X線電子計算機斷層掃描裝置CT的原理及其常見故障

摘 要：根據X線電子計算機斷層掃描裝置（CT）的基本工作原理，介紹該設備整機結構及主要部件功能，分析其在臨床使用中常見的故障，并給出最優的維修策略，從而降低設備的維修成本。

關鍵詞：X線電子計算機斷層掃描裝置（CT）;原理;故障診斷;檢修

一、 X線電子計算機斷層掃描裝置

（CT）是利用精確準直的X線束、γ射線、超聲波等，與靈敏度極高的探測器一同圍繞人體的某一部位做一個接一個的斷面掃描，具有掃描時間快，圖像清晰等特點，可用于多種疾病的檢查的醫療器械。檢查時X線電子計算機斷層掃描裝置（CT）是通過X射線束對人體某部一定厚度的層面進行掃描，由探測器接收透過該層面的X射線并輸入計算機處理，根據人體不同組織對X線的吸收與透過率的不同分析數據進行處理后，就可攝下人體被檢查部位的斷面或立體的圖像，發現體內任何部位的細小病變。由于X線電子計算機斷層掃描裝置（CT）診斷它的特殊診斷價值尤其是是在腫瘤診斷上價值，已成為各醫院放射科必備的診斷設備。

二、 基本原理

CT是用X射線束對人體某部一定厚度的層面進行掃描，由探測器接收透過該層面的X射線，轉變為可見光后，由光電轉換變為電信號，再經模擬/數字轉換器（analog/digital converter）轉為數字，輸入計算機處理。盤中。經數字/模擬轉換器（digital/analog converter）把數字矩陣中的每個數字轉為由黑到白不等灰度的小方塊，即像素（pixel），并按矩陣排列，即構成CT圖像。所以，CT圖像是重建圖像。每個體素的X射線吸收系數可以通過不同的數學方法算出。它根據人體不同組織對X線的吸收與透過率的不同，利用靈敏度極高的儀器對人體進行測量，然后將測量所獲取的數據輸入電子計算機，電子計算機對數據進行處理后，就可攝下人體被檢查部位的斷面或立體的圖像，發現體內任何部位的細小病變。

三、 設備結構

X線電子計算機斷層掃描裝置（CT）是由掃描系統、數據采集系統、計算機及圖像重建系統三部分組成。其中掃描系統包括掃描機架、掃描床、X線管芯（球管）、套管組件、高壓發生器、準直器、X線過濾器。數據采集系統包括探測器、數據通道、數據通道選擇開關、數據緩沖器以及軟件和硬件系統。實際操作中球管和探測器的較為復雜需要返廠維修或更換。

四、 常見故障及處理

（一）故障現象一

設備曝光后工作站顯示圖像有偽影

1. 故障分析

（1）探測器損壞：探測器的某一個或某些損壞或探測效率降低引起。

（2）X射線管（球管）輻射輸出降低：射線量不足導致劑量降低。

（3）X射線管（球管）位置或準直器的調整不佳：造成劑量的不足。

2. 故障的排查與維修

（1）X線管（球管）輻射能力的降低是產生環狀偽影的重要原因之一。此時X線管（球管）的射線輸出不穩定，時高時低。因此應當判斷環狀偽影是由X線管引起。

（2）判斷是否積分電路損壞：積分電路的損壞可能是單一的也可能是成組的。積分電容最容易損壞的是電路板上的濾波電容（擊穿）。

（3）檢查是否調整的原因：X線管（球管）的準直器的位置調整不佳導致X線管（球管）發出的X射線相當一部分被準直器阻攔而不能穿透人體到達探測器。這種情況下表現的是輻射量明顯不足。在探測器沒有明顯的損壞的情況下有可能X線管（球管）和準直器的位置調整不佳導致偽影的產生。需要重新進行調整定位。但是調整后需要做大量的校正。

（二）故障現象二

掃描床不能升降，操作臺顯示器沒有任何故障代碼。

1. 故障分析

（1）限位開關：限位開關損壞導致掃描床無法升降：（2）步進電機：步進電機損壞或電機齒輪卡死。

2. 故障的排查與維修

（1）該機為了安全起見在掃描床安裝了限位開關，按下限位開關后導通松開后斷開，發現掃描床有明顯的下降后又不能升降，將掃描床手動搖至底端后按機架升床按鈕故障消失。（2）由資料可知掃描床的水平移動是由步進電機帶動皮帶而實現的，步進電機的供電來自由機架。拆開掃描床上的蓋板，仔細觀察后發現步進電機齒輪被來自病人身上掉落的發卡卡住，將發卡清理干凈故障排除。

五、 結語

X線電子計算機斷層掃描裝置（CT）在實際使用中很難達在理想環境下工作，因此需要醫學工程師定期為其保養，主要是清理灰塵，從而提高設備的使用壽命。在維修設備時，應從原理著手，從結構分析，熟悉模塊結構，分清模塊功能，逐級排除問題，從而提高自身的維修能力。

參考文獻：

[1]石明國.現代醫學影像技術學[M].西安：陜西科學技術出版社，2007.

[2]賈克斌.數字醫學圖像處理、存檔及傳輸技術[J].科學出版社，2006.

[3]余曉鍔，盧廣文.CT設備原理/結構與質量保證[M].北京：科學出版社，2005.

作者簡介：

達志鵬，新疆維吾爾自治區人民醫院醫療器械中心。