孫少平，楊開泰，李元俊，李 斌，周云波

(云南省玉溪市人民醫(yī)院 醫(yī)學(xué)工程科，云南玉溪653100)

MEDIX90雙能X線骨密度儀基本原理及故障維修

孫少平，楊開泰，李元俊，李 斌，周云波

(云南省玉溪市人民醫(yī)院 醫(yī)學(xué)工程科，云南玉溪653100)

本文以法國MEDILINK公司的MEDIX90 X線雙能骨密度儀為例，介紹幾例該設(shè)備故障現(xiàn)象，分析其原因及排除的方法。

骨密度儀;原理;故障維修

0 前言

隨著醫(yī)學(xué)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，單光子骨密度檢測部位的單一性，結(jié)果不穩(wěn)定性再也不能滿足臨床診療需求，單純依靠骨密度值低來預(yù)測骨折是不全面的。為了更加準(zhǔn)確、全面的預(yù)測骨骼強(qiáng)度，了解骨組織的結(jié)構(gòu)和形態(tài)，為臨床醫(yī)生提供能夠測量量化/質(zhì)化骨結(jié)構(gòu)的完善骨密度檢測工具，我院2012年底引進(jìn)法國MEDILINK公司的MEDIX 90型雙能X線骨密度儀。

MEDIX90雙能X線骨密度儀是目前世界上最先進(jìn)的骨密度分析儀器之一，可以快速精確地檢測全身各個部位的骨密度及骨礦含量，能夠快速診斷不同類型的骨質(zhì)疏松癥。對人體各部位骨鈣含量檢測具有很高的精確度及準(zhǔn)確度，既可了解骨質(zhì)疏松情況，又可監(jiān)測骨折治療效果，便于臨床醫(yī)師針對各種情況制訂相關(guān)治療方案。另外MEDIX90雙能X線骨密度儀可對多個感興趣區(qū)域單獨(dú)分析及多個區(qū)域骨礦密度及肌肉脂肪組織構(gòu)成任意比較，極大擴(kuò)展了雙能X線骨密度儀在營養(yǎng)、制藥、科研和運(yùn)動醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用范圍。該設(shè)備是確診骨質(zhì)疏松、骨質(zhì)密度異常分布的首選設(shè)備，在國內(nèi)目前只有少數(shù)幾家醫(yī)院使用。

1 雙能X線骨密度儀基本原理

1.1 雙能X線吸收法(Dual Energy X－ray Absorptiometry)基本原理

雙能X射線穿過人體骨骼和軟組織后，其X射線的吸收方程［2］為:

其中:

IO=射線始強(qiáng)度(光子/秒);

I=吸收后射線強(qiáng)度(光子/秒);

M=分析物質(zhì)總量(克/平方厘米);

μ=衰減系數(shù)(克/平方厘米);

L為低能(40keV)能量的下標(biāo);

H為高能(65keV)能量的下標(biāo);

S，B分別代表軟組織和骨骼的下標(biāo)。

兩種射線的能量設(shè)置在40keV和65keV，也就是骨質(zhì)密度檢查分析中常用的能量水平，使用低能量射線可以檢測到分析系統(tǒng)中兩個不同部分的微小變化。射線始強(qiáng)度和吸收后射線強(qiáng)度均可以直接測量，衰減系數(shù)取決于使用的不同方法(使用已經(jīng)公布的相關(guān)數(shù)字是最簡單易行的方法)。

其分析物質(zhì)總量可以根據(jù)以下公式計(jì)算得出:

其中:

RS是軟組織在40keV和65keV的衰減系數(shù)比，而RB是骨骼在40keV和65keV的衰減系數(shù)比。

1.2 MEDIX90雙能X線骨密度儀的基本原理和系統(tǒng)構(gòu)成

雙能X線骨密度儀基本原理是采用雙能X線吸收法(Dual Energy X－ray Absorptiometry，簡稱DEXA)即就是利用X光管發(fā)射的X射線經(jīng)過吸收過濾后，將連續(xù)能量的X線分成高低兩種能量的X線，該射線穿過人體后，分別測出它們穿過骨骼和軟組織后的強(qiáng)度，根據(jù)骨骼和軟組織對不同能量的吸收特性，計(jì)算出骨礦物含量［3，4］。

