CT球管的故障诊断及合理使用

云庆辉李向东王 政田 越

CT球管的故障诊断及合理使用

云庆辉①李向东①王 政①田 越①

CT机已经成为现代医院临床中不可缺少的常规诊断设备，其使用频率高，所产生的社会效益和经济效益好。由于CT机本身价格昂贵，因而维修和维护成本较高，其中主要易耗品是CT球管。了解CT球管的结构和工作原理，掌握球管损坏故障判断方法，进行相应的故障原因分析，并掌握部分球管的修复方法，充分了解CT球管工作状况和发生故障的原因，做到合理地使用CT球管，预防CT球管故障发生，延长CT球管的使用寿命，降低CT球管的更换次数，对降低CT机的使用成本有很大的益处。

球管；维修；故障；体层摄影术，X线计算机

图1 球管结构图

2 球管损坏故障判断及原因分析

2.1 灯丝开路或半开路

故障现象表现为扫描时有高压加上，但是无管电流或电流不稳定[5]。对于X线管，只要阴极灯丝加热到有电子发射能力，在阴阳两极间加上正向高压，其两极间必定有电流通过。因此，在扫描时有高压而无管电流，在查灯丝供电又正常的情况下，多为球管灯丝开路。可通过直接测量灯丝电阻确认，测量的电阻值应该在2 Ω以下。如果CT球管灯丝断开，一般开机会报错误信息，提示球管灯丝开路。做JEDI generator heater test时也会报出灯丝开路信息。需要注意的是：有时灯丝处于半开路状态，时而通、时而不通，工作时加热引起开路，而断电时冷却又连通，往往引起误判，需要进行多次测量才能断定。

2.2 管芯真空度下降或管芯玻壳破损

该故障表现为一启动扫描就过载报警。造成管芯真空度下降的原因有2种：①由于球管自身或机器控制部分因素造成金属靶面受损、汽化，引起管内真空度降低；②球管长时间不使用，造成管芯有气体渗入及管芯玻壳有裂纹造成有油渗入，油经高温碳化，产生气体，造成管芯内真空度下降[6]。出现此种情况时，扫描时会报XG FAIL，代码：30-0324H等，做generator test项中的No load测试，先不卸高压电缆，带球管做，一般40 kV都会报球管阴阳极打火，再从hv tank处卸掉阴阳极高压电缆，在两电极槽里倒入2～3 cm高压油绝缘测试，从低kV到高kV,都能正常通过。再将取下的阴阳极高压电缆插回HV tank原处，将球管一端的阴阳极高压电缆头取下，分别插入divider的阴阳极油槽里，做no load,从40 kV向上测试，直到140 kV,重复140 kV数次，无打火报错发生则可以判断为球管故障，需更换球管。

2.3 旋转阳极不转

该故障发生时，CT机不能执行扫描指令，报警显示旋转阳极故障。属于球管本身引起该故障的原因一般有2种：①旋转阳极定子线圈损坏(开路或短路)；②旋转阳极转子卡死或轴承磨损后间隙过大，通电后分布磁场不均衡而吸死。判断此种故障可以通过做generator test项中的rotor test,听球管加速，运行，刹车声音，测定两相线包之间的电压并结合报错代码来综合评定。

2.4 球管过热或油循环停止

CT球管工作时在靶面产生大量的热量，它是通过冷却油的循环系统和风扇对油的散热来保证CT机连续工作的可靠性和稳定性，如果油循环出故障或风扇不能给油散热，则会使管套内温度升高，引起管壳上温度报警或管套内超压报警，中止工作，待温度下降后又可继续工作。

2.5 管套内高压打火与球管漏油

此类故障发生时严重的会中止工作。报警显示过载(与球管漏气有相似之处，需仔细鉴定)；轻微的，机器能正常扫描工作，但在重建图像上显示有较规则的细条干扰线。在SERVICE菜单里做GSA分析时能看到一条打火的线带。并伴有从球管中发出的“啪、啪”高压打火声。此时机器虽能工作，但球管已受到破坏，应即时停止使用。判断方法可参照2.2节。

球管漏油是由于密封件的损坏所造成。

3 球管的修复

通过上述球管损坏原因的分析，灯丝开路、管芯真空度下降属于管芯本身的硬性毛病，是无法修复的。但后3种原因则可分析，只要不属于球管本身的问题有望修复。

(1)油泵和散热风扇的损坏：如果是由于该类故障引起CT机不能正常工作，完全可以修复，因为该系统除了油管连接到管套外，别的部分都和管套分离，独立成为一个单元，关键是有相应的零部件。如油泵、风扇等。

(2)管套内打火故障：该类故障在球管中比例比较高，以往都是作为损坏报废处理。因为打火只发生在管套内，而核心部分管芯却并未损坏。可以通过专业的技术处理加以排除，使其恢复正常工作。理论上分析，发生打火的情况有3种：①阳极对地；②阴极对地；③阴极对阳极。密封油管套内球管阴阳极之间打火几乎是不可能发生的，因为两极之间相隔甚远。因此，打火发生在单极对地(外壳)之间。打火的原因：①布线位置不合理，高压线距离外壳过近；②绝缘油质量不佳，出现碳化；③最常见的是管套内有残余气体或有漏油现象，引起放电。故伴随着高压打火可以发现管套内有气体和观察窗口有油的渗漏现象。可通过换油再抽真空来修复。球管故障如果是后3种情况所引起，都可以维修。

