潘穎 王健

(南通市第一人民醫(yī)院核醫(yī)學(xué)科 江蘇南通 226000)

西門(mén)子ECAM SPECT維修2例

潘穎 王健

(南通市第一人民醫(yī)院核醫(yī)學(xué)科 江蘇南通 226000)

本文介紹了西門(mén)子ECAM SPECT的工作原理,維護(hù)保養(yǎng)方法及常見(jiàn)故障的分析排除。

SPECT 熱敏電阻 機(jī)械故障 校正

單光子發(fā)射型計(jì)算機(jī)斷層儀(SPECT)檢查的原理是把標(biāo)記在不同載體上的放射性同位素注射入人體內(nèi),放射性同位素通過(guò)人體的新陳代謝被帶到全身。因載體的不同,不同組織對(duì)核素的吸收和分布是不同的。單光子發(fā)射型計(jì)算機(jī)斷層儀(SPECT)的作用就是探測(cè)從人體內(nèi)發(fā)射出來(lái)的射線,經(jīng)探頭電路和計(jì)算機(jī)的處理,形成核素在人體內(nèi)的分布圖像。醫(yī)生通過(guò)核素的分布情況,做出診斷。

SPECT的核心部分是探頭。探頭由以下幾部分組成:碘化鈉晶體,光導(dǎo),光電倍增管,探頭電路,采集計(jì)算機(jī)和處理計(jì)算機(jī)。由于人體內(nèi)的射線是360°全方位發(fā)射的,要得到可分辨的清晰的圖像,探頭前面還必須加上準(zhǔn)直器。只有與準(zhǔn)直器孔徑方向一致的射線才能通過(guò)準(zhǔn)直器,打到碘化鈉晶體上面。射線打到鉈激活的碘化鈉晶體上后,射線能量會(huì)被晶體吸收,而晶體被激活后會(huì)發(fā)出熒光。晶體發(fā)出的熒光被其后的光電倍增管接受,通過(guò)光電效應(yīng),熒光被轉(zhuǎn)換為光電倍增管內(nèi)的光電子。這些光電子的數(shù)量很少,還無(wú)法形成有效的電信號(hào)。而光電倍增管的另一個(gè)作用,就是通過(guò)多極放大,把數(shù)量不多的光電子逐級(jí)放大,光電子數(shù)目不斷增加,最后形成可用的電信號(hào)。從光電倍增管輸出的模擬信號(hào)的大小正比于示蹤核素能量。光電倍增管的電信號(hào)再經(jīng)探頭電路,形成能量信號(hào)E,位置信號(hào)X和Y。能量和位置信號(hào)經(jīng)過(guò)采集計(jì)算機(jī)的一系列處理,形成了二維的圖像數(shù)據(jù),這些數(shù)據(jù)被送到處理計(jì)算機(jī)后,可被進(jìn)一步處理,形成三維斷層圖像。

綜上所述,探頭是SPECT的核心部分。圖像的質(zhì)量和穩(wěn)定性基本上是由探頭決定的。而穩(wěn)定的溫濕度環(huán)境和良好的維護(hù)保養(yǎng),對(duì)探頭的穩(wěn)定性和可靠性是至關(guān)重要的。探頭的最重要部件是晶體。晶體是一個(gè)面積大(54cm×39cm),厚度小(0.95cm)的類似于玻璃的物體。溫度的急劇變化會(huì)使晶體裂解,儀器對(duì)溫度的要求是每小時(shí)溫差不得大于4.4°。濕度過(guò)大則會(huì)使晶體潮解,在圖像上產(chǎn)生亮暗斑點(diǎn)或不規(guī)則偽影,使圖像質(zhì)量大幅下降,甚至無(wú)法使用。因此機(jī)房要保持恒溫干燥。當(dāng)然,探頭表面嚴(yán)禁外力敲打碰撞,這些都會(huì)造成晶體裂解損壞。而晶體是無(wú)法單獨(dú)更換的,晶體損壞或潮解,就只能更換整個(gè)探頭,費(fèi)用是非常昂貴的。探頭的另一個(gè)要求是24h通電。這是因?yàn)樘筋^的內(nèi)部溫度對(duì)圖像質(zhì)量是有影響的。而探頭在長(zhǎng)時(shí)間斷電以后,需要較長(zhǎng)時(shí)間重新達(dá)到溫度平衡和穩(wěn)定(要求4h)。因此,為了得到最佳的圖像,而又避免長(zhǎng)時(shí)間的等待,建議保持探頭24h通電。另外,持續(xù)通電也能保持光電倍增管的穩(wěn)定狀態(tài)。此外電壓的變化對(duì)光電倍增管有很大影響,因此要配備穩(wěn)壓電源使電壓保持穩(wěn)定。