MEDIX90雙能X線骨密度儀采用雙能X光吸收技術(shù)進(jìn)行測量，這個系統(tǒng)由裝備有奔騰1.0以上的視窗操作系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)測。腰椎、股骨、前臂和全身等不同位置都可以診察到。此設(shè)備通過脈沖式產(chǎn)生高、低雙能X線，采用筆形束進(jìn)行智能掃描，可根據(jù)受測者生理參數(shù)(身高、體重等)自動調(diào)整掃描參數(shù)及掃描范圍。X線發(fā)生器和探測器都可以在X和Y方向上移動，探測器通過探測不被身體組織吸收的X射線來提供測量部位的骨密度。

2 MEDIX90雙能X線骨密度儀故障分析

2.1 掃描臂停止運(yùn)動故障

故障現(xiàn)象:機(jī)器在運(yùn)行過程中出現(xiàn)響聲，運(yùn)行一段時間后，機(jī)器左側(cè)掃描臂不能動作。

維修與分析:根據(jù)發(fā)出響聲部位，查詢故障所在位置。拆開掃描臂，發(fā)現(xiàn)內(nèi)部電機(jī)軸承由于長時間運(yùn)行，磨損嚴(yán)重，更換新軸承，重新安裝，試機(jī)觀察機(jī)器運(yùn)行正常，無響聲。此機(jī)器左側(cè)掃描臂和檢查床之間是通過電機(jī)和皮帶連接的，病人檢查過程中，掃描臂會在電機(jī)和皮帶的帶動下，不斷的移動位置，進(jìn)行病人多個部位的掃描。掃描臂長時間移動就會出現(xiàn)內(nèi)部電機(jī)軸承的損壞，由于病人量較多和使用較頻繁，在使用一年多時間里已經(jīng)更換兩次軸承。在日常的維護(hù)和保養(yǎng)中，發(fā)現(xiàn)有類似問題，應(yīng)及時檢查、處理故障，以免更加嚴(yán)重的故障發(fā)生，影響正常檢查工作。

2.2 采集板故障

故障現(xiàn)象:機(jī)器的掃描臂移動到病床中點(diǎn)位置時，機(jī)器突然斷電，重新開機(jī)時，開不了機(jī)。

維修與分析:根據(jù)故障現(xiàn)象，首先懷疑機(jī)器電源板出現(xiàn)短路現(xiàn)象，檢查電源板，各線路正常，輸入輸出正常。檢查連接電源板的采集板，發(fā)現(xiàn)采集板FU3保險燒壞，重新更換新的同參數(shù)的保險還是燒壞。檢查采集板上的4個保險的電壓值正常，F(xiàn)U1為 3V、FU2為 －5V、FU3為 5V、FU4為12V，即判斷采集板供電正常。檢測采集板上的連接線，發(fā)現(xiàn)J16(連接掃描臂的鍵盤面板)和J17(連接掃描臂的緊急開關(guān))接線在掃描臂移動到病床中點(diǎn)位置時就會出現(xiàn)短路現(xiàn)象(時好時壞)，重新制作新的數(shù)據(jù)線后，開機(jī)后機(jī)器正常運(yùn)行。通過以上處理，觀察數(shù)天，再無發(fā)生此故障。MEDIX90雙能X線骨密度儀的掃描臂可以根據(jù)需要沿著病床位置移動，每掃描一個病人都需要移動數(shù)次，連接控制面板和采集板的數(shù)據(jù)線也會隨著掃描臂的運(yùn)動來回不斷的移動，在運(yùn)行過程中就會出現(xiàn)內(nèi)部連線之間相互摩擦產(chǎn)生短路現(xiàn)象，導(dǎo)致掃描臂運(yùn)行到某個位置時自動停止保護(hù)。這也是此設(shè)備在設(shè)計(jì)時的缺陷，經(jīng)常會出現(xiàn)類似數(shù)據(jù)線短路的問題。

