1.鄭州大學(xué)第三附屬醫(yī)院醫(yī)學(xué)裝備部(河南 鄭州 450000)

2.鄭州大學(xué)第三附屬醫(yī)院醫(yī)學(xué)影像科(河南 鄭州 450000)

李海洋1,* 程美英2 高凌浩1

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷進(jìn)步，其在醫(yī)學(xué)影像學(xué)領(lǐng)域的運(yùn)用不斷朝縱深方向發(fā)展，其在臨床診療過程中也充當(dāng)著越來越重要的角色[1]。計(jì)算機(jī)斷層掃描技術(shù)(computed tomography，CT)是計(jì)算機(jī)運(yùn)用于臨床診斷領(lǐng)域最為先進(jìn)的影像學(xué)技術(shù)之一，多年來對(duì)人體各類器官疾病的診斷起到了不可替代的重要作用，傳統(tǒng)的單排、雙排CT掃描速度慢，誤差大，分辨率低，其臨床應(yīng)用具有較大的局限性[2]。西門子64排螺旋CT采用先進(jìn)的新型輸出球管，配備64排探測(cè)器，螺旋掃描速度更快，可小于0.35秒/轉(zhuǎn)，時(shí)間分辨率更高，可小于50ms，功能強(qiáng)大，在器官掃描的應(yīng)用方面，器官亞毫米層級(jí)的掃描時(shí)間小于9s，且能獲得優(yōu)良的CT圖像，對(duì)各類疾病的診斷具有重要的臨床應(yīng)用價(jià)值[3-5]。然而，由于西門子64排螺旋CT工作原理較為精進(jìn)、復(fù)雜，在實(shí)際運(yùn)用過程中難免碰到故障，影響設(shè)備的正常使用[6]。在上述背景下，本文總結(jié)分析了我院西門子64排螺旋CT[德國(guó) Siemens AG，國(guó)食藥監(jiān)械(進(jìn))字2013第3302341號(hào)]的工作原理及維修案例，現(xiàn)報(bào)道如下。

1 西門子64排螺旋CT機(jī)簡(jiǎn)況

1.1 射線特性與傳統(tǒng)CT機(jī)類似，西門子64排螺旋CT機(jī)是利用X射線束來對(duì)所照射的目標(biāo)物進(jìn)行成像的，X射線是一種不可見光，波長(zhǎng)介于紫外線和γ射線之間，和紫外線、γ射線一樣，能夠使物質(zhì)電離，屬于電離輻射的一種[7]。X射線所具有的特性如下[8-9]：(1)穿透作用：可以透過物體，X射線的能量越大，穿透能力越強(qiáng)；(2)電離作用：物質(zhì)受X射線照射時(shí)原子核達(dá)到外層電子可以脫離原軌道，成為自由電子，這種作用成為電離作用；(3)熒光作用：某些物質(zhì)接受X射線照射可輻射出可見光或紫外光，如磷、硫化鋅、硫化鎘等。

1.2 成像基礎(chǔ)當(dāng)一束X射線通過人體時(shí)會(huì)因吸收和散射而產(chǎn)生衰減，其被衰減的程度除自身光譜能力以外取決于穿透時(shí)路徑物質(zhì)的密度及原子組成。多束穿透人體的X射線可反映其人體穿透路徑的詳細(xì)物質(zhì)信息，將其投射于具有熒光作用或感光效應(yīng)的平面便可實(shí)現(xiàn)CT成像[10-11](見圖1、圖2)。

圖1 西門子64排螺旋CT機(jī)成像效果圖。圖2 西門子64排螺旋CT機(jī)實(shí)物圖。

1.3 射線產(chǎn)生基礎(chǔ)原理：電子束在高電壓的作用下撞擊金屬物質(zhì)即可激發(fā)X射線。在一高真空環(huán)境內(nèi)，經(jīng)加熱的燈絲作為陰極發(fā)射電子，在陽極段施加數(shù)萬伏特的高壓電吸引并加速電子運(yùn)動(dòng)，當(dāng)電子束撞擊用金屬鎢材料制作的陽極便可激發(fā)X射線。X射線的強(qiáng)度取決于陽極材料與X射線管電壓，X射線的能量取決于X射線管電流[12-13]。

