GE LightSpeed RT 大孔徑CT 模擬機的故障分析及處理

俞其凱

中國科學院大學附屬腫瘤醫院·浙江省腫瘤醫院醫學工程部 （浙江杭州 310022）

近年來，隨著計算機技術和醫學影像技術的快速發展，調強放射治療（intensity modulated radiotherapy，IMRT）與三 維 適 形 放 射 治 療（3-dimentional conformal radiotherapy，3D-CRT）逐漸成為腫瘤放射治療的主流方式[1]。放射治療過程中，為了更準確地勾畫腫瘤靶區形狀和周圍正常組織、器官輪廓，臨床對于模擬定位的精確性有了更高的要求[2]。相較于傳統X 線模擬機，CT 模擬機定位能夠更為精準地勾畫腫瘤邊界和周圍正常組織、器官，在不增加正常組織、器官照射劑量的同時，提高腫瘤靶區有效放射劑量[3]。我院擁有2臺模擬CT，為放射治療的實施提供有效支持，其中，2004年購入的GE LightSpeed RT 大孔徑CT 模擬機由于使用年限久遠，近年來故障率升高，現對近段時間產生的3例故障進行分析，并總結經驗，以供同行參考。

1 故障一

1.1 故障現象

設備無法正常啟動進入GE 操作程序，以及無法進入底系統，啟動進程停留在計算機基本輸入輸出系統（basic input output system，BIOS）界面，此界面的硬盤列表識別不出硬盤sda 和sdb 或者少識別了其中1塊硬盤。

1.2 故障分析及處理

GE LightSpeed RT 大孔徑CT 模擬機的主機柜構成如圖1，從上至下分別為圖像重建單元（image generator，IG）、數據采集重建控制系統（data acquisition and reconstruction controller，DARC）、掃描數據磁盤陣列（scan data disk array，SDDA）、主機計算機。

圖1 GE LightSpeed RT 大孔徑CT 模擬機的主機柜示意圖

目前，故障導致設備無法進入Linux（1套開源計算機操作系統）與控制操作臺（operator console，OC），因此需要更換最下方主機計算機的硬盤，以及重裝系統和OC，安裝 前 需 準 備07MW11.10 Applications Software and Operating System（軟件與操作系統安裝盤，內含GEMS Linux 6.29操作系統盤、07MW11.10軟件盤、DARC 軟件盤、CT 軟件盤）、Service Pack 3.0軟件的補丁盤、System Sate（系統狀態備份）雙面盤、RT option（RT 主機配置備份）雙面盤共5張光盤和2張雙面盤，以及主機計算機的電子集成驅動器（integrated drive electronics，IDE）光驅和能夠讀取雙面光盤的外置磁光盤驅動器（magneto optical drive，MOD）光驅。具體故障處理方法為：（1）拆出主機，更換2塊硬盤，硬盤類型為小型計算機系統接口（small computer system interface，SCSI）硬盤，轉速一般要求在15 K 以上，大小為73 GB，更換完新硬盤即可進行系統和軟件重裝工作；（2）開啟主機計算機，按F2進入BIOS 設置界面，選擇Advanced-BOOT 選項，查看第一啟動項是否為CD-ROM，若不是，則將CD-ROM 改為第一啟動項，接著按Esc 保存設置退出BIOS，將GEMS Linux 6.2.9光盤插入主機光驅，重啟主機進入安裝界面，根據提示輸入GEHC2，回車，開始安裝Linux 系統；（3）待Linux 系統安裝完成后，取出光盤重啟計算機，進入Linux 系統，將07MW11.10軟件盤插入主機光驅，打開桌面命令提示符，輸入賬戶名和密碼，進入該賬戶，輸入install，期間在彈出的窗口中輸入mount/meida/cdrom，/media/cdrom/autorun 開 始 安 裝CT軟件，安裝完成后會彈出1個對話框，此時打開MOD 光驅，插入System Sate 雙面盤，選擇yes，然后等待其導入備份，接著將CT 軟件光盤插入主機光驅，然后依照提示安裝完CT 軟件，取出光盤；（4）安裝DARC 軟件，首先將DARC 外接顯示器和鍵盤，按鍵盤任意鍵可以看到屏幕有顯示，進入賬戶后輸入reboot 重啟DARC，重啟過程中按F2進入主板BIOS 界面，設置啟動項CD-ROM 為第一啟動項，保存并退出，重啟后，將DARC 安裝盤插入主機光驅，進入賬戶后輸入cd/usr/g/scripts 回車，接著輸入./load_darc_subsystem 安裝完整的DARC 軟件，安裝完成后，在主機上命令提示符中輸入rsh darc，測試是否執行成功，若成功，則會顯示{ctuser@darc}，即遠程登錄darc，之后重啟主機登錄賬戶，輸入setdata，修改DARC 時間至正常時間，最后重啟DARC 并進入BIOS 將啟動順序修改回來，再次重啟主機；（5）將System State 雙面盤插入MOD 光驅，在選項卡Service-Utilities-System State 中，選擇all，然后點擊restore 將備份還原，之后重啟；（6）將RT Option 雙面盤插入MOD 光驅，在選項卡Service-Configruation-Install Option 中，點擊Install-Permanent-Media，列表中每一次選擇1項使用install 安裝，直至所有的安裝完成，點擊quit 退出，然后重啟主機；（7）在重啟計算機進入OC 前，點擊Cancel 取消OC 的啟動，直接打開Unix Shell 命令提示符，進入賬戶，輸入命令reconfig，在彈出的對話框中點擊config，再點擊accept-yes，之后重啟，開機后，在彈出的對話框中點擊OK，然后打開Unix Shell 輸入st 開啟軟件，在選項卡Service-Utilities 中找到Flash Download 選項，點擊打開選擇Update，完成后再次重啟，接著進行球管預熱和快速校正，設備即可正常使用。

