基于關鍵部件的PET/CT使用期限分析

狄小濤

摘要：PET/CT技術的在醫學影像領域中作為重要的分析工具被廣泛使用，在醫學器械中發揮重要的作用。本文簡介了PET/CT設備的組成，工作原理及應用，據介紹了使用期限的評估標準，并基于對各部件的可靠性指標、PET主機架、CT子系統、電路板、探測器以及掃描床這些關鍵部件的可靠性分析，進而分析PET/CT的使用期限。

關鍵詞：關鍵部件;PET/CT;使用期限

前言

PET/CT技術的使用可以提供醫生單獨用人眼所不能感知到的醫學信息，通過圖像的方式將其呈現，PET/CT技術的使用，使在醫學中對于疾病的診斷和治療等方面有更深入的拓展，通過PET/CT既能夠減少診斷的時間又能夠通過圖像質量提高診斷的準確性，在臨床中已得到廣泛的應用，并取得了較高的應用成果，目前已成為醫學中在檢查時不可或缺的一項技術，但其可靠性和使用期限仍需進一步探究證明。

一、PET/CT設備組成簡介

PET/CT又稱正電子發射及X射線計算機斷層成像系統，其主要組成部分有計算機處理系統、探測系統、圖像顯示系統和斷層床，其中探測系統內的計算機處理系統的重建技術和探頭在成像的速度和質量方面起著重要的作用。探頭是在PET中最為重要的組成部分之一，探頭的核心構件是晶體，晶體材料會直接影響探頭的性能。PET/CT具有較強的敏感性，其成像范圍比較廣、空間分辨率也較高，在醫療中的疾病良惡性的診斷和療效評估等工作中有重要的影響，是臨床中廣泛應用的成像技術。雖然該技術存在很大的優點但也有一定不足，其藥物依賴性比較強，用來檢查時的費用也比較高，隨著現代化技術的不斷更新和發展，PET/CT技術也得到了發展，其組成設備也進行一定的更新，有效減少了其在應用中的不足。

二、PET/CT的工作原理及應用

PET/CT中的PET主要在圖像中用來反映人體組織的生理情況、代謝情況等，在人體生理方面的研究中有廣泛的應用，但是其圖像的解剖結構不夠清晰。CT的主要功能是通過使用X射線對PET的圖像進行校正工作，使圖像分辨率有所提高并且能夠減少采集數據所需的時間，通過CT圖像可以彌補PET圖像的解剖結構不夠清晰的不足，可以對特定部位進行解剖定位和診斷。PET/CT的使用可以很大程度上解決在醫學中圖像解剖不夠清晰的不足，并且可以校正圖像整體情況，進而提高醫學診斷的準確性和效率。

PET/CT在醫學臨床中有很廣泛的應用和很重要的價值，在腫瘤疾病中既可以用于對早期的診斷或病變的鑒別工作，還能有效地指導臨床治療方案的確立并作為制定放療計劃的基礎依據。在冠心病、大腦疾病、癲癇以及健康體檢等當面都有很大的應用效果。

三、使用期限評估標準

根據在《指導原則》中對于使用期限的定義可知，使用期限是指產品能夠安全有效使用的時間期限，在這一使用期限內產品可以一直保持適用范圍，可正常進行使用。使用期限既是在設計階段對產品未來使用預期的一個評估，也是在使用期間評價一個產品使用壽命的方式。對于PET/CT的使用期限的分析可以通過分析其組成部件的可靠性指標進行。

四、基于關鍵部件的PET/CT使用期限分析

（一）各部件的可靠性指標

在PET/CT中整機系統和各部件之間為串聯的關系，PET/CT的使用期限可以由PET/CT中整機系統和各部件的可靠性來決定，根據不同的部件在系統中發揮的作用以及在發生故障后引起的后果的不同，可以將不同的部件進行重要性的排序，其中PET主機架最為重要，其次是CT子系統、電路板、探測器和掃描床，根據各部件的重要性不同，將PET/CT的使用期限按重要性程度進行分配，研究各部件的可靠性，進而分析PET/CT的使用期限。

