乳腺X線機生產(chǎn)過程中的常見問題及改進建議

侯園園　閏燦

[摘要]乳腺x線機發(fā)展迅猛，在行業(yè)中設(shè)備的競爭非常激烈。其臨床診斷的的準(zhǔn)確性、敏感性、特異性、快速性、無創(chuàng)傷性不斷提高，這就要求生產(chǎn)乳腺x線機的設(shè)備精確度要不斷提高，自動曝光控制要靈敏可靠，光感受器及x射線探測器的敏感度不斷提高，成像技術(shù)以及圖像處理技術(shù)不斷改進和創(chuàng)新。本文就乳腺x線機生產(chǎn)過程中的常見問題做出總結(jié)并提出一些改進建議。

[關(guān)鍵詞]乳腺x線機；生產(chǎn)；常見故障；改進；

一、引言

1966年Gors首創(chuàng)鉬靶x射線裝置，世界第一臺乳腺成像專用射線機誕生。如今經(jīng)過了幾十年的發(fā)展，數(shù)字化成像技術(shù)達到了新的高度。乳腺鉬靶x線攝影術(shù)，至今已為大量患者拍片，為臨床乳腺疾病診斷提供了極大的幫助，使乳腺疾病診斷從觸摸到直觀前進一大步，為乳腺普查開辟了一個新的領(lǐng)域。由于乳腺組織本身的密度差很小，很多病變表現(xiàn)為微小鈣化，因此乳腺x線攝影是傳統(tǒng)放射診斷中最困難的檢查方法，對機器及技術(shù)的要求也最嚴格。

二、乳腺x線機介紹

在近幾年國內(nèi)以及國外生產(chǎn)的乳腺x線機其結(jié)構(gòu)和組成基本相同，主要包括：x射線球管、高壓發(fā)生器、機架/機構(gòu)、壓迫板、圖像處理裝置（或暗盒）、和附件包括穿刺活檢系統(tǒng)、圖像后處理系統(tǒng)（CAD）、數(shù)字工作站等。

1、x射線管是x射線的發(fā)生裝置，其基本作用是將電能轉(zhuǎn)換成為x射線。乳腺x線機通常采用鉬靶，指的是x射線管的陽極用鉬（Mo）制造的而普通的x射線管的陽極是用鎢制造的。鉬的原子序數(shù)較低，特征曲線較低，受電子轟擊后發(fā)出的x射線能量較低，特征譜線的波長較長，適合對軟組織的投射成像。

2、高壓發(fā)生裝置是整個系統(tǒng)的重要組成部分。高壓故障維修特點是高壓組件價格較高，球管和高壓油箱都價格不菲，用戶更換起來有較多考慮，高壓油箱雖說電路簡單然修復(fù)需要專業(yè)的工藝設(shè)備和檢測儀器，只有廠家和有實力的單位才有，由于條件限制修復(fù)此類故障都比較棘手，且費用高時間長。

3、在乳腺攝影過程中，乳腺的壓迫是非常重要的一個環(huán)節(jié)。壓迫可以分離乳腺內(nèi)的結(jié)構(gòu)，減少組織重疊；降低幾何模糊，提高空間分辨率；減少散射，提高對比度以更好地發(fā)現(xiàn)組織間的微小差異；降低腺體劑量；適宜的壓迫對乳房的固定，也減少了運動造成模糊偽影的幾率。但是同時，壓迫往往會引起患者的不適，尤其對于亞洲女性來說，由于致密性乳腺更加普遍，在受檢者的耐受范圍內(nèi)，實現(xiàn)適宜的壓迫就更為困難。如何實現(xiàn)良好的壓迫，為成像奠定基礎(chǔ)，又保證受檢者的舒適度，成為保證成像質(zhì)量的前提條件。

4、探測器技術(shù)為核心要素。數(shù)字化乳腺x光機現(xiàn)在一般都采用非晶硒平板探測器。非晶硒平板探測器從根本上消除了可見光的存在，從而避免了由其帶來的圖像分辨率下降。