2 故障二

2.1 故障現象

設備無法啟動掃描序列，打開Error Log 可以看到報錯“Unable to create directory on scan data disks. Requested scan can not be allocated（無法在掃描磁盤上創建目錄，無法分配所要請求的掃描任務）”。

2.2 故障分析及處理

設備無法啟動掃描序列可能是由于軟件和硬件多方面的因素導致的，首先可以從軟件層面進行分析及處理，在GE 控制柜中，DARC 的主要功能是通過原始數據采集卡（DAS interface processor，DIP）對掃描機架傳輸的原始掃描數據進行轉換，并將轉換后的數據存儲到SDDA 中，當主機產生1個重建圖像序列請求時，則DARC 將該請求傳給IG 以產生圖像，此時需要從原始數據盤中提取數據傳輸到IG 模塊進行圖像重建，最后將重建完成的斷層圖像數據傳送給主機顯示[4]，由此可見，設備無法啟動掃描序列一般與DARC 或者SDDA 有關。具體故障處理方法為：（1）首先考慮是由于圖像數據損壞導致的數據庫崩潰，嘗試重置圖像數據庫，進入選項卡Service-Utilities，點擊Application Shutdown，關閉OC 系統，接著打開Unix Shell 提示符，進入賬戶，接著輸入cd-/usr/g/scripts 打開腳本，再輸入./resetImageDB_Linux 運行腳本，重置圖像數據庫，最后輸入yes 回車后選擇yes，重啟設備，啟動后，發現設備依然不能啟動掃描序列；（2）嘗試清理掃描隊列，在關閉OC之后，進入賬戶，在Unix Shell 中分別輸入RECON_STOP，cleanq，Y 回車，然后輸入rsh darc 遠程登錄DARC 主機，輸入命令cd.usr/g/bin 回車，再輸入./cleanq 回車，Y 回車，輸入exit 退出DARC，重啟后，故障依舊；（3）在關閉OC 之后，在命令提示符中輸入rsh darc，登錄上darc 之后輸入sudo greraid-c，可以看到如圖2所示的SDDA 硬盤狀況，由圖可知，sda 硬盤檢測失敗，需要更換SDDA 中的sda 硬盤，于是拆開SDDA 主機，其中帶有硬盤跳線的即為sdb，不帶跳線的為sda，更換硬盤時最好將2塊硬盤同時更換，硬盤型號為SCSI，轉速15 K，容量73 GB，更換完硬盤并連接完線束后，再次啟動設備，取消掉OC 的啟動，在命令提示符中輸入sudo gre-raid-c 后，可以看到如圖3所示的SDDA 硬盤狀況，輸入yes 回車運行之后，會自動開始檢測硬盤狀況并且組成raid，成功之后，exit 退出DARC，再輸入st 啟動OC，此時測試，發現設備已可以成功啟動掃描序列，由此可見，本次故障是由于SDDA 的陣列硬盤損壞導致的。

