平板血管造影机的定期校对与检修

孙凯，吕晓辉，李明，宣海奇

卫生部北京医院 医学工程科，北京 100730

平板血管造影机的定期校对与检修

孙凯，吕晓辉，李明，宣海奇

卫生部北京医院 医学工程科，北京 100730

对于应用了数字平板的血管造影机，通过建立一种可由医院工程技术人员操作的定期检修模式，确保血管造影机的正常运转以及图像质量的稳定。

血管造影机；平板探测器；温控报警；图像校准

随着医学影像技术的发展，临床应用的血管造影机正在逐步由传统的I.I-TV影像链方式转变为数字信号从获取、传输、处理到显示的数字化处理流程。血管造影机DSA（Digital Subtraction Angiography）自从20世纪80年代诞生起就由影像增强器、光学部分、视频系统、A/D转换电路组成，直到平板探测器FPD（Flat Panel Detector）的应用，从平板探测器直接获取数字图像的方式开始取代设备原有的影像增强器、光学部分、摄像头及A/D转换电路。其具有所需射线剂量低，无模拟信号传输使图像不失真，便于数字图像处理，余辉小及DQE（量子输出效率）高，减少外围复杂控制部分并降低设备的故障率等特点，是传统的DSA成像方式所不能比拟的。我院的心内科及神经外科先后装备了两台数字平板血管造影机，分别应用于心脏、外周血管以及各种介入造影和治疗工作。

1 检修目的

以平板探测器（FPD）为核心部件的数字血管机取代了原有的影增等部分，设备结构、软件算法、操作流程均发生改变，通过建立一种可由临床科室操作人员、医学工程技术人员日常操作的模式，对设备进行检修并记录相应的数据，不仅确保图像质量便于日后比较，还可对其中一些因素进行分析，确保设备临床应用的稳定性，并能对一些科研项目进行技术支持。

2 检修材料

（1）设备型号：TOSHIBA CAS-810A PHILIPS FD2020。

（2）平板探测器型号：Varian Paxscan (非晶硅) Trixell(非晶硅 ) 。

（3）管球型号：TOSHIBA，液态金属DSRS-T7444 GOS-U。

（4）数据存储磁盘阵列：RAID。

（5）UPS电源： 20kW。

3 检修实施过程

3.1 成像单元主要部件检修

3.1.1 管球校准

对于X光影像设备，图像质量的优劣取决于原始图像的数据，而原始图像的清晰度就与X线剂量密切相关。X线是由管球发出，故对管球进行校准是必要的。管球校准包括进行管球电压、电流的调节。管电压只有在管球由工厂到场地安装或更换时才进行校准；管电流在更换管球和日常检修时都需进行校准。具体操作如下：首先进入系统的操作界面，在键盘上同时按下Ctrl+Alt+Del，将应用界面切换到Service登陆窗口，然后进入维修模式并Utilities 目录下进入Adjustment，最后在HeatData界面下，进行焦点、采集模式、不同剂量的选择后就可以进行当前管电流的校准。按住手闸曝光后生成校正曲线（蓝色），在曲线图中应与红色曲线一致，若不一致需从设备提供的参数表里查找对应值进行补偿，实现校准，如图1；之后进行电流补偿校准，再对管电流进行微调，曝光后生成的曲线应为距阵方波，边角平齐视为正常，如图2。

图1 管电流调整

图2 管电流调整后图像

另外，管球的工作温度是确保其能稳定工作的重要参数，对管球散热和冷却系统的监控十分必要。这台导管管球采用水冷系统，因此在定期检修时要查看水冷机内冷却液高度是否在标准范围内，如有不足，应及时补液。

3.1.2 平板探测器FPD的校准

我院两台设备采用的探测器均为非晶硅平板探测器FPD（Flat Panel Detector），由平板状的像素矩阵、材料涂层、电解层、顶层电极和保护层所组成。导管均采用FPD非晶硅间接平板探测器（CSI,aSi Photodiods），其在行和列的方向上都与外电路相接并被编码，在专门的控制电路作用下按一定规律把各个像素的存储电荷读出，具有10bit或12bit的输出信号。图像采集过程为：X射线→碘化铯涂层→可见光→非晶硅光敏二极管→（TFD）阵列→非晶硅薄膜晶体管（TFT）阵列→数字信号。正是由于FPD替代了影像增强器，将接收的X线转变为数字信号的过程对影像设备的图像质量起着决定性的作用，平板探测器使用一定年限或经过一定次数的曝光后，老化、损坏是不可避免的。

