X线电子计算机断层扫描装置CT的原理及其常见故障

摘 要：根据X线电子计算机断层扫描装置（CT）的基本工作原理，介绍该设备整机结构及主要部件功能，分析其在临床使用中常见的故障，并给出最优的维修策略，从而降低设备的维修成本。

关键词：X线电子计算机断层扫描装置（CT）;原理;故障诊断;检修

一、 X线电子计算机断层扫描装置

（CT）是利用精确准直的X线束、γ射线、超声波等，与灵敏度极高的探测器一同围绕人体的某一部位做一个接一个的断面扫描，具有扫描时间快，图像清晰等特点，可用于多种疾病的检查的医疗器械。检查时X线电子计算机断层扫描装置（CT）是通过X射线束对人体某部一定厚度的层面进行扫描，由探测器接收透过该层面的X射线并输入计算机处理，根据人体不同组织对X线的吸收与透过率的不同分析数据进行处理后，就可摄下人体被检查部位的断面或立体的图像，发现体内任何部位的细小病变。由于X线电子计算机断层扫描裝置（CT）诊断它的特殊诊断价值尤其是是在肿瘤诊断上价值，已成为各医院放射科必备的诊断设备。

二、 基本原理

CT是用X射线束对人体某部一定厚度的层面进行扫描，由探测器接收透过该层面的X射线，转变为可见光后，由光电转换变为电信号，再经模拟/数字转换器（analog/digital converter）转为数字，输入计算机处理。盘中。经数字/模拟转换器（digital/analog converter）把数字矩阵中的每个数字转为由黑到白不等灰度的小方块，即像素（pixel），并按矩阵排列，即构成CT图像。所以，CT图像是重建图像。每个体素的X射线吸收系数可以通过不同的数学方法算出。它根据人体不同组织对X线的吸收与透过率的不同，利用灵敏度极高的仪器对人体进行测量，然后将测量所获取的数据输入电子计算机，电子计算机对数据进行处理后，就可摄下人体被检查部位的断面或立体的图像，发现体内任何部位的细小病变。

三、 设备结构

X线电子计算机断层扫描装置（CT）是由扫描系统、数据采集系统、计算机及图像重建系统三部分组成。其中扫描系统包括扫描机架、扫描床、X线管芯（球管）、套管组件、高压发生器、准直器、X线过滤器。数据采集系统包括探测器、数据通道、数据通道选择开关、数据缓冲器以及软件和硬件系统。实际操作中球管和探测器的较为复杂需要返厂维修或更换。

四、 常见故障及处理

（一）故障现象一

设备曝光后工作站显示图像有伪影

1. 故障分析

（1）探测器损坏：探测器的某一个或某些损坏或探测效率降低引起。

（2）X射线管（球管）辐射输出降低：射线量不足导致剂量降低。

（3）X射线管（球管）位置或准直器的调整不佳：造成剂量的不足。

2. 故障的排查与维修

（1）X线管（球管）辐射能力的降低是产生环状伪影的重要原因之一。此时X线管（球管）的射线输出不稳定，时高时低。因此应当判断环状伪影是由X线管引起。

（2）判断是否积分电路损坏：积分电路的损坏可能是单一的也可能是成组的。积分电容最容易损坏的是电路板上的滤波电容（击穿）。

（3）检查是否调整的原因：X线管（球管）的准直器的位置调整不佳导致X线管（球管）发出的X射线相当一部分被准直器阻拦而不能穿透人体到达探测器。这种情况下表现的是辐射量明显不足。在探测器没有明显的损坏的情况下有可能X线管（球管）和准直器的位置调整不佳导致伪影的产生。需要重新进行调整定位。但是调整后需要做大量的校正。

（二）故障现象二

扫描床不能升降，操作台显示器没有任何故障代码。

1. 故障分析

（1）限位开关：限位开关损坏导致扫描床无法升降：（2）步进电机：步进电机损坏或电机齿轮卡死。

2. 故障的排查与维修

（1）该机为了安全起见在扫描床安装了限位开关，按下限位开关后导通松开后断开，发现扫描床有明显的下降后又不能升降，将扫描床手动摇至底端后按机架升床按钮故障消失。（2）由资料可知扫描床的水平移动是由步进电机带动皮带而实现的，步进电机的供电来自由机架。拆开扫描床上的盖板，仔细观察后发现步进电机齿轮被来自病人身上掉落的发卡卡住，将发卡清理干净故障排除。

五、 结语

X线电子计算机断层扫描装置（CT）在实际使用中很难达在理想环境下工作，因此需要医学工程师定期为其保养，主要是清理灰尘，从而提高设备的使用寿命。在维修设备时，应从原理着手，从结构分析，熟悉模块结构，分清模块功能，逐级排除问题，从而提高自身的维修能力。

参考文献：

[1]石明国.现代医学影像技术学[M].西安：陕西科学技术出版社，2007.

[2]贾克斌.数字医学图像处理、存档及传输技术[J].科学出版社，2006.

[3]余晓锷，卢广文.CT设备原理/结构与质量保证[M].北京：科学出版社，2005.

作者简介：

达志鹏，新疆维吾尔自治区人民医院医疗器械中心。