西门子ECAM SPECT维修2例

潘颖 王健

(南通市第一人民医院核医学科 江苏南通 226000)

西门子ECAM SPECT维修2例

潘颖 王健

(南通市第一人民医院核医学科 江苏南通 226000)

本文介绍了西门子ECAM SPECT的工作原理,维护保养方法及常见故障的分析排除。

SPECT 热敏电阻 机械故障 校正

单光子发射型计算机断层仪(SPECT)检查的原理是把标记在不同载体上的放射性同位素注射入人体内,放射性同位素通过人体的新陈代谢被带到全身。因载体的不同,不同组织对核素的吸收和分布是不同的。单光子发射型计算机断层仪(SPECT)的作用就是探测从人体内发射出来的射线,经探头电路和计算机的处理,形成核素在人体内的分布图像。医生通过核素的分布情况,做出诊断。

SPECT的核心部分是探头。探头由以下几部分组成:碘化钠晶体,光导,光电倍增管,探头电路,采集计算机和处理计算机。由于人体内的射线是360°全方位发射的,要得到可分辨的清晰的图像,探头前面还必须加上准直器。只有与准直器孔径方向一致的射线才能通过准直器,打到碘化钠晶体上面。射线打到铊激活的碘化钠晶体上后,射线能量会被晶体吸收,而晶体被激活后会发出荧光。晶体发出的荧光被其后的光电倍增管接受,通过光电效应,荧光被转换为光电倍增管内的光电子。这些光电子的数量很少,还无法形成有效的电信号。而光电倍增管的另一个作用,就是通过多极放大,把数量不多的光电子逐级放大,光电子数目不断增加,最后形成可用的电信号。从光电倍增管输出的模拟信号的大小正比于示踪核素能量。光电倍增管的电信号再经探头电路,形成能量信号E,位置信号X和Y。能量和位置信号经过采集计算机的一系列处理,形成了二维的图像数据,这些数据被送到处理计算机后,可被进一步处理,形成三维断层图像。

综上所述,探头是SPECT的核心部分。图像的质量和稳定性基本上是由探头决定的。而稳定的温湿度环境和良好的维护保养,对探头的稳定性和可靠性是至关重要的。探头的最重要部件是晶体。晶体是一个面积大(54cm×39cm),厚度小(0.95cm)的类似于玻璃的物体。温度的急剧变化会使晶体裂解,仪器对温度的要求是每小时温差不得大于4.4°。湿度过大则会使晶体潮解,在图像上产生亮暗斑点或不规则伪影,使图像质量大幅下降,甚至无法使用。因此机房要保持恒温干燥。当然,探头表面严禁外力敲打碰撞,这些都会造成晶体裂解损坏。而晶体是无法单独更换的,晶体损坏或潮解,就只能更换整个探头,费用是非常昂贵的。探头的另一个要求是24h通电。这是因为探头的内部温度对图像质量是有影响的。而探头在长时间断电以后,需要较长时间重新达到温度平衡和稳定(要求4h)。因此,为了得到最佳的图像,而又避免长时间的等待,建议保持探头24h通电。另外,持续通电也能保持光电倍增管的稳定状态。此外电压的变化对光电倍增管有很大影响,因此要配备稳压电源使电压保持稳定。

良好的维护和保养会大大减少仪器的故障率。现将我院西门子ECAM在使用期间的2次维修过程介绍如下。

1 仪器无图像信号

注射了放射性药物的病人置于探头视野中,但显示计数为零,且本底信号也没有。关机后重新开机,显示Camera power up diagnostics fail,提示探头开机诊断故障。因为错误信息提示探头问题,首先检查探头部分。而第一个检查对象当然为探头电源。因为如果电源部分有问题,探头是无法正常工作的。比较幸运的是,打开探头盖子后检查发现,果然探头电源出现故障,没有任何输出电压。进一步检查发现,探头电源上的保险丝已熔断。一般保险丝熔断说明电路主回路中有比较严重的短路存在。经检查电路板上的功率型NTC(负温度系数热敏电阻)击穿,呈现明显的烧糊状。这里NTC元件在探测器的电源中起到瞬间限流保护作用。220V交流电首先通过桥式整流变成脉动直流,送至脉宽调制器(PWM)中,再产生探头所需的各路输出电压。由于滤波电容C上的电压不能突变,开机瞬间容抗趋于零,故瞬间充电电流(浪涌电流)很大,容易对器件造成损坏。此时电路中的NTC就发挥作用了。因为刚启动电源时NTC阻值较高,瞬间限流效果很好,但伴随着电流通过发出的热量,其阻值迅速减少,所以在电源回路中使用功率型NTC热敏电阻,是抑制开机浪涌电流保护电子设备免遭破坏的最为简便而有效的措施。