1.4 核心結(jié)構(gòu)部件2個(gè)X射線球管：由裝于真空玻璃殼內(nèi)的陰極和陽極組成，兩X射線球管均裝于充滿絕緣油的X射線管套內(nèi)，成90°角，采用飛焦點(diǎn)技術(shù)，在陽極與陰極之間施加高點(diǎn)壓，陰極加熱后釋放電子，由耐高溫金屬材料制作而成的陽極接收電子撞擊發(fā)出X射線束。

高壓發(fā)生器：高壓發(fā)生器利用高頻電壓器的原理，將數(shù)百伏特的電壓一次性升高到數(shù)萬伏特，通過高壓整流形成供X射線機(jī)需要的直流高壓。高壓變頻器與高壓整流器置于充滿絕緣油的箱體內(nèi)。

控制器：X射線機(jī)的控制部件主要對(duì)產(chǎn)生X射線的加載因素進(jìn)行組合和控制，X射線的加載因素通常包括X射線管電壓、管電流、曝光時(shí)間等。

探測(cè)器：由大小不等的40個(gè)單元探測(cè)器有機(jī)排列，中央層厚為0.6mm，兩側(cè)層厚為1.2mm，Z軸總寬度為28.8mm，采用飛焦點(diǎn)技術(shù)進(jìn)行Z軸雙倍采樣。

1.5 工作原理與優(yōu)勢(shì)基本原理：將激發(fā)產(chǎn)生的X射線束經(jīng)準(zhǔn)直器準(zhǔn)直后形成扇形束，透過物體切面后，由接收器接收后形成一組信號(hào)，該信號(hào)經(jīng)數(shù)模轉(zhuǎn)換后形成一數(shù)學(xué)矩陣，當(dāng)X射線源于接收器同步圍繞者被照射物體旋轉(zhuǎn)時(shí)便完成了目標(biāo)切面的斷層掃描，可形成由多組數(shù)學(xué)矩陣組成的圖像矩陣，再利用計(jì)算機(jī)圖像重建軟件對(duì)圖像矩陣進(jìn)行處理，即可得到CT圖像[14-15]。

優(yōu)勢(shì)：西門子64排螺旋CT薄層厚可達(dá)0.3mm，處于世界領(lǐng)先水平，從而能大大提高圖像分辨率，輻射劑量較小，可將病變部位的組織、血管精確、立體地顯示出來[16-17]。其掃描速度更快，檢查時(shí)間較短，心臟只需5s，頭頸部血管只需4s，全身僅需10s；安全性較高，屬于無創(chuàng)檢查，且發(fā)生中毒造影劑過敏的概率僅為十萬分之一；操作簡(jiǎn)單便捷，患者事前無需特殊準(zhǔn)備，可正常飲食、作息，無需住院；準(zhǔn)確性高，是臨床診斷冠心病的首選方法，且可用于評(píng)價(jià)治療方法的臨床療效；適應(yīng)癥廣，可用于冠心病、瓣膜病、腫瘤、動(dòng)脈瘤、血栓栓塞、心肌病、先心病、風(fēng)心病等多種疾病的初步診斷，還可用于鑒別腫瘤的良性與惡性，并在早期肺栓塞的診斷上具有一定特異性[18-19]。

2 西門子64排螺旋CT機(jī)維修案例

2.1 故障一故障現(xiàn)象：CT圖像不能由主機(jī)傳至工作站，打開工作站圖像處理軟件，無法看到患者之前的CT圖像列表。

故障分析：由于涉及圖像傳輸問題，首先檢查網(wǎng)絡(luò)連接狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)連接正常，然后考慮軟件故障問題，但憑借既往經(jīng)驗(yàn)，軟件故障往往無法打開軟件，且軟件圖標(biāo)消失，本次故障軟件可正常打開，且圖標(biāo)未消失，故排除軟件故障問題。

故障診斷：初步考慮為工作站系統(tǒng)故障。

故障維修：重做工作站系統(tǒng)后，故障排除。

2.2 故障二故障現(xiàn)象：CT機(jī)架控制組件UMAS2無法啟動(dòng)，無法進(jìn)行相關(guān)參數(shù)設(shè)置，提示錯(cuò)誤代碼80040158。