2.3 激光點(diǎn)消失、質(zhì)控不穩(wěn)定

故障現(xiàn)象:機(jī)器掃描臂在運(yùn)行至病床中間位置時，紅色激光點(diǎn)消失。同時在掃描病人或做質(zhì)控時，常報 0x4(scanner error)和 0x6(Generator fault)錯誤。

維修與分析:根據(jù)故障現(xiàn)象，首先檢查機(jī)器球管和探測器，均正常。經(jīng)過反復(fù)檢查和測試，發(fā)現(xiàn)球管連接探測器的電源線(CA015120線)有短路現(xiàn)象，重新做電源線，更換后機(jī)器正常運(yùn)行。連續(xù)觀察幾天后，發(fā)現(xiàn)質(zhì)控不穩(wěn)定，有時候偏高或偏低，懷疑可能是因?yàn)榭諝鉂穸冗^大引起。MEDIX90雙能X線骨密度儀在一定的條件下才會正常運(yùn)行:溫度: 20～28℃;濕度:20% ～80%;質(zhì)量控制的穩(wěn)定性可以確保該儀器的精確度和已進(jìn)行檢測的可靠性，所以操作人員每天在對病人進(jìn)行檢查前都要執(zhí)行質(zhì)量控制。通過一段時間的觀察，檢查室各項(xiàng)條件已經(jīng)符合設(shè)備正常工作的要求，但是在做質(zhì)控時，BMD值仍然漂移，調(diào)整adj系數(shù)無效。對機(jī)器進(jìn)行全面的檢查，當(dāng)發(fā)射射線時，磁盤轉(zhuǎn)速反饋值上萬轉(zhuǎn);停止射線時，轉(zhuǎn)速正常，由此確定這種現(xiàn)象是由逆變干擾導(dǎo)致。故障原因是由于之前更換的CA015120電源線不帶屏蔽功能，導(dǎo)致質(zhì)控一直漂移，不穩(wěn)定。最后，廠家發(fā)來原裝帶屏蔽功能的CA015120電源線后，機(jī)器運(yùn)行正常，質(zhì)控穩(wěn)定，各項(xiàng)參數(shù)正常。由此可見，一個小小的疏忽都會影響整個維修效果。

MEDIX90雙能X線骨密度儀雖然是目前世界上最先進(jìn)的骨密度分析儀器之一，但是在日常的使用過程中也發(fā)現(xiàn)了一些缺陷。該機(jī)器大部分故障都是由于其內(nèi)部不斷移動的各類數(shù)據(jù)線短路或者斷路引起的，希望可以以此為醫(yī)學(xué)工程師們維修該類型機(jī)器提供一些思路和手段。

3 結(jié)論

本文主要介紹雙能X線骨密度儀的基本原理以及MEDIX90型骨密度儀的常見故障，對故障的原因和解決過程進(jìn)行詳細(xì)的分析。對維修人員處理類似的故障提供一定的幫助，以便做好日常的維修維護(hù)工作，保證臨床檢查工作的順利進(jìn)行。

［1］楊宗炎.骨質(zhì)疏松與骨密度儀進(jìn)展［J］，中國醫(yī)療器械信息，2005，11(2):39－41.

［2］蔡建新，包尚聯(lián)，王衛(wèi)東，等.雙能X線骨密度儀的原理和結(jié)構(gòu)［J］，核電子學(xué)與探測技術(shù)，1996，16(6):424－426.

［3］孫黎明.雙能X線骨密度儀原理及質(zhì)量控制［J］.醫(yī)療設(shè)備信息，2007，22(9):37－39.

［4］曾錦清，楊東，潘弟.雙能X線骨密度儀測量原理和維修校準(zhǔn)的技術(shù)分析［J］.臨床醫(yī)學(xué)工程，2008，15(9):31－33.

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