動帶分離的情況下仔細調節電位器初值至可接受范圍。關機,再將電位器與傳動帶連接,開機做Home,Home通過,探頭可以貼近,儀器恢復正常。

[1]劉長國.DIACAM單光子ECT的DTPS板維修及電源組件代換[J].醫療設備信息,2006,5:100.

[2]李召勇,王新強.SPECT故障的分析判斷淺談[J].醫療衛生裝備,2000,6:49～51.

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A

1674-0742(2012)04(c)-0178-02

2012-01-05