良好的維護(hù)和保養(yǎng)會(huì)大大減少儀器的故障率?，F(xiàn)將我院西門(mén)子ECAM在使用期間的2次維修過(guò)程介紹如下。

1 儀器無(wú)圖像信號(hào)

注射了放射性藥物的病人置于探頭視野中,但顯示計(jì)數(shù)為零,且本底信號(hào)也沒(méi)有。關(guān)機(jī)后重新開(kāi)機(jī),顯示Camera power up diagnostics fail,提示探頭開(kāi)機(jī)診斷故障。因?yàn)殄e(cuò)誤信息提示探頭問(wèn)題,首先檢查探頭部分。而第一個(gè)檢查對(duì)象當(dāng)然為探頭電源。因?yàn)槿绻娫床糠钟袉?wèn)題,探頭是無(wú)法正常工作的。比較幸運(yùn)的是,打開(kāi)探頭蓋子后檢查發(fā)現(xiàn),果然探頭電源出現(xiàn)故障,沒(méi)有任何輸出電壓。進(jìn)一步檢查發(fā)現(xiàn),探頭電源上的保險(xiǎn)絲已熔斷。一般保險(xiǎn)絲熔斷說(shuō)明電路主回路中有比較嚴(yán)重的短路存在。經(jīng)檢查電路板上的功率型NTC(負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻)擊穿,呈現(xiàn)明顯的燒糊狀。這里NTC元件在探測(cè)器的電源中起到瞬間限流保護(hù)作用。220V交流電首先通過(guò)橋式整流變成脈動(dòng)直流,送至脈寬調(diào)制器(PWM)中,再產(chǎn)生探頭所需的各路輸出電壓。由于濾波電容C上的電壓不能突變,開(kāi)機(jī)瞬間容抗趨于零,故瞬間充電電流(浪涌電流)很大,容易對(duì)器件造成損壞。此時(shí)電路中的NTC就發(fā)揮作用了。因?yàn)閯倖?dòng)電源時(shí)NTC阻值較高,瞬間限流效果很好,但伴隨著電流通過(guò)發(fā)出的熱量,其阻值迅速減少,所以在電源回路中使用功率型NTC熱敏電阻,是抑制開(kāi)機(jī)浪涌電流保護(hù)電子設(shè)備免遭破壞的最為簡(jiǎn)便而有效的措施。

NTC熱敏電阻擊穿一般不會(huì)熔斷保險(xiǎn)絲,所以應(yīng)該還有其他部分的短路存在。進(jìn)一步檢查發(fā)現(xiàn)整流橋也被擊穿了。更換整流橋及熱敏電阻,再仔細(xì)檢查沒(méi)有發(fā)現(xiàn)其他元器件問(wèn)題。重新開(kāi)機(jī)后,探頭電源恢復(fù)正常,故障排除。

2 機(jī)械故障

ECAM(單探頭)的機(jī)械運(yùn)動(dòng)有五個(gè)不同的運(yùn)動(dòng)軸:機(jī)架旋轉(zhuǎn),探頭進(jìn)出,前,后掃描床的升降以及前床的進(jìn)出。這五個(gè)運(yùn)動(dòng)軸的控制原理都是一樣的。它們有共同的運(yùn)動(dòng)主控板(MECP,PMAC)和運(yùn)動(dòng)電壓板(VBUS)。除了機(jī)架旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)板有更大的功率外,其他運(yùn)動(dòng)軸的驅(qū)動(dòng)板都是相同的。具體的運(yùn)動(dòng)部分都由馬達(dá),編碼器,電位器和零位開(kāi)關(guān)組成。馬達(dá)的速度控制由編碼器信號(hào)控制。根據(jù)單位時(shí)間內(nèi)收到的編碼器脈沖數(shù)目,控制器可以知道運(yùn)動(dòng)速度的快慢,并相應(yīng)做出調(diào)整。

運(yùn)動(dòng)軸的位置信號(hào)由編碼器和電位器共同提供。編碼器有更高的精度和可靠性,但普通編碼器有個(gè)很大的缺點(diǎn):普通編碼器只能提供相對(duì)位置信息,即從零位開(kāi)關(guān)起始的脈沖計(jì)數(shù)值。這個(gè)脈沖計(jì)數(shù)值在關(guān)機(jī)以后就會(huì)丟失。重新開(kāi)機(jī)后,編碼器必須先找到零位開(kāi)關(guān),才能開(kāi)始計(jì)數(shù)。每次開(kāi)機(jī)后,都需要進(jìn)行Home操作,這個(gè)操作的目的就是要找到零位開(kāi)關(guān),這樣編碼器才能開(kāi)始工作。但問(wèn)題是,重新開(kāi)機(jī)后,單靠編碼器是無(wú)法確定應(yīng)該往哪個(gè)方向運(yùn)動(dòng)才能找到零位開(kāi)關(guān)。

