电子计算机断层扫描设备故障分析及预防对策研究

2018-08-29侯洪涛

中国医学装备 2018年8期

张峰缪洁侯洪涛

文章编号] 1672-8270(2018)08-0103-04 [中图分类号] R812 [文献标识码] A

目前，我国的CT设备仍需要依赖国外进口，而国外厂商出于维护自身利益的考虑，对于设备的维修设置了一些障碍，其中包括不提供详细图纸，在机器中设置有时间限制的维修密码等[2-3]。因此，许多医院不得不花费大量的资金购买国外厂商的保修服务，若能探索出排除、维修乃至预防故障的方法和技术，将避免给医院带来巨大的经济损失。为此，本研究采用根本原因分析(root cause analysis， RCA)法进行全面的统计，分析其发生故障的原因、特点和规律，并提出相应的预防策略和措施。

1 根本原因分析法与CT设备故障分析

1.1 根本原因分析法

RCA法是一种回溯性失误分析工具，分析已发生的不良事件，从错误中找出系统中的弱点并加以矫正，以避免类似事件再发生。RCA法包括程序测试法、观察法和工具测试法。

1.2 CT设备故障分析

医院放射科1台在用的双64排CT设备于2011年启用，至2016年共6年的时间。采用RCA法对6年来该设备出现的故障进行统计和分类。

(1)程序测试法。利用诊断程序对CT可能产生故障的部位进行判断是最有效的。此外，多数故障是由于参数漂移而引起，只须进行重新校正或者调整即可查明。

(2)观察法。即注意观察系统上电时的正常工作状态.特别是电源部分和各电路板上的指示灯，不同的指示灯，代表着不同运行状态。同时也要注意CT正常工作时的声音，通过故障时产生的特殊声音来帮助查找故障。如旋转电极的异常噪音，提示可能将发生球管损坏。机械运行的磨擦声音，平时是均匀的.出现故障时可能伴有异常或不均匀的摩擦声。

(3)工具测试法。其主要工具是万用表、示波器。通常在电路图和硬件框图的帮助下进行。通过测试关键点的电压或波形，进行故障分离。缩小到一个部件后，再进一步检测，确认故障。

2 CT设备故障原因分析结果

2.1 故障分类

通过RCA法针对CT设备2011-2016年发生的故障，进一步将其分为软件故障、硬件故障和人为故障3种类型，见表1。

表1 CT设备2011-2016年故障分类

2.2 故障分布

对CT设备2011-2016年故障分布、故障类型及类别进行统计分析，其结果见表2。

2.3 故障分布比例

在CT设备故障分布比例中，扫描架旋转控制系统故障所占比例最高，接近30%；高压发生与控制系统故障所占比例最低，只有7.27%，如图1所示。

图1 CT设备2011-2016年故障分布比例示图

表2 2011-2016年故障分布统计表

3 CT设备故障原因分析及预防对策

3.1 扫描参数不当故障

(1)故障原因分析。由于扫描参数不当而造成的故障较多，占总故障的24.19%。CT设备的每个参数都是在一定的条件下创建，如果外部环境和设备状况发生了变化，参数也会发生相应的变化，因此参数表也应该做出相应的调整，否则图像会有伪影，或者根本不能扫描[4]。参数表定期调整的主要原因是CT探测器，无论是气体型还是固体型，都容易受到环境变化的影响，当环境温度和湿度发生变化时探测器的特性曲线将有重大变化。此外，CT设备一般有600～900个探测器，环境温湿度发生变化时，其特性变化不均匀[5]。采样电路中的模拟电路也更易受环境变化的影响。X射线管会发生老化，随着时间的推移，即使电压和电流输入相同，也会产生不同强度的X射线，从而影响采样值。因此，参数表应随着环境和设备的更改及时进行正确的调整，使其始终得到令人满意的图像[6-7]。