一般5个以内的坏点可以用软件来弥补，但坏点达到10个以上就是一片白点，而且随着曝光次数增加，坏点就会变成坏道。在坏点刚刚出现的时候应及时向厂方提出维修的要求。按照理论，平板探测器在3～6个月之间必须要做一次校准。TOSHIBA CAS-810A具体操作如下：首先从维修登陆界面进入，再在Adjust目录下进入FPD-Adjust,然后在Setup（FPD Mode）窗口中选择对应模式FPDMode5，其他参数默认即可进行曝光校准，最后将探测器取得的数值和计算机中的LUT表进行对比（设备本身提供8条LUT曲线），选择其中最佳的一条做为校准LUT应用。为确保图像质量稳定，对FPD的温度必须要求恒定。非晶硅怕潮，在使用中应尽量严格地按照厂家的要求控制机房的环境, 一定要在机房内安装抽湿器和空调，否则非晶硅会损坏得比较快。偏差不超过±0.5℃/2min，若超过温度范围或工作异常，设备将切断X线，使整机停止工作，这样会使手术医生束手无策，而患者将有生命危险，因此必须确保FPD的工作温度，定期检修时要查看FPD冷却液的液面，确保平板工作温度在26℃。

3.2 机械运动部分检修

3.2.1 导管检查床

DSA的检查床是目前技术含量最高的检查床，不仅能够像CT床一样步进、升降，还能旋转一定角度配合C臂做检查，并且床面可以向一侧倾斜一定角度以配合导管进入。检查床有定期与不定期两种检修方式，其中定期检修流程为：① 定期检查床基座部分的升降、旋转系统，以及控制床动作的电机马达有无异响，察看齿轮咬合情况，并用干净纱布擦拭各条滑动导轨、轴承滑轨，清理干净后涂上润滑机油；② 察看主要方向控制电位器的静态阻值范围是否符合参数要求，出现阻值突变或无变化时，应更换；③ 查看电线及信号线有无磨损，有无漏电短路或接地不良。不定期检修主要是每次手术后，应由技术员及时清洁床面，避免出现残留造影剂或其他液体损坏机器的情况。

3.2.2 C臂机架

为确保C臂机架的运动性能良好，对C臂机架的运动零部件也应进行定期检查和保养，将故障隐患消除在萌芽状态。具体步骤如下：① 拆下落地C臂架的外罩和成像系统架外罩，依次检查其运动时的工作情况；② 查看球管及FPD冷却系统的接头是否牢固；③ 查看FPD光纤线是否牢固，走线有无死弯；④ 查看传动带、涡轮减速器、链条、链轮及螺杆有无磨损，并用干净纱布进行擦拭，然后用润滑机油进行润滑。

3.3 数据管理单元的检修

随着DSA数字化成像技术的应用，医生可以更加快速、高效地得到病人的数据，而大量数据的后处理、管理、保存就显得尤为重要。对东芝CAS-810DSA进行数据计算，它每帧采集的数据量大小为：1024×1024×12bits或512×512×10bits。由于目前导管数据量相对较大，如接入PACS则占用存储空间太多，并且其他科室调阅其图像的需求不多，故目前大多采用导管设备本身配置磁盘阵列连通PACS以满足图像融合的要求。在日常检修时，工程技术人员应注意以下几点：

（1）数据磁盘阵列的容量监测。磁盘阵列的可用空间会在界面上显示，在日常工作时应对其进行查看，一般达到90%就应对磁盘空间进行清空或刻盘保存。磁盘阵列的容量为设备本身配置的磁盘空间大小，并且配置成RAID的方式。操作人员应查看磁盘可用空间容量，如系统显示：RAID300G（overwrite）表示可用空间剩余300G；overwrite为磁盘状态自动写入时清空最早的图像。