三、生產(chǎn)過程及常見問題

對乳腺x線機的改進可通過分析故障原因，能使我們了解機器的原理和弊端，以便進行改進。

1、x射線球管的故障分析

（1）燈絲斷。故障現(xiàn)象是燈絲加電壓后不亮。加高壓后無x射線產(chǎn)生；測量燈絲變壓器，電壓很高，但電流很小，幾乎為零；用萬用表測量燈絲電阻為；其管壁上覆蓋一層蒸發(fā)的鎢膜而黑化。

燈絲斷原因有：1）x射線球管受到劇烈震動后使燈絲斷開；2）x射線球管大量進氣，燈絲表面被氧化，通電后立即燒斷；3）x射線球管使用年久燈絲蒸發(fā)而變細，x射線發(fā)射量減少，為使其發(fā)射量不變，必須提高燈絲電壓，因而燒斷燈絲；4）當(dāng)燈絲變壓器一側(cè)短路電壓升高而燒斷燈絲；5）燈絲引線焊接不良或接觸不好。

（2）陽極焦點靶面損壞。故障現(xiàn)象有在透視或攝影時，因焦點面出現(xiàn)不平或因玻璃壁上附著大量焦點融化后飛濺的金屬粉末，使x射線散射或?qū)射線增大吸收，而使影像清晰度降低。此時當(dāng)燈絲加熱時，其燈絲的亮度較往常變暗。由于陽極金屬的蒸發(fā)管壁上可見到被鍍上的一種灰白暗亮的金屬層。

陽極焦點靶面損壞原因是主要是使用過量，曝光間隙的冷卻時間不夠，致使焦點面熱量逐漸積累而超過最高限度，使焦點面熔化或部分蒸發(fā)。

（3）真空度降低，此故障稱為漏氣或進氣。故障現(xiàn)象有：1）輕微的真空度降低時，加高壓后管內(nèi)有輕微的淡藍輝光，透視清晰度降低，攝影效果不好，穿透力不足，加管電壓時影像清晰度反而下降；2）嚴重的真空度下降時，加高壓后管內(nèi)有明顯的淡綠淡黃或藍紫色輝光，毫安表指示異常；3）完全進氣而引起管內(nèi)真空度破壞，加高壓后兩電極間有明顯的擊穿放電現(xiàn)象。

引起x射線球管真空度降低的主要原因有：1）生產(chǎn)x射線球管抽真空時有殘留氣體；2）由于超負荷使用或散熱不好導(dǎo)致旋轉(zhuǎn)陽極過熱，使陽極銅柱與玻璃焊縫處脹裂而進氣；3）運輸或使用中劇烈震動，玻璃管破裂；4）使用環(huán)境惡劣，忽冷忽熱，造成關(guān)閉裂縫進氣而真空度降低等。

（4）球管內(nèi)有熒光。故障現(xiàn)象是當(dāng)加高壓后，球管內(nèi)有藍色或紫藍色的熒光出現(xiàn)。

原因是一部分低能量的散射電子，沖擊玻璃壁后產(chǎn)生波長較長的熒光射線。當(dāng)管電流越大時，熒光越顯著；但是，如果增加管電壓時熒光強度減弱，這是因為散射電子能量加大透過玻璃壁而射出管外，管電壓增至一定值后，熒光則消失，這是玻殼材料引起的，不影響x射線球管的使用。

（5）旋轉(zhuǎn)陽極不轉(zhuǎn)動。故障現(xiàn)象有著兩種情況一是啟動旋轉(zhuǎn)陽極時沒有任何反應(yīng)；二是動旋轉(zhuǎn)陽極有異常聲響，但不轉(zhuǎn)動。此現(xiàn)象除了旋轉(zhuǎn)陽極啟動電路故障外，可能是管內(nèi)陽極轉(zhuǎn)子軸心變形、轉(zhuǎn)子摩擦力增加或使用時間過長、陽極軸承磨損嚴重所致。

