劉慶濤，劉 龍，劉 鋒

（青島市中醫(yī)醫(yī)院醫(yī)學裝備科，山東青島 266011）

0 引言

SPECT作為一種功能性成像的特殊影像設備，是借助于單光子核素標記藥物來實現(xiàn)體內功能和代謝顯像的儀器。SPECT以注射了放射性同位素的患者為放射源，通過探頭對其進行γ射線的采集，經由準直器的定位、CT的衰減校正和融合、算法的計算等分析手段，為臨床醫(yī)生提供診斷數(shù)據(jù)和直觀影像[1-2]。與CT、MR和X射線等顯像設備相比，SPECT主要反映細胞代謝、酶、受體和基因表達等在分子水平的信息和變化。尤其是近年來推出的新一代SPECT具有了定量分析功能，這一新功能將核醫(yī)學的成像從之前的半定量分析提高到了定量分析的新層面，使其敏感區(qū)的攝取值具有了較高的臨床診斷價值[3]。目前，根據(jù)國外多家醫(yī)院SPECT臨床使用綜合分析，SPECT在腫瘤、心血管和內分泌系統(tǒng)方面的使用率是最高的，約占全部檢查的95%[4]。

我院引進的SPECT為德國西門子Symbia Intevo系列機型，其兼有全身和斷層成像功能，同時可實現(xiàn)核醫(yī)學圖像和CT圖像的斷層融合，實用性強、應用廣泛，為醫(yī)院帶來了良好的經濟效益和社會效益。目前，關于SPECT的報道大多集中于臨床應用分析[5]，而對設備的故障分析基本處于空白，一旦設備發(fā)生故障，醫(yī)院只能單純依賴生產廠家的技術支持，維修時效性和成本都非常高，因此，醫(yī)院維修工程師能熟悉SPECT工作原理，及時準確判斷故障進行維修，從而減少設備宕機時間，對醫(yī)院的高效運營就顯得非常關鍵，以下對SPECT的結構、成像原理，以及使用過程中遇到的2例探頭故障的分析排除過程進行介紹，供同行參考。

1 結構及成像原理

1.1 主要部件

Symbia Intevo SPECT主要包括集成線路系統(tǒng)（intergrated circuit system，ICS）、圖像重建系統(tǒng)（image reconstruction system，IRS）工作站、數(shù)據(jù)響應系統(tǒng)（data response system，DRS）工作站、機架[包括核醫(yī)學機架（內含探頭）和CT機架2個部分]、檢查床、SNAC計算機（同步計算機）、運動系統(tǒng)。Symbia Intevo SPECT運動系統(tǒng)主要包括ICS工作站、SNAC計算機、功率控制寄存器（power control register，PCON）、幾何約束（geometric constraints，GCON）部件、HVA（高壓放大板）、LVA（低壓放大板）、高低壓電源、對應的運動電動機及相應的反饋裝置、CAN通信及stop回路（急?；芈罚PECT運動系統(tǒng)構成框圖如圖1所示。

圖1 SPECT運動系統(tǒng)構成框圖

1.2 圖像成像原理

目前，市面上西門子核醫(yī)學機型搭載的探頭主要有Duet、HD和Foresight 3種類型。晶體材料均為NaI晶體，晶體厚度有1、3/8和5/8 in（1 in=25.4 mm）3種。

成像方式：γ射線經由準直器過濾掉散射線后，與閃爍晶體層（NaI晶體）發(fā)生熒光反應產生光子，光子經過光擴散層放大，到達光電倍增管的陰極表面。當光子到達光電倍增管的陰極表面后被陰極吸收并轉化成相應數(shù)量的電子，該電子經過光電倍增管的電流放大作用到達光電倍增管的陽極形成電流輸出（該電流輸出值與到達晶體表面的γ射線強度具有數(shù)學模型上的對應關系）。該電流再經放大板的放大，到達采集電路板進行模數(shù)轉換并加載相應的校正值計算，經由計算機傳至主機并經過處理后形成圖像。

2 故障維修

2.1 故障一

2.1.1 故障現(xiàn)象

系統(tǒng)做骨掃描時，1號探頭突發(fā)無計數(shù)，如圖2、3所示。

圖2 探頭突發(fā)無計數(shù)

圖3 骨掃描探頭故障成像圖內左側無圖像

2.1.2 故障分析

故障發(fā)生在掃描過程中，但檢查可順利進行，僅是圖像出現(xiàn)異常，因此可排除機器運動方面出現(xiàn)問題的可能性。對于該E.CAM雙探頭機型，探頭2是主探頭，探頭1的圖像數(shù)據(jù)是經過探頭2的AEB（采集電路板）共同傳輸?shù)絊NAC主機的，所以根據(jù)故障現(xiàn)象可以確定問題出現(xiàn)在探頭1上。綜合分析，出現(xiàn)該故障的可能原因包括：（1）探頭1通信故障；（2）探頭1的AEB硬件故障；（3）探頭1的圖像校正參數(shù)故障。