4 合理使用，预防CT球管故障

CT球管随着CT整机的发展而发展，由于计算机，数据采集系统(DAS)以及计算机软件的快速发展，长时间，大mA的快速扫描已成为现代螺旋CT成像的必备条件。影响CT球管使用寿命的因素主要有下述3方面。

(1)球管的安装调试：对于球管的安装，应该严格按照球管技术参数的要求对灯丝电压、电流等进行调整，作好POR、BOW、ISO、GENERRETORCAL、PHANTOMCAL等校准，定期检测各项参数并即时调整[7]。否则不但影响球管寿命，而且影响图象质量，甚至出现伪影。

(2)扫描技术条件的设定：条件主要有：kV、mA、扫描时间(球管旋转一周所需时间)、层厚、螺距（PITCH）、扫描范围、重建方式等参数。

(3)球管冷却系统的工作状态：工作原理大部分采用风-冷却-油-冷却-球管的方式，注意观察球管冷却系统的工作效率极为重要，最重要的工作就是定期清洁过滤网上的灰尘，使风的流速始终保持最佳状态，提高冷却效率[8]。

5 结果

球管的合理使用主要体现为扫描热容量的控制，在不影响图像质量的情况下，根据PHANTOM扫描要求和实际人体扫描图像，适当减低MAS；螺旋扫描患者与轴位扫描患者搭配检查，根据不同部位调整螺距；定期检查球管供电参数及冷却系统工作状态。通过以上方法制定各台CT的工作常规要求操作人员严格执行，经过2年多的观察球管的平均使用寿命有了很大幅度的提高。

[1]仲继.CT球管使用注意事项及维护保养方法[J].中国医疗设备,2010,25(8):124-125.

[2]马朝辉.CT球管与相关部件故障的简单判断及球管的选购[J].中国医学装备,2009,6(6):45-46.

[3]魏本正,杨涛.CT X线管的故障判断及更换[J].医学影像学杂志,2007,17(8):716.

[4]蒋元林,费军.CT球管的维护及常见故障的检修[J].医疗卫生装备,2007,28(9):97.

[5]徐建章,曲文民.CT球管的故障诊断及排除[J].中国医疗设备,2009,24(12):44-45.

[6]陈德章,陈映云,刘东平.CT球管两例罕见故障维修[J].中国医学装备,2007,4(1):56.

[7]王时庆,吴新淮,常钧.CT球管延长使用寿命的探讨[J].医疗设备信息,2001,16(11):42-43.

[8]董光杰,张爱霞.延长CT机球管寿命的使用技巧[J].中外医疗,2009,28(23):178.

CT tube fault diagnosis and its proper use

YUN Qing-hui, LI Xiang-dong, WANG Zheng, et al

In the modern hospitals, CT machine has become a vital routine diagnostic equipment in clinical medical work. It has been used frequently and produced remarkable social and economic benefits. However, due to its expensive price, it will lead a high cost of maintenance, especially for its tube. Therefore, it will have a great benefit on reduce the CT machine used cost by understanding the tube structure, operating principle and method of diagnose tube faults, analyzing the faults and tube repairing. In addition, it is better to fully understand tube working status and faults reasons in order to use CT tube properly and prevent the tube from faults. As a result, it extends working life of the tube and reduces the replacement of the tube times.

Tube; Maintenance; Fault; Tomography, X-ray computed

1672-8270(2012)07-0074-03

TH774

A

1 CT球管概述

云庆辉,男，(1969- ),本科学历，高级工程师。第四军医大学西京医院器材设备科副主任，从事医疗设备管理、维修、信息化系统建设工作。

2012-02-03

①第四军医大学西京医院器材设备科 陕西 西安 710032

China Medical Equipment,2012,9(7):74-76.

[First-author's address]Department of Equipment Management, Xijing Hospital, Fourth Military Medical University, Xi’an 710032, China.

CT球管主要是由管芯、管套、散热器、绝缘油以及一些附属配件等组成[1]。CT球管(X射线管)是用来产生X射线的装置，X射线产生的条件是在真空管内高速行进的、成束的电子流撞击钨或钼靶时而产生的[2]。工作时X线管灯丝加热，产生自由电子并云集在阴极附近，当升压变压器向X线管两极提供高压电时(40～150 kV)，阴极与阳极间的电势差陡增，处于活跃状态的自由电子，受强有力电场的吸引，使成束的电子，以高速由阴极向阳极行进，撞击阳极钨(或钼)靶原子结构[3]。此时发生了能量转换，其中约1%以下的能量形成了X射线，其余99%以上则转换为热能。前者主要由X线管窗口发射，后者由散热设施散发。阳极靶面高速旋转的目的是为了散热，在使用较大管电流(mA)时，电子轰击靶面，会在轰击面上产生2600 ℃以上的高温(钢铁在1500 ℃时就开始融化，用钨或钼材料的一方面是为了耐高温)，若不断更换被轰击的面，电子就会将靶面打出坑来，导致阳极靶面的损坏[4]。球管结构如图1所示：