（2）磁盘阵列硬盘运行状态。定期检修应注意磁盘阵列的硬盘指示灯是否正常，如果发现某块磁盘的指示灯异常，就要及时通知公司准备硬盘以备更换，确保数据安全。在检修时，我们将设备停机后，再把阵列中的可插拨磁盘依次拆下，进行灰尘清洁，这会使磁盘取得更好的散热效果，也可使磁盘的寿命延长。虽然已经将磁盘配置为RAID3结构，但是一旦有2块硬盘同时发生故障时，设备将无法启动，因此日常对磁盘阵列的检修极为重要。

3.4 血管融合后处理的质量控制

图3 DSA检测体模

图像融合功能应做定期的质控，确保图像融合的精确程度。平板血管机获得的是数字化的图像，基于医院的PACS系统，可以将CT、MR等设备的DICOM图像进行三维的融合，并在手术中给医生直观的显示。目前高端的平板血管机均配有融合功能，以我院装备的PHILIPS FD20/20为例，在日常应进行有关图像融合的定期质控工作，具体应用导管设备所带的融合专用检测体模（如图3所示）。在设备融合工作站上打开相应融合质控界面，将融合检测体模放置到导管检查床上的相应部位，在界面中依据融合检测的流程逐步确认，设备对体模进行若干次曝光后，会将参数自动调整并记录，使得融合后的图像保持准确无误。

3.5 设备运行环境的检修

3.5.1 机房空调

空调系统对设备运行的稳定性至关重要，在检修过程中依次对空调的过滤网进行清洁，对温控单元进行测试，并安装温控报警设备，一旦温度过高，该设备将自动拨号至相应的部门，确保事件得到及时有效的处理。

3.5.2 UPS不间断电源

UPS的电池每年应进行定期充放电，确保电池的效能，避免在紧急停电或倒闸时电池失效。在检修时先将设备与UPS断开，然后用一台5匹空调（或其他负载）连接UPS将电池用尽，即完成电池放电，接着再次对电池进行充电，会使电池获得良好的特性，确保UPS的不间断运行。

3.6 显示屏的检修

3.6.1 触摸控制屏的检修

导管设备在床旁的悬吊显示器和控制台的操作屏均有触摸功能，便于医生与技术员操作，但手术时会有某些液体溅到显示器上，造成触摸屏按键失灵，因此在日常检修时可以用拧干后的酒精纱布对显示器的屏幕四周进行擦拭。通过对触摸屏的维修经验发现这种方法效果很好，避免了由于触摸屏故障造成设备无法操作的情况。

3.6.2 图像高分辨屏的检修

导管设备配置6台高分辨率的显示屏用于查看图像，由于FPD已经取代原有的影增方式，数字信号取代了模拟信号传输，所以信号失真大大减小，显示屏输出的图像更加接近原始图像。在日常检修时，将TG18工作组提供的标准图像显示到各个显示器,对显示器用专业软件进行校准，确保输出的图像质量（如图4所示）。

图4 TG18 标准图

4 结论

FPD 数字化血管造影系统由 FPD 取代传统的 I.I-TV 影像链，省去了中间环节（I.I、光学系统、摄像头、模/数转换器）的多次转换，从 FPD 上直接获取数字化图像，避免了传统影像链多个环节传输所造成的失真、噪声及分辨率下降，减少了复杂的外围控制部分，使控制更为直接简单，显示出传统 I.I-TV 血管造影系统所无法比拟的技术优势。从装机到现在，经过一年多的使用，无论从硬件到软件，还是从机器部分到电路部分，在这台影像设备的定期检修及保养过程中我们总结出了由医院工程技术人员可操作的一套检修流程，在确保设备稳定运行、获得较高的图像质量方面起到了积极、重要的作用。

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Regular Proofreading and Troubleshooting of Flat Panel Digital Subtraction Angiography System

SUN Kai, LV Xiao-hui,LI Ming, XUAN Hai-qi
Medical Engineering Department, Beijing Hospital, Beijing 100730, China

R197.39；TH774

B

10.3969/j.issn.1674-1633.2011.02.032

1674-1633(2011)02-0099-03

2010-10-22

2010-10-26

作者邮箱：bjpacs@sina.com

Abstract:Regarding to the DSA which applied digital flat panel detector, we designed a regular maintenance mode, which can be operated by engineers, thus to ensure the steady operation of DSA and high quality images.

Key words:DSA ; FPD; temperature controlling alarm; image calibration