2.1.3 故障排查

（1）通過飛1根備用網線或者通過網絡命令來測試探頭1的物理連接是否正常，經測試物理連接正常，排除了探頭1通信故障。

（2）準備約30μCi99mTc點源，打開一個tuning程序，查看探頭1的能峰，發(fā)現(xiàn)能峰在35 keV左右，遠遠偏離能窗（140 keV）。出現(xiàn)這種情況有可能是探頭的校正數(shù)據(jù)導致，可通過2種方法進行判別：①恢復探頭備份數(shù)據(jù)排除校正數(shù)據(jù)的可能性；②通過clear DACs功能將當前數(shù)據(jù)清除，然后用前期準備的30μCi99mTc點源重新做tuning程序，把能峰尋回。故障現(xiàn)象未消除，排除圖像校正參數(shù)故障。

（3）排查探頭的供電。首先檢查OEM（電源模塊）的輸出是否正常（OEM的正常輸出是探頭各電路板正常工作的基礎），再檢查HVM（高壓模塊）是否正常（HVM給光電倍增管提供-100 V和-200 V的高壓）。經檢查，HVM上的高壓燈DS3、DS4、DS5均不亮，說明高壓部分有問題。HVM沒有高壓輸出亦可能非其本身故障，也可能是其后級有短路造成，通過交換探頭1、2的HVM來排除HVM自身故障的可能性。如HVM自身沒有故障，則需繼續(xù)往下級的AEB和PMTs排查，具體如下：觀察AEB上液晶顯示器顯示的系統(tǒng)狀態(tài)或者更換AEB；如探頭內部的PMTs有短路或者連接PMTs的扁平線纜有損壞，則需用到廠家提供的Flex Jumper（柔性跳線），每次bypass（旁路）掉14根扁平電纜中的1根，然后運行Test-Preamp Static Test和Test-FC PADDACs Interface Test這2條命令，根據(jù)反饋的結果來逐條排查14根扁平線纜和與其相連的PMTs。排查出故障的那一路后，需要進一步細化到故障個體時，先打開探頭，露出內部的59個PMTs和線纜，將Flex Extension Cable延長線（需要廠家提供）單獨接到該通路上，每次摘掉其中一個PMTs上的前方板，根據(jù)前述2個test命令來確定具體的故障PMTs。本故障案例中，最終更換了探頭1的AEB并恢復原校正數(shù)據(jù)后，故障排除。

2.2 故障二

2.2.1 故障現(xiàn)象

質控結果超標（如圖4所示）。

圖4 200M均勻度質控結果

2.2.2 故障分析

一般情況下，質控結果超標需要做探頭的全面校正來解決，但校正之前，需要先排除硬件問題。

2.2.3 故障排查

（1）排查過程中，發(fā)現(xiàn)探頭2 tuning不通過，本故障案例中是因為探頭2存在硬件問題，造成tuning不通過，如圖5所示（17、26號光電倍增管有問題）。

圖5 59個光電倍增管工作狀態(tài)指示結果

（2）因每個光電倍增管做功的差異，決定了其性能參數(shù)不完全一樣，需要通過校正源將這59個光電倍增管校正到一定的范圍內。而校正的上下限極值分別為511和-512。本故障案例中，2個光電倍增管分別居于上下限極值，導致無論如何調整，這2個光電倍增管都限制了調整范圍，造成tuning失敗。

（3）更換17、26號這2個光電倍增管后，探頭2 tuning通過；通過探頭校正工具完成全面的探頭校正后，質控指標得到顯著改善，有效視野控制在出廠標準（3.74%）以內（如圖6所示），設備恢復使用。

圖6 更換光電倍增管后的200M均勻度質控結果

3 小結

在美國每年約有2/3以上患有腫瘤、心血管和內分泌系統(tǒng)等疾病的患者接受SPECT檢查，在國內各核醫(yī)學科SPECT作為核醫(yī)學中最基礎、最實用、最重要的顯像設備在核醫(yī)學檢查中廣泛使用。SPECT在實現(xiàn)全身掃描和斷層采集功能時，需要在探頭和機架運動過程中完成數(shù)據(jù)采集，探頭和準直器、鉛屏蔽等大質量部件的同步運動頻繁，電器件老化及環(huán)境溫濕度變化導致原機器參數(shù)和現(xiàn)有的機器狀態(tài)不匹配等[6-7]，容易造成SPECT出現(xiàn)圖像故障、圖像質量變差。在日常維護保養(yǎng)中溫濕度的控制非常重要，溫度變化太大，容易造成晶體開裂，而濕度過高，會影響電子元件的壽命，尤其是容易造成晶體的水解，故探頭部分（晶體）要保持24 h供電，以保證其恒溫和干燥，因此供電不穩(wěn)的使用部門須給SPECT加配UPS電源。SPECT的質控直接影響到診斷的準確度[8-9]，除了對CT部分的日常check up自檢以外，對核醫(yī)學部分也要定期做均勻性校正。

SPECT檢查項目采取預約形式，設備發(fā)生故障時醫(yī)院單純依賴生產廠家的技術支持，維修時效性差、維修成本高，非計劃性停機極易造成病患流失和醫(yī)療糾紛，嚴重影響科室日常工作。醫(yī)院維修工程師若能熟悉SPECT工作原理，定期檢測環(huán)境、保養(yǎng)設備，出現(xiàn)故障及時、準確判斷并進行維修，減少設備宕機時間，對醫(yī)院的運營非常關鍵。