（二）PET主機架分析

PET主機架是一種靜態應力的承受結構，通過對其有限元進行分析進而判斷其是否存在退化情況，進而分析其可靠性。PET主機架的立板是以鋁合金作為材料，用來作為主要的承受力的部件是底部碳鋼焊接結構形成的支撐座。支撐座需要具有較強的剛度，要保證不易變形，其變形程度最多不能超過0.5毫米。通過對PET主機架的有限元分析，其鋁板的屈服強度要遠小于鋁極限的屈服強度，并且PET主機架的支撐座變形程度也在允許形變的范圍內。通過此情況分析，PET主機架基本在是年內不會出現使用問題，不會出現退化現象。但是PET主機的柱支撐結構沒有具體的數據支撐也沒有辦法確定其形變是否是在范圍內，所以暫時不能很好的確定其壽命是否能超過10年，所以其可靠性暫時也無法確定，其對于整個PET/CT的使用期限影響暫時也無法確定。

（三）CT子系統分析

CT子系統主要構成組件有探測器、限束器、X射線管和高壓，CT子系統有較廣泛的歷史應用，所以對于CT子系統的可靠性分析可以借助之前大量的歷史經驗數據進行評估。通過對大量的CT子系統部分的使用壽命進行統計和分析，大多數的PET/CT內的CT子系統都已使用超過20年，并且通過借助潛在失效模式和效應分析的結果來看，未來近幾年的CT子系統使用可靠性沒有進行降低的可能性，所以其整體地使用可靠性是能超過十年的，且十年內不會發生不可修復的故障，所以其可靠性較高。

（四）電路板分析

對于電路板的可靠性分析較有難度，因為電路板的設計更新的比較快，也沒有太多的歷史數據作為支撐，但電路板的加速力量基礎較好，在進行可靠性分析時可以借助使用加速實驗的方式進行。通過加速實驗產生的數據可以證明電路板的使用壽命與溫度有很大的關系，一般情況下，電路板在70攝氏度以內不會改變機制使其失效，大多數的失效機制也主要發生在前端電子電路板中，還是在高溫條件下發生。通過多大量的電子電路板進行試驗，在60攝氏度的高溫條件下工作3900小時的情況下仍沒有發生故障，所以電路板的可靠性是比較高的，可以延長PET/CT的使用期限。

（五）探測器分析

在探測器工作中，γ射線輻照是影響其使用壽命和可靠性的關鍵性因素，能夠導致探測器內的晶體、膠層和反射物質發生退化情況。在相關實驗中，經過數據分析和計算，使用18個探測器樣本對其進行10年工作量的實驗，將探測器放置在輻照環境中，并將其晶體表面緊貼輻照來源，保證輻照射線與探測器充分接觸，并將總射線量按照理論的1.2倍進行試驗，通過實驗結果表面，18個探測器在這樣高強度的輻照下持續50天沒有發生故障，證明其可靠性較高，可以使用期限較長。

（六）掃描床分析

掃描床的主要組成部件有支撐結構、傳動結構、驅動結構和控制系統，其中的運動部件、接插部件和支撐部件都存在著在十年內會退化的風險，并且這些部件無論哪個發生故障都會影響PET/CT的正常工作，影響其使用期限，而這些部件產生退化的原因主要是由于工作頻次較高，出現較大強度的磨損，另一面長時間暴露在使用場合下也會存在出現故障的現象。由于部分組件在歷史使用數據中就有出現10年內發生退化的情況，所以對此在可靠性分析中暫不考慮，掃描床的可靠性檢驗也按照加速實驗的方法來進行，也就是通過模擬實際的使用形式來進行試驗，通過5臺掃描儀，在特定條件下，進行10年的工作量，總共需要進行48000次動作，在此期間內都沒有故障發生，所以掃描床的可靠性也較高。

結論

綜上所述，通過對PET主機架、CT子系統、電路板、探測器以及掃描床這些在PET/CT中關鍵的組件的可靠性進行分析，可以看出PET/CT的使用期限至少可以達到10年以上，其作為重要的醫學檢查方式，以其獨特的敏感性對不同疾病可以進行準確的診斷，并未后續的治療方案提高了可靠的參考依據，其使用期限是十分重要的，未來，應該加大對PET/CT技術的不斷更新和對設備的不斷完善，增加其使用期限，使其在醫學領域中更好的發揮作用。

參考文獻：

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