双能X 线骨密度仪的工作原理、故障分析及预防性维护

徐丹丹，唐森财

（1.福建省中医药科学院设备科；2.福建中医药大学附属第二人民医院设备科，福建 福州 350003）

骨密度（BMD Bone Mineral Density）——全称是骨骼矿物质密度，是反映骨骼强度的一个重要指标，单位是克/每平方厘米（g/cm²），它是一个绝对值。骨密度越高，说明骨骼越健康，随之发生骨折的风险就越低。反之，骨密度越低，发生骨折的风险就越高。随着人们生活水平的提高和对健康的重视，越来越多的人开始重视骨骼的健康，越来越多的人会进行骨密度的检测。骨密度仪就是临床或者科研上用来检测人体或者动物骨密度的一种仪器。骨密度仪从五十多年前起步到现在，发展非常快速。双能X 线骨密度仪和超声骨密度仪是目前使用最多最普遍的骨密度仪，其中双能X 线骨密度仪因其扫描速度快、精确度高、辐射小、操作方便等优点而被世界卫生组织（WHO）认定为骨密度检测的“金标准”。双能X 线骨密度为骨质疏松早期检测和防治提供更科学的依据，因此做好其预防性维护和保养，对其故障分析就显得尤为重要。本文综合分析了多种典型故障以及引起这些故障的多种可能原因及相应的解决办法，希望可以为同行在维修此类设备时提供一定的借鉴和帮助。

1 双能X 线骨密度仪工作原理

双能X 线骨密度仪的工作原理，简单地说就是利用X 射线穿过人体组织时，因为不同组织的密度不同，X 射线的衰减不同来进行骨密度的测量。由于骨骼的密度大于软组织的密度，所以，X 射线穿过骨骼时的衰减会大于X 射线穿过软组织时的衰减。具体来说就是双能X 线骨密度仪会产生高、低两种不同能量的射线，这两种射线通过人体后，分别被人体的骨骼和软组织吸收，探测器将接收到的信号传给计算机进行处理，将高低能量的结果相减，消除软组织对骨密度的影响，从而得出骨矿物质含量。双能X 线骨密度仪工作原理如图1 所示。

图1 工作原理

2 双能X 线骨密度仪的典型故障

2.1 开机故障

故障现象：开机时，电脑与设备之间无信号，设备不工作。电脑屏幕显示“Error in function CMotorDecice GetPosLimiPosition”。

分析原因：出现此种情况，原因主要有几种：（1）发出信号故障。也就是骨密度仪的主板或主要部件出现问题，不能向电脑发出信号；（2）传输信号故障。也就是电脑与骨密度仪之间的“桥梁”——数据线有问题，骨密度仪发出的指令无法通过数据线正确的传给电脑；（3）接收信号故障。也就是作为接收端的电脑出现故障，无法接收到由骨密度仪发出的信号。

解决办法：我们本着由易到难、由简单到复杂的原则，一一排除故障。首先关闭电脑，用万用表逐一检查电脑信号板上的二极管、三极管，大功率电容等元器件，发现这些元器件均正常，由此可以判定故障不是发生在接收端。然后拆下连接电脑和骨密度仪的数据线，用万用表的蜂鸣档进行通断检查，发现数据线存在断点，于是更换新的数据线，然后给电脑重新开机，发现通信故障恢复。由此说明故障就是存在数据线上，作为信号接收端的电脑和发出端的骨密度仪均正常，不存在问题。

2.2 每日质控故障

故障现象：双能X 线骨密度仪在每天开机的时候，必须进行QA，以确保检测的准确性。在进行QA 时，屏幕显示“每日质控失败”。

分析原因：当QA 不通过时，最有可能引起此种现象的原因有以下几种：（1）脊柱假体放置错位；（2）球管发出X线异常；（3）X 线接收部分或信号处理部分异常。脊柱假体的正确放置，必须使脊柱假体上的白点朝向扫描床的左侧，即脚端的位置，并与扫描床的背面平行，对齐激光十字标线与白点，使激光十字标线居于白点的中央且与脊柱假体相平行。当脊柱假体放置错位的时候，扫描臂扫描不到脊柱假体，QA 也就通不过。此外，当球管发出X 线异常或者X 线接收部分或信号处理部分异常时，QA 也通不过。因此，要及时检查球管，看球管是否损坏，以及探测器是否正常。

解决办法：首先要排除人为操作的原因，重新放置脊柱假体，反复进行校准。

故障仍未排除时，检查球管，如果球管发出X 线异常，及时更换球管，然后再次进行校准，如果校准通过，问题得到解决，如果校准不通过，那么就及时检查探测器及其周边辅助模块及电路板。经检测周边模块及电路板未发现异常，那么问题可能出现在探测器本身。经更换探测器后，QA 校准通过，问题得以解决。

2.3 扫描臂故障

故障现象：骨密度仪在工作的时候发出异常响声，紧接着扫描臂停止运动。

分析原因：骨密度仪的扫描臂和检查床之间是通过电机和皮带进行连接的。在检查的过程中，扫描臂在电机和皮带的带动下不停的来回移动，来扫描病人身体的不同部位。随着人们健康意识的不断提高，来检查骨密度的人不断的增加，检查人次屡创新高，骨密度仪的使用的频率和工作时间都不断的增加，而扫描臂长时间的移动会导致内部电机轴承的损坏。以维修记录为例，大约每半年时间就需要更换一次轴承。这也就提醒我们，在日常的工作中，要及时的检查和保养扫描臂内部电机轴承，发现问题及时更换，以免影响骨密度仪的正常使用。

解决办法：打开扫描臂，发现电机轴承磨损严重，更换新轴承，重新安装，开机运行，机器运转正常，故障得以排除。

3 预防性维护

要想使骨密度仪长期处于一个良好的使用状态，降低故障发生率，提高使用寿命，做好日常的维护和保养是必不可少的一个重要措施。对于日常的维护和保养，建议做到以下几点：（1）保持良好的工作环境。骨密度仪对工作环境的要求：温度15 ～25℃，湿度40%～60%。（2）保持房间的洁净程度，每天用吸尘器进行打扫，防止房间里灰尘太多损坏电路板，但对于骨密度仪内部不建议进行除尘工作。（3）设备要专人专管专用，以便可以更好地掌握和了解设备的运行情况，进一步降低设备故障发生率。（4）必要时单位可以制定对大型仪器设备的使用和管理的考核评价机制，从制度上来督促管理人员做好仪器设备的维护和保养。

4 结语

对双能X 线骨密度仪的故障进行统计分析，发现大部分故障的根本原因是由其内部各种数据线断路或者短路引起的，而这些又是由于扫描臂不停的移动造成的。特别说明的是，在更换这些数据线的时候，最好使用原厂的带有屏蔽功能的数据线，以免产生干扰。另外，故障的提示信息非常的有用，可以帮助我们快速的查找到故障发生的原因，从而可以快速排除故障。以上的一些总结希望可以对工程师在维修这类设备时提供一定的借鉴和帮助。