圖2 SDDA 硬盤狀況——提示sda 硬盤的scsi 檢測報錯

圖3 SDDA 硬盤狀況——提示確定需要重建一個新的磁盤陣列嗎（是/否）？ 是

3 故障三

3.1 故障現象

設置軸掃曝光之后設備直接報錯“Hardware error stopped scanning（CT軸掃無法曝光）”，打開Error log看到報錯“（60-0402）mA scale error. mA has been measure to be either too low or to high with respect to mA demand 20 ms after the beginning of the exposure（燈絲反饋在曝光開始的20 ms內檢測到的毫安數值與預定值偏差過大）”。

3.2 故障分析及處理

GE LightSpeed RT大孔徑CT模擬機的高壓包括JEDI、Tube（球管）、HV cable（高壓電纜）和Auxiliary Assembly（高壓附屬）幾部分。其中，JEDI是一種緊湊型高頻X線發生器，被廣泛用于X線設備中，包括普通X線機、胃腸機和各種型號的CT設備[5]，其功能結構如圖4，由圖可知，JEDI的核心組成為：高壓發生鏈，包括PPC kV control（kV控制板）、High Voltage Inverter（高壓逆變器）和High Voltage Tank（高壓油箱）；陽極旋轉功能；球管燈絲加熱功能；控制總線與各功能的通信；AC/DC轉換并為每個功能分配DC電壓；kV控制板攜帶CPU，負責運行應用程序。

圖4 JEDI 發生器的功能結構圖

根據維修由易到難、從軟件到硬件的原則，可以檢查排除的順序分別為：（1）校正燈絲電流；（2）檢查PPC kV control；（3）檢查逆變器；（4）檢查高壓油箱；（5）檢查燈絲加熱相關；（6）檢查球管。具體故障處理方法為：（1）由圖4可知，JEDI 由AC 120 V 供電，因此可以考慮斷開AC 120 V 來重啟JEDI 測試能否解決問題，即打開機架側邊機殼，找到Service 控制板，關閉AC 120 V 再重啟，設置軸掃程序之后不能曝光，故障依舊；（2）考慮進行燈絲校正，首先打開 選 項 卡Service-Diagnostics-Generator Tool JEDI，在 彈 出的界面中選擇Tube install 下的Reset TnT Data，先清除TnT（Generator Usage Tracking and Trending，發生器使用情況追憶與分析）數據（包括之前的燈絲校正數據），重置成功后，回到上一個界面點擊Filament Cal，進入后全選Ductility Warm Up、Large Filament Cal、Small Filament Cal 3項，點擊Scan 進行燈絲校正，在進行4次燈絲校正后成功通過，之后回到檢查界面測試軸掃未報錯可成功曝光并出圖像，故障解決，交由臨床繼續使用測試，若燈絲校正一直不成功，或成功后測試掃描依然報錯，或在使用幾天或幾周后再次發生同樣的故障，則需要在還原Run Time Parameters 之后運行kV mA diagnostic 來檢測燈絲反饋功能，測試不通過則需要更換PPC kV control 或更換逆變器，若更換PPC 板后故障依舊，一般考慮球管燈絲出現故障，此時結合球管使用記錄中的掃描數是否達到了球管平均壽命，考慮是否更換新球管。

4 小結

CT等大型設備集成度高，結構復雜，往往1個故障是由于軟件和硬件多方面的因素造成的，為了準確、快速地判斷故障原因并及時解決故障，醫學工程師應遵循由易到難、從系統到單元、從軟件到硬件的思路，結合設備圖紙、手冊、文獻等信息加以分析，節約時間成本，提高設備利用率。此外，在日常工作中，應做好對設備的保養及維護，如將機房溫度設置在（23±2）℃，濕度設置在40%～60%；定期檢查空調系統及排水系統；定期清灰除塵，巡查機房，及時糾正使用人員的不合理行為；在行醫院電網檢修前或接到停電通知后，及時通知技術人員關閉電源，且在恢復供電開機時應注意開機順序及供電相序等；并制定有效的報修機制，在完成維修后總結經驗。