孫傳金,吉蘅山,王新剛,朱虹
東部戰(zhàn)區(qū)總醫(yī)院 核醫(yī)學(xué)科,江蘇 南京 210002
單光子發(fā)射型計(jì)算機(jī)斷層顯像(Single Photon Emission Computer Tomography,SPECT)是核醫(yī)學(xué)主要成像設(shè)備,其影像以特有的分子影像及功能影像優(yōu)勢(shì),發(fā)展迅速,已廣泛應(yīng)用于核醫(yī)學(xué)診療領(lǐng)域[1-7]。SPECT顯像對(duì)臨床診療及療效判斷起到重要的作用,是評(píng)價(jià)腎功能、骨轉(zhuǎn)移癌等疾病的重要手段?,F(xiàn)以SIEMENS ECAMHD3R型SPECT為例,在分析了SPECT結(jié)構(gòu)原理的基礎(chǔ)上,對(duì)探頭“無(wú)計(jì)數(shù)”的故障現(xiàn)象進(jìn)行分析排除,以供參考。
該設(shè)備屬于SIEMENS ECAMHD3R型ECT,可采集多種能峰的核素。軟件版本:VA46A。
SPECT原理是根據(jù)示蹤原理探測(cè)從人體內(nèi)發(fā)射出來(lái)的射線,經(jīng)探頭和計(jì)算機(jī)處理,形成核素在人體內(nèi)的分布圖像[8-10]??梢?jiàn)探頭是SPECT最核心的部件,也是最昂貴的部分[11-14]。從人體發(fā)出的Y光子經(jīng)過(guò)準(zhǔn)直器后入射到晶體,能夠激發(fā)晶體分子產(chǎn)生閃爍熒光,產(chǎn)生的熒光光子入射到光電倍增管(Photo Multiplier Tube,PMT)后,傳輸?shù)椒糯笃鬟M(jìn)行信號(hào)放大。放大后的信號(hào)經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換器(Analog Digital Converter,ADC)分析處理后,傳送到計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理與校正,最后以不同的灰度或色階顯示人體臟器圖像和核素的放射性分布。
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[15-16]。對(duì)于SIEMENS ECAMHD3R型SPECT探頭,信號(hào)通道主要由晶體、59個(gè)PMT及前置放大器(小電路板)和3塊主要電路板探測(cè)器主控制板(Detector Master Board,DD59R)、光電倍增管積分控制板(PMT Integrator,PI59R)和模擬信號(hào)處理及轉(zhuǎn)換數(shù)字信號(hào)板(Analog Interface Microprocessor-Digital,AIMDR)等組成。59個(gè)PMT產(chǎn)生的信號(hào)經(jīng)前置放大處理后分別輸出到DD59R電路板上,由DD59R給每一個(gè)光電倍增管提供電壓,并將光電倍增管得到的數(shù)據(jù)傳輸給PI59R電路板,PI59R對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行放大匯總處理,再輸送到AIMDR電路板上,AIMDR電路板對(duì)信號(hào)進(jìn)行模數(shù)分析處理后,傳送到西門子核醫(yī)學(xué)采集計(jì)算機(jī)(Siemens Nuclear Acquisition Computer,SNAC),最后SNAC將兩個(gè)探頭采集到的信號(hào)與機(jī)器校正參數(shù)一起傳送到探測(cè)器處理板(Detector Processor Card,DPC)進(jìn)行分析處理,形成ECT診斷圖像[17],見(jiàn)圖1。
圖1 探頭PMT到DPC的圖像數(shù)據(jù)流和SCL通訊示意圖
做全身骨掃描顯像時(shí)1號(hào)探頭“無(wú)計(jì)數(shù)”,2號(hào)探頭正常。
(1)拆下準(zhǔn)直器,用點(diǎn)源測(cè)試探頭1和探頭2,看病人定位監(jiān)視器(Patient Positioning Monitor,PPM)的顯示,探頭1沒(méi)有計(jì)數(shù),探頭2正常。