NTC热敏电阻击穿一般不会熔断保险丝,所以应该还有其他部分的短路存在。进一步检查发现整流桥也被击穿了。更换整流桥及热敏电阻,再仔细检查没有发现其他元器件问题。重新开机后,探头电源恢复正常,故障排除。

2 机械故障

ECAM(单探头)的机械运动有五个不同的运动轴:机架旋转,探头进出,前,后扫描床的升降以及前床的进出。这五个运动轴的控制原理都是一样的。它们有共同的运动主控板(MECP,PMAC)和运动电压板(VBUS)。除了机架旋转驱动板有更大的功率外,其他运动轴的驱动板都是相同的。具体的运动部分都由马达,编码器,电位器和零位开关组成。马达的速度控制由编码器信号控制。根据单位时间内收到的编码器脉冲数目,控制器可以知道运动速度的快慢,并相应做出调整。

运动轴的位置信号由编码器和电位器共同提供。编码器有更高的精度和可靠性,但普通编码器有个很大的缺点:普通编码器只能提供相对位置信息,即从零位开关起始的脉冲计数值。这个脉冲计数值在关机以后就会丢失。重新开机后,编码器必须先找到零位开关,才能开始计数。每次开机后,都需要进行Home操作,这个操作的目的就是要找到零位开关,这样编码器才能开始工作。但问题是,重新开机后,单靠编码器是无法确定应该往哪个方向运动才能找到零位开关。

电位器虽然精度和可靠性较差,但电位器能完全弥补普通编码器的缺点。电位器提供的是绝对位置信息,它只和运动轴的机械位置有关,而不会随着开机,关机而丢失。那么两个位置信号会不会造成控制混乱呢？ECAM不仅没有这个问题,而且利用这两个信号相互检查,而多了一道安全控制。这是通过运动轴的校准(Calibration)来完成的。对于新机安装,或者运动轴相关部件更换后,都要进行运动轴的校准。运动轴校准是从零位开关开始的。此时,编码器计数为零,而电位器的电阻值初值也必须在一个允许的范围内,否则需要对电位器初值进行调整。随后,运动轴会在整个行程范围内运动一遍。此时,控制板会记录相应的编码器计数值和电位器的电阻值。这样,控制器就得到了每个位置上(电位器值)应该有的,相对应的编码器的值。在用户的日常操作当中,每当该运动轴到达该位置(电位器值),就应该有相应数目的校准时记录的编码器值。如果两者误差过大,控制部分就会报错,错误代码为M65。电位器的问题是可靠性差。电位器老化后会造成读数不准确,或者内部接触不良造成读数跳变,从而产生错误。我们曾遇到这类问题,如M65错误:在一次单探头前位骨扫描结束后探头应该旋转至床下方以进行病人后位扫描。此时出现M65错误,机架不能旋转。经检测,发现是电位器的问题。更换旋转电位器后,仪器恢复正常。

还有一次骨扫描时探头不能贴近,扫描无法进行。做home后,显示M45错误,即床机械错误。当床的前后位置不在零位时做home的话,马达就空转,Home不能结束。我们怀疑是由于床的in/out机械位置发生了偏差导致,于是做前床进出运动轴的位置校正PHS in/out calibration.校正中发现前床进出的位置电位器数值(初值)超出可接受范围,于是关机。拆开床头挡板,卸下电位器的传动带,再开机,在电位器与传动带分离的情况下仔细调节电位器初值至可接受范围。关机,再将电位器与传动带连接,开机做Home,Home通过,探头可以贴近,仪器恢复正常。

[1]刘长国.DIACAM单光子ECT的DTPS板维修及电源组件代换[J].医疗设备信息,2006,5:100.

[2]李召勇,王新强.SPECT故障的分析判断浅谈[J].医疗卫生装备,2000,6:49～51.

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1674-0742(2012)04(c)-0178-02

2012-01-05