平板血管造影機的定期校對與檢修

孫凱，呂曉輝，李明，宣海奇

衛生部北京醫院 醫學工程科，北京 100730

平板血管造影機的定期校對與檢修

孫凱，呂曉輝，李明，宣海奇

衛生部北京醫院 醫學工程科，北京 100730

對于應用了數字平板的血管造影機，通過建立一種可由醫院工程技術人員操作的定期檢修模式，確保血管造影機的正常運轉以及圖像質量的穩定。

血管造影機；平板探測器；溫控報警；圖像校準

隨著醫學影像技術的發展，臨床應用的血管造影機正在逐步由傳統的I.I-TV影像鏈方式轉變為數字信號從獲取、傳輸、處理到顯示的數字化處理流程。血管造影機DSA（Digital Subtraction Angiography）自從20世紀80年代誕生起就由影像增強器、光學部分、視頻系統、A/D轉換電路組成，直到平板探測器FPD（Flat Panel Detector）的應用，從平板探測器直接獲取數字圖像的方式開始取代設備原有的影像增強器、光學部分、攝像頭及A/D轉換電路。其具有所需射線劑量低，無模擬信號傳輸使圖像不失真，便于數字圖像處理，余輝小及DQE（量子輸出效率）高，減少外圍復雜控制部分并降低設備的故障率等特點，是傳統的DSA成像方式所不能比擬的。我院的心內科及神經外科先后裝備了兩臺數字平板血管造影機，分別應用于心臟、外周血管以及各種介入造影和治療工作。

1 檢修目的

以平板探測器（FPD）為核心部件的數字血管機取代了原有的影增等部分，設備結構、軟件算法、操作流程均發生改變，通過建立一種可由臨床科室操作人員、醫學工程技術人員日常操作的模式，對設備進行檢修并記錄相應的數據，不僅確保圖像質量便于日后比較，還可對其中一些因素進行分析，確保設備臨床應用的穩定性，并能對一些科研項目進行技術支持。

2 檢修材料

（1）設備型號：TOSHIBA CAS-810A PHILIPS FD2020。

（2）平板探測器型號：Varian Paxscan (非晶硅) Trixell(非晶硅 ) 。

（3）管球型號：TOSHIBA，液態金屬DSRS-T7444 GOS-U。

（4）數據存儲磁盤陣列：RAID。

（5）UPS電源： 20kW。

3 檢修實施過程

3.1 成像單元主要部件檢修

3.1.1 管球校準

對于X光影像設備，圖像質量的優劣取決于原始圖像的數據，而原始圖像的清晰度就與X線劑量密切相關。X線是由管球發出，故對管球進行校準是必要的。管球校準包括進行管球電壓、電流的調節。管電壓只有在管球由工廠到場地安裝或更換時才進行校準；管電流在更換管球和日常檢修時都需進行校準。具體操作如下：首先進入系統的操作界面，在鍵盤上同時按下Ctrl+Alt+Del，將應用界面切換到Service登陸窗口，然后進入維修模式并Utilities 目錄下進入Adjustment，最后在HeatData界面下，進行焦點、采集模式、不同劑量的選擇后就可以進行當前管電流的校準。按住手閘曝光后生成校正曲線（藍色），在曲線圖中應與紅色曲線一致，若不一致需從設備提供的參數表里查找對應值進行補償，實現校準，如圖1；之后進行電流補償校準，再對管電流進行微調，曝光后生成的曲線應為距陣方波，邊角平齊視為正常，如圖2。

圖1 管電流調整

圖2 管電流調整后圖像

另外，管球的工作溫度是確保其能穩定工作的重要參數，對管球散熱和冷卻系統的監控十分必要。這臺導管管球采用水冷系統，因此在定期檢修時要查看水冷機內冷卻液高度是否在標準范圍內，如有不足，應及時補液。

3.1.2 平板探測器FPD的校準

我院兩臺設備采用的探測器均為非晶硅平板探測器FPD（Flat Panel Detector），由平板狀的像素矩陣、材料涂層、電解層、頂層電極和保護層所組成。導管均采用FPD非晶硅間接平板探測器（CSI,aSi Photodiods），其在行和列的方向上都與外電路相接并被編碼，在專門的控制電路作用下按一定規律把各個像素的存儲電荷讀出，具有