故障分析：UMAS2組件無法啟動(dòng)，首先考慮是否電路板故障，但電路板故障往往同時(shí)會(huì)影響其他組件的啟動(dòng)和數(shù)據(jù)重建，檢查發(fā)現(xiàn)其他組件啟動(dòng)正常，經(jīng)拷貝數(shù)據(jù)后進(jìn)行圖像重建，發(fā)現(xiàn)圖像重建正常，故排除電路板故障。

故障診斷：初步考慮為UMAS2組件故障。

故障維修：更換UMAS2組件后，故障排除。

2.3 故障三故障現(xiàn)象：CT圖像傳輸至工作站后的圖像失真，打開工作站圖像處理軟件，無法正常顯示圖像，有大量偽影。

故障分析：由于涉及圖像傳輸問題，首先檢查網(wǎng)絡(luò)連接狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)連接正常，其次考慮軟件故障問題，但憑借既往經(jīng)驗(yàn)，軟件故障往往無法打開軟件，且軟件圖標(biāo)消失，本次故障軟件可正常打開，且圖標(biāo)未消失，故排除軟件故障問題。然后考慮工作站是否故障，然將備份圖像數(shù)據(jù)直接拷貝至工作站時(shí)可正常顯像。根據(jù)既往經(jīng)驗(yàn)，圖像失真和大量偽影多與數(shù)據(jù)庫(kù)異常有關(guān)。

故障診斷：初步考慮為數(shù)據(jù)庫(kù)故障。

故障維修：重建數(shù)據(jù)庫(kù)后，故障排除。

2.4 故障四故障現(xiàn)象：CT圖像傳至工作站后，打開工作站圖像處理軟件過程中等待時(shí)間較長(zhǎng)，打開后進(jìn)行圖像處理的速度較以往緩慢。

故障分析：由于圖像傳輸正常，排除圖像傳輸問題，能夠打開并使用圖像處理軟件，排除圖像處理軟件故障，圖像傳輸、軟件使用與圖像處理正常，排除工作站故障。

故障診斷：初步考慮為工作站系統(tǒng)未升級(jí)，硬盤老舊。

故障維修：升級(jí)工作站系統(tǒng)，更換硬盤后，故障排除。

2.5 故障五故障現(xiàn)象：CT圖像無法進(jìn)行遠(yuǎn)程傳輸。

故障分析：檢查傳輸線路，未發(fā)現(xiàn)損壞；檢查工作站，發(fā)現(xiàn)工作站能夠正常使用；檢查電路板，未發(fā)現(xiàn)電路板故障。

故障診斷：初步考慮為連接異常。

故障維修：重啟設(shè)備，重新連接后，故障排除。

2.6 故障六故障現(xiàn)象：CT設(shè)備在掃描過程中突然中斷，隨后無法開機(jī)，持續(xù)黑屏。

故障分析：由于整個(gè)CT設(shè)備無法開機(jī)使用，考慮可能存在計(jì)算機(jī)主機(jī)、顯卡、硬盤、內(nèi)存條、顯示器等一個(gè)或多個(gè)零件故障，但經(jīng)逐一排查，均正常。

故障診斷：初步考慮為UPS電源故障。

故障維修：更換UPS電池后，故障排除。

2.7 故障七故障現(xiàn)象：進(jìn)行計(jì)算機(jī)影像重建時(shí)，提示“space is not enough”，右下角重建標(biāo)志變?yōu)榛疑?，無法圖像重建。

故障分析：由于提示空間不足，首先考慮計(jì)算機(jī)影像重建系統(tǒng)(Computer image reconstruction system，IRS)硬盤和內(nèi)存問題，經(jīng)更換IRS硬盤、內(nèi)存條后故障仍然存在，重新拔插IRS硬盤后故障也仍然存在。

故障診斷：初步考慮為IRS內(nèi)存條松動(dòng)，接觸不良。

故障維修：重新拔插IRS內(nèi)存條后，故障排除。

3 結(jié) 論

了解西門子64排螺旋CT的工作原理，總結(jié)其運(yùn)行過程中的故障原因和排除方法，對(duì)該醫(yī)療設(shè)備的高效使用，保證臨床診療工作的正常運(yùn)轉(zhuǎn)具有重要作用。