(2)拆下探頭的后蓋,用點(diǎn)源測(cè)試探頭1和探頭2,觀察AIMDR上發(fā)光二極管(Light Emitting Diode,LED)的16進(jìn)制數(shù)值顯示有沒(méi)有變化,兩個(gè)探頭的LED顯示正常,說(shuō)明探頭Tub里面部分是工作的,但是不確定是否工作正常。
(3)測(cè)量AIMDR板上各測(cè)試點(diǎn)(±5 V,±12 V,-100 V DC,-200 V DC)的電壓是否在正常范圍內(nèi),如果電壓不正常探頭也沒(méi)有計(jì)數(shù)則有故障。經(jīng)測(cè)量其結(jié)果在正常范圍。
(4)進(jìn)Local Service(本地維修),測(cè)試PMT到DPC板的圖像數(shù)據(jù)通路,這個(gè)測(cè)試包括透明異步交換器接口(Transparent Asynchronous Xmitter/receiver Interface,TAXI)通路。如圖2所示,探頭1的圖像數(shù)據(jù)是從探頭1經(jīng)過(guò)探頭2的PI59R傳送到SNAC,處理后顯示在PPM。從PMT到DPC的通路,可以分段測(cè)試:PMT—ADC—特定用途集成電路(Application Specific Integrated Circuit,ASIC)—位置計(jì)算器板(Position Calculator,PCALC)—DPC等。發(fā)現(xiàn)探頭2的PMT到DPC測(cè)試正常;探頭1的PMT到DPC的測(cè)試失敗,且探頭1到探頭2的PI59R的測(cè)試和探頭2的PI59R到DPC的測(cè)試都失敗。因此考慮:① 探頭1的PI59R板故障;② 探頭1到探頭2的TAXI線故障;③探頭2的PI59R板與探頭1數(shù)據(jù)傳輸連接部分故障,而探頭2到SNAC-DPC部分正常。
(5)在Local Service里做探頭1的PI59R、PCALC、AIMDR等的Self Test都正常通過(guò)。此時(shí),基本可以排除探頭1的PI59R故障。
(6)測(cè)量探頭1到探頭2的TAXI線,看是否斷路或者是否線芯與外屏蔽短路(接地),測(cè)試結(jié)果,正常,基本排除探頭1到探頭2的TAXI線故障。
(7)更換探頭2的PI59R板,探頭1和探頭2的計(jì)數(shù)都恢復(fù)正常。探頭2的PI59R板故障,導(dǎo)致探頭1到SNAC的數(shù)據(jù)傳輸中斷,從而PPM顯示探頭1沒(méi)有計(jì)數(shù),探頭1本身工作正常。
圖2 ECAMHD3R型SPECT圖像數(shù)據(jù)流和命令流示意圖
通過(guò)對(duì)上述案例的分析,總結(jié)SIEMENS ECAMHD3R探頭出現(xiàn)故障時(shí),在維修時(shí)的思路:① 確定系統(tǒng)電壓是否正常;② 用點(diǎn)源測(cè)試,確定探頭本身是否工作(探頭Tub內(nèi)部工作與否、探頭Tub外部工作與否);③ 確定探頭本身是否工作后,再具體測(cè)試包括TAXI在內(nèi)的圖像數(shù)據(jù)通路是否正常,測(cè)試傳輸網(wǎng)線時(shí),可以用普通網(wǎng)線代替做測(cè)試,但不可以代替工作;④ 充分利用Local Service里的測(cè)試功能,測(cè)試電路板本身或者某一段的線路是否正常,以縮小范圍;⑤ 如果是雙探頭機(jī)器,可以交換相關(guān)電路板以排除故障。SIEMENS ECAMHD3R型SPECT探頭部分結(jié)構(gòu)復(fù)雜,集成度高,故障點(diǎn)較多,普遍認(rèn)為探頭部分的維修困難較大。維修時(shí)應(yīng)對(duì)設(shè)備的各部分的工作原理及關(guān)聯(lián)有充分的了解,對(duì)故障做到及時(shí)發(fā)現(xiàn)、準(zhǔn)確判斷、迅速排除。穩(wěn)定的機(jī)房溫濕度環(huán)境和定期保養(yǎng)儀器對(duì)延長(zhǎng)機(jī)器使用壽命,提高設(shè)備的工作效率,也是極為重要的[18-19]。