CT球管的結構以及故障原因與維修措施

鄭明亮

摘 要：在臨床診斷工作中，CT機作為一項儀器設備，對于內臟、心腦血管甚至全身的檢查具有重要的作用。但是，由于CT機連續工作時間較長，損耗比較大，因此容易出現故障，尤其是核心部件球管。因此，如何在使用的過程中進行故障維修，以及了解一定的日常保養方法，是操作與維修人員必須掌握的技能。文章首先介紹了CT球管的結構和工作原理，然后分析了常見的故障及維修方法，最后提出一些維護保養的措施。

關鍵詞：CT球管；結構；故障原因；維修方法

CT，即計算機體層攝影，是對人體內部的組織器官進行影像化的主要手段，主要由掃描裝置和計算機系統組成。其中，掃描裝置由X線束發生器、球管、探測器（接收、檢測X線）組成，是整個CT機的核心部位。了解球管的結構原理，掌握正確的使用方法，能夠處理小的故障并且精心養護，是提高工作質量、延長使用壽命的有效途徑。以下作者對此提出個人觀點。

1 CT球管概述

1.1 CT球管的結構

CT球管主要由管芯、管套、絕緣油、散熱器、附屬配件組成。這其中，核心部分是管芯，分為陰極和陽極。管芯的制造具有復雜的工藝，在世界范圍而言，只有不多的廠家能夠生產功率較大的管芯。在CT機上應用的管芯是旋轉陽極管芯，主要由軸承、靶面、轉子組成。這種管芯的特點是，能夠在小的焦點下，使用更大的電流來工作運行。眾所周知，金屬能夠傳導熱量，同時也具有熱阻力，管芯工作在小焦點、大電流的條件下，會在靶面產生高溫。電子束的轟擊位置如果是處于變化中的，變點環就能夠在電流更大的情況下工作，靶面產生的熱量就有時間向金屬內部傳導，曝光時的功率能夠達到100KW以上。這其中，99%的功率轉化為熱能，1%的功率轉化為X射線，熱能留在陽極上。因此，對于管芯來說，散熱非常重要。

1.2 CT球管的工作原理

CT球管的本質是一個高度真空的陰極射線二極管，能夠產生X線。它的工作過程可以簡單描述為：陰極燈絲在12V電流下被加熱，產生自由電子并不斷聚集。此時將高電壓（40-150KV）作用在陰陽兩極，由于電勢差很大，就會在強電場下使自由電子束由陰極向陽極撞擊，同時產生能量交換，將1%的電能轉化為X線，由窗口進行發射。其余99%轉化為熱能進行散熱。

2 CT球管的故障和維修措施

2.1 燈絲開路、半開路

故障表現：掃描時有高壓，但無管電流電壓不穩定。故障原因：對X線管的陰極燈絲進行加熱，有電子發射能力時，在兩極加載正向電壓就會有電流通過。因此如果掃描時有電壓、無管電流、燈絲供電正常，一般可斷定為燈絲開路。維修措施：測量燈絲電阻，測量的電阻值應該小于2Ω。若燈絲斷開，開機時、進行JEDI generator heater測試時會有燈絲開路的提示。另外需要注意，燈絲如果處于半開路的狀態，就會導致通電時開路、斷電時連通，需要多次測量，防止誤判。

2.2 管芯真空度下降

故障表現：啟動掃描時會出現過載報警。故障原因：第一，金屬靶面汽化或損傷，導致真空度降低；第二，由于球管長時間不用導致氣體滲入，或者管芯玻殼有裂紋導致油滲入，高溫碳化后產生油氣，致使真空度下降。故障判定：一旦出現這種情況，掃描時就會出現XG FAIL的報警信號；在進行generator test的No load測試時，不卸高壓電纜的情況下40kV就會導致陰陽極打火。維修措施：直接更換球管。

2.3 旋轉陽極無法運行

故障表現：CT機無法執行掃描指令，出現旋轉陽極報警。故障原因：第一，旋轉陽極定子線圈損壞，如出現短路或開路；第二，旋轉陽極轉子卡死；第三，軸承磨損導致間隙過大，在通電的情況下磁場分布不均導致吸死。故障判定：進行generator test中的rotor測試，仔細聽球管的運行、加速、剎車的聲音，測量兩相線包電壓，同時根據報錯代碼來綜合分析判定。

2.4 油循環停止、球管溫度過高

故障表現：管套內部溫度過高，管殼出現溫度報警，甚至工作終止，當溫度下降后又能夠繼續工作運行。故障原因：當CT球管工作運行時，靶面上會產生很多熱量，在冷卻油的循環系統，以及風扇散開油溫的幫助下，從而確保工作的連續性、穩定性。如果油循環故障，或者風扇不能散開油溫，就會造成以上故障。

2.5 球管漏油

故障原因：密封件損壞。維修措施：找出密封件的損壞之處，對其進行修補或更換。

2.6 套管高壓打火

故障表現：工作運行中止，顯示過載報警，掃描工作正常但重建圖像有干擾線。故障原因：第一，布線的位置不合理，高壓線和外殼距離比較近；第二，絕緣油的質量差，或者出現碳化現象；第三，管套內部有殘余氣體，或出現漏油情況引起放電。維修措施：換油，然后再抽真空。

3 CT球管的日常保養

CT球管在長期工作運行中，其一，陽極蒸發的金屬會附著在管壁上；其二，陰極燈絲逐漸變細導致阻力增大，會降低發射電子的能力；其三，球管曝光的次數也有限制，一般在10-20萬次之間。如果日常保養工作做得好，就能夠延長球管的壽命。

3.1 日常保養

第一，定期檢查油循環是否正常，清除散熱片上的灰塵。第二，定期檢測電源的狀態，看電源的相位是否穩定，測量地線的阻值，檢查接地線是否良好接地，電壓在額定電壓的±15%以內。第三，保證高壓電纜和球管良好接觸，確保電纜插頭硅墊和高壓硅脂完好無損，接觸零部件沒有雜質。第四，定期查看各種工作參數，例如電流值、管電壓、曝光時間等。另外，校正過載保護裝置，使其在正常負荷內運行，不要超出散熱比率和熱容量。第五，制訂維修計劃，維修記錄和故障排除都要建立檔案保存。

3.2 預防措施

第一，掃描工作停止5小時以上，對球管進行預熱后再掃描，能夠延長使用壽命。第二，不要采用長時間連續掃描的形式，保證每次掃描之間有一定的間隔時間，使球管冷卻之后再進行下一次掃描。第三，球管老化之后，根據實際使用情況調整掃描參數，重新建立參數表。第四，在儀器操作時注重檢查冷卻系統，如果出現問題或故障，及時排除。

4 結束語

如何提高醫院的服務質量，實現科學高效的管理，就要從小事入手。CT機的球管價格昂貴，定期更換占據了整臺設備運轉的大部分費用。因此，操作與維修人員在掌握球管結構原理的基礎上，能夠處理常見的故障，掌握一定的維修保養技術，既延長了設備的使用壽命，也降低了管理費用，因此意義重大。

參考文獻

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