2、高壓發(fā)生裝置故障分析

（1）高壓故障外部表現(xiàn)：1）高頻機：曝光時機器報管電壓、管電流不正常等故障，曝光不能進行。2）工頻機：曝光時雖不保護，但無射線，無圖像。

（2）高壓故障內(nèi)部表現(xiàn)：1）元器件擊穿短路，如電容，高壓二極管，射線管、高壓電纜會擊穿。2）燒壞開路，如高壓線圈會燒開路。3）元件雖沒有開路和短路現(xiàn)象但絕緣性能變差，如放電，某些高壓輕微放電時，可高壓電壓和管電流監(jiān)測點波形有振蕩現(xiàn)象，放電嚴重可見瞬間沖擊波然后電路就保護了。4）高壓電纜故障，高壓電纜頭端有擊穿發(fā)黑的痕跡，5）用鼻子聞有異味。損壞嚴重的電纜故障好判斷，有些電纜損壞的不重，就不好判斷，有的電纜頭直接折斷了。6）高壓油箱故障，油箱內(nèi)主要包括高壓變壓器、燈絲變壓器、高壓二極管、高壓電容、高壓電阻等元件。一般有高壓二極管（硅柱）短路，開路現(xiàn)象尚未碰到，故障表現(xiàn)為ma值，不論透視照相只有原來的一半。還有高壓電容短路。高壓交換閘陰極端接觸不好可以通過觀察球管燈絲是否點亮來判斷，極端接觸不好會出現(xiàn)無管電流故障，和球管內(nèi)部陽極引線接觸不好是同一故障現(xiàn)象。7）變壓器油變質(zhì)若變壓器油顏色發(fā)黑，油中有雜質(zhì)漂浮等現(xiàn)象，油的質(zhì)量肯定變差。還有其它的一些現(xiàn)象：如曝光時能聽見放電聲、看見放電火花曝光時機器有嗡的一聲響、曝光時電壓降明顯、一曝光就燒保險絲或其它元件等現(xiàn)象。

3、壓迫裝置故障分析

（1）故障表現(xiàn)為：1）開機后機器直接報錯ERROR 24。2）曝光時或曝光后報錯ERROR 24。

故障分析及排除：機器開機后，首先要進行四個自檢：遮光器、濾線器、壓迫器和球管。壓迫器的自檢過程是壓迫器先向上運動，運動到最頂端壓合限位開關(guān)并松開后停頓幾秒鐘再向下運動，離濾線柵（BUCKY）表面約9cm左右停止運動，從而完成對壓迫器的自檢，在自檢階段和踩壓迫器腳閘時壓迫器馬達的電源由S567板提供，通過一個2K10圈電位器（P4）將壓迫器高度的模擬值連接至S563板，由S563板將模擬值轉(zhuǎn)換為數(shù)字值，從而識別出壓迫器的高度。在此過程中任何環(huán)節(jié)出問題，機器都會報錯ERROR24。

如果開機后壓迫器不向上運動，那么可能是由于S567板沒有提供電源導(dǎo)致，此時我們應(yīng)該在壓迫器自檢階段檢測S567板有沒有給馬達提供電源，如果沒有，應(yīng)該更換S567板，如果開機后壓迫器運動到最頂端不向下運動，檢測一下壓迫器的限位開關(guān)有沒有打開.壓迫器運動到最頂端時應(yīng)先壓合限位開關(guān)，并緊接著必須下移一點松開限位開關(guān)，否則就會報錯ERROR24.這時需調(diào)節(jié)限位開關(guān)的位置。

如果不是自檢過程中報錯，而是在使用過程中出現(xiàn)，則可能是由于板或者是壓迫器電位器工作不穩(wěn)定，解決的辦法就是更換S567，或者S563或者電位器。

4、探測器故障分析

對于探測器的使用和存放條件是造成其故障的主要原因，在工作中還要注意維護與保養(yǎng)。應(yīng)做到以下幾點：

（1）非硒平板探測器對溫度的要求是10°C-35°C工作環(huán)境是18°C-30°C，濕度要求是20%-70%，溫度變化劇烈時，非晶硒層可能從邊緣開始從玻璃基板上分離（俗稱探測器脫模），溫度越低，脫模的可能性越大。表現(xiàn)在圖像上，是出現(xiàn)從圖像邊緣開始，向圖像中央突出的半圓形指甲形偽影，影響影像質(zhì)量，嚴重者甚至損壞；溫度過高，將會給非晶硒探測器帶來另一種傷害一結(jié)晶，會使信息讀出錯誤，產(chǎn)生偽影，影響影像質(zhì)量，久之也會導(dǎo)致平板探測器損壞。提供產(chǎn)品所要求的環(huán)境并保持環(huán)境的穩(wěn)定，是獲得好圖像的前提。要保證空調(diào)每天24h正常工作，以控制溫濕度。