電位器雖然精度和可靠性較差,但電位器能完全彌補(bǔ)普通編碼器的缺點(diǎn)。電位器提供的是絕對(duì)位置信息,它只和運(yùn)動(dòng)軸的機(jī)械位置有關(guān),而不會(huì)隨著開(kāi)機(jī),關(guān)機(jī)而丟失。那么兩個(gè)位置信號(hào)會(huì)不會(huì)造成控制混亂呢？ECAM不僅沒(méi)有這個(gè)問(wèn)題,而且利用這兩個(gè)信號(hào)相互檢查,而多了一道安全控制。這是通過(guò)運(yùn)動(dòng)軸的校準(zhǔn)(Calibration)來(lái)完成的。對(duì)于新機(jī)安裝,或者運(yùn)動(dòng)軸相關(guān)部件更換后,都要進(jìn)行運(yùn)動(dòng)軸的校準(zhǔn)。運(yùn)動(dòng)軸校準(zhǔn)是從零位開(kāi)關(guān)開(kāi)始的。此時(shí),編碼器計(jì)數(shù)為零,而電位器的電阻值初值也必須在一個(gè)允許的范圍內(nèi),否則需要對(duì)電位器初值進(jìn)行調(diào)整。隨后,運(yùn)動(dòng)軸會(huì)在整個(gè)行程范圍內(nèi)運(yùn)動(dòng)一遍。此時(shí),控制板會(huì)記錄相應(yīng)的編碼器計(jì)數(shù)值和電位器的電阻值。這樣,控制器就得到了每個(gè)位置上(電位器值)應(yīng)該有的,相對(duì)應(yīng)的編碼器的值。在用戶的日常操作當(dāng)中,每當(dāng)該運(yùn)動(dòng)軸到達(dá)該位置(電位器值),就應(yīng)該有相應(yīng)數(shù)目的校準(zhǔn)時(shí)記錄的編碼器值。如果兩者誤差過(guò)大,控制部分就會(huì)報(bào)錯(cuò),錯(cuò)誤代碼為M65。電位器的問(wèn)題是可靠性差。電位器老化后會(huì)造成讀數(shù)不準(zhǔn)確,或者內(nèi)部接觸不良造成讀數(shù)跳變,從而產(chǎn)生錯(cuò)誤。我們?cè)龅竭@類問(wèn)題,如M65錯(cuò)誤:在一次單探頭前位骨掃描結(jié)束后探頭應(yīng)該旋轉(zhuǎn)至床下方以進(jìn)行病人后位掃描。此時(shí)出現(xiàn)M65錯(cuò)誤,機(jī)架不能旋轉(zhuǎn)。經(jīng)檢測(cè),發(fā)現(xiàn)是電位器的問(wèn)題。更換旋轉(zhuǎn)電位器后,儀器恢復(fù)正常。

還有一次骨掃描時(shí)探頭不能貼近,掃描無(wú)法進(jìn)行。做home后,顯示M45錯(cuò)誤,即床機(jī)械錯(cuò)誤。當(dāng)床的前后位置不在零位時(shí)做home的話,馬達(dá)就空轉(zhuǎn),Home不能結(jié)束。我們懷疑是由于床的in/out機(jī)械位置發(fā)生了偏差導(dǎo)致,于是做前床進(jìn)出運(yùn)動(dòng)軸的位置校正PHS in/out calibration.校正中發(fā)現(xiàn)前床進(jìn)出的位置電位器數(shù)值(初值)超出可接受范圍,于是關(guān)機(jī)。拆開(kāi)床頭擋板,卸下電位器的傳動(dòng)帶,再開(kāi)機(jī),在電位器與傳動(dòng)帶分離的情況下仔細(xì)調(diào)節(jié)電位器初值至可接受范圍。關(guān)機(jī),再將電位器與傳動(dòng)帶連接,開(kāi)機(jī)做Home,Home通過(guò),探頭可以貼近,儀器恢復(fù)正常。

[1]劉長(zhǎng)國(guó).DIACAM單光子ECT的DTPS板維修及電源組件代換[J].醫(yī)療設(shè)備信息,2006,5:100.

[2]李召勇,王新強(qiáng).SPECT故障的分析判斷淺談[J].醫(yī)療衛(wèi)生裝備,2000,6:49～51.

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1674-0742(2012)04(c)-0178-02

2012-01-05