(2)故障预防措施。尽可能保持室内温湿度不变。具体做法是扫描房间内配有大功率空调和除湿机，24 h连续工作。此外，为了尽量减少扫描室的打开时间，每日早上正式扫描前对CT设备进行空气校正。在正常扫描过程中，如扫描室内温湿度发生大幅度变化时，应立即进行空气校正。关机必须严格按照操作程序逐步退出操作程序，否则可能会损坏参数表。应该为主机和操作台配备不间断电源，以免突然停电时参数表被破坏。每6个月随着设备状况的变化，应运行1次全面调整程序，重建参数表[8-9]。

3.2 配电分配系统故障

(1)故障原因分析。造成此类故障较多(占24.19%)，主要包括保险丝烧坏或保护开关跳闸，有时也会出现继电器触点接触不良或温度开关的过载保护。由于配电分配系统的工作原理已经得到澄清，这些故障一般比较容易找到。此外，当保险丝烧坏或保护开关跳闸的时候，可以通过肉眼发现。

(2)故障预防措施。每日开机前，先检查交流电源的外部电压是否处于正常水平，三相是否平衡，如果外部电压过高、过低或三相不平衡均可能导致烧坏保险丝或保护开关跳闸；每6个月检查继电器触点和保护开关的状态，发现问题应立即处理或更换[10-11]。

3.3 扫描架旋转控制系统故障

(1)故障原因分析。造成此类故障所占比例最高(接近30%)，对于采用皮带驱动的CT，常见的故障是皮带老化、轴承磨损、马达碳刷磨损或积碳、驱动模块损坏以及马达过载导致保险烧毁等。对于采用环形马达驱动方式的CT，常见的故障是轴承磨损、驱动模块损坏、控制模块损坏等[12]。

(2)故障预防措施。对于采用皮带驱动方式的CT而言，应每6个月检查1次皮带的松紧、皮带是否有裂纹、轴承是否有异响、马达碳刷的磨损和积碳情况等。最好每隔6个月给轴承加少许润滑油，并清洗马达碳刷的积碳。对于采用环形马达驱动方式的CT而言，应每6个月给轴承加少许润滑油。

3.4 扫描床的故障

(1)故障原因分析。所占比例也较高(接近15.32%)，由于扫描床的水平位置和垂直位置都是通过多圈电位器来感应，故长时间旋转而导致的磨损将不可避免地造成接触不良，特别是水平位置电位器，扫描一个患者需要重复转动数十次，是故障率最高的组件之一，通常每2年应更换1次[13]。此外，各种保护开关和导线接触不良也是频繁发生的故障。这是因为扫描床运动的时候，会导致一些导线一起运动，长时间可能导致导线和开关接触不良。根据实践经验，大多数扫描床故障是由于水平位置的电位器磨损、保护开关和导线接触不良引起，而由控制板损坏造成的故障很少见。

(2)故障预防措施。每隔1年，给垂直驱动电机、螺杆、“剪刀”装置的轴上少许润滑油；每隔1年，检查1次水平驱动皮带，查看松紧是否合适，是否有开裂、短齿及缺齿现象；每隔1年，检查1次各保护开关的接触状况，如发现接触不良应及时清洗或更换。

3.5 高压发生与控制系统故障

(1)故障原因分析。所占比例最低(只有7.27%)。最常见的故障是整流可控硅、高压滤波电容及高压电缆等老化而被击穿[14-15]。

(2)故障预防措施。每1年对整流电路和逆变电路进行1次除尘处理，由于其两部分电路在高温高压下工作，部件表面容易吸尘而影响部件散热，遇到潮湿天气会导致短路。每1年检查1次高压电缆插头，接触是否良好，是否有烧黑的现象。由于接触不良或老化引起绝缘不良均可能导致高压发生器过载而烧毁组件。经常检查X射线管的工作状况，如有打火或旋转阳极驱动故障应及时排除，以免引起高压发生器过载。