（2）要做好日常保養(yǎng)工作，及時清理探測器周圍及計算機灰塵，保持良好的散熱通道。

（3）校正：由于存在各像素對射線的靈敏度差異，技術(shù)上無法避免的壞點、壞線等原因，平板都需要經(jīng)過校正才能獲得好得圖像。一般情況下，平板探測器經(jīng)過2-3個月（因產(chǎn)品不同而異）的使用，就應(yīng)該進行校正。主要做增益校正和像素劑量校正。不然系統(tǒng)也會提示：要求平板探測器校正。特殊情況下如：1）整個系統(tǒng)（包括平板探測器）突然停電。2）環(huán)境溫度超出要求范圍以致平板探測器不能正常工作或出現(xiàn)壞點；3）平板探測器自身因素導(dǎo)致圖像產(chǎn)生偽影。以上情況都必須隨時對平板探測器進行校正。

（4）關(guān)機時，除非長時間不用，一般不關(guān)平板電源，以保證平板的加熱，減少開機預(yù)熱時間。

（5）空調(diào)停機時間較長時，不能馬上開空調(diào)，先給機器的高壓部分加電，保持探測器通風(fēng)，再給探測器加電，穩(wěn)壓后，再開空調(diào)。

四、總結(jié)及改進建議

醫(yī)用診斷乳腺x線機與普通x線機有很大的不同，對乳房等軟組織進行x線攝影時，必須采用波長較長的軟x線，普通x線管輸出的x線波長太短，x線影像反差不足。但波長較長的軟x線極易被人體吸收，對人體的損害較大。由于乳腺攝影的特殊性，對其性能參數(shù)的檢測，國外非常重視，但目前在國際上還沒有一個統(tǒng)一認可的檢測標(biāo)準(zhǔn)。因此，乳腺x線機的改進和發(fā)展還是一個較長的過程。

對于乳腺x線機：發(fā)現(xiàn)更多的尚未被患者或是醫(yī)生感知的乳腺癌病灶；發(fā)現(xiàn)比增感屏一膠片式乳腺成像技術(shù)能檢測到的更小的病灶；提高乳腺成像在鑒別良性和惡性病變時的準(zhǔn)確性；增進患者在乳腺成像和活組織檢查或手術(shù)時的舒適感；繼續(xù)降低合乎質(zhì)量要求的數(shù)字乳腺x射線機照片所需的輻射劑量，減少醫(yī)生及被檢者照射劑量。這是乳腺x線機有待改進和研發(fā)的共同目標(biāo)。

筆者認為乳腺x線機壓迫裝置是急需改進的，因為世界醫(yī)學(xué)影像學(xué)系統(tǒng)制造商對乳腺成像技術(shù)的研發(fā)目標(biāo)有一條是：增進患者在乳腺成像和活組織檢查或手術(shù)時的舒適感和安全性。專利技術(shù)的全自動自適應(yīng)傾斜壓迫板，可自動感應(yīng)乳房的厚度，在壓力達到閾值后，自動發(fā)生一定角度的傾斜，角度符合特定的要求，從而保證壓迫的充分。通過這種技術(shù)，一方面顯著降低了胸壁處的壓力，減少了患者的不適，也減少了運動偽影；另一方面，更有利于胸壁側(cè)的腺體進入照射野，同時壓迫更加均勻一致，保證了優(yōu)質(zhì)、一致的影像。

參考文獻

[1]馬建林.數(shù)字式乳腺x線機電控系統(tǒng)設(shè)計[D].湖南：湖南大學(xué)，2009

[2]吳蘭琴，介建英.乳腺x線攝影技術(shù)發(fā)展和臨床應(yīng)用[c].2009中華醫(yī)學(xué)會影像技術(shù)分會第十八次全國學(xué)術(shù)大會，2009

[3]王淑珍.乳腺x線機性能評估研究[c].廣東：南方醫(yī)科大學(xué)，2008

[4]徐開，汪登斌.x線在乳腺診斷攝影中的應(yīng)用[J].中國醫(yī)療器械雜志，1995

[5]胡昕，盧文文.數(shù)字乳腺x線機的質(zhì)量保證[J].湖南：中南大學(xué)學(xué)報（醫(yī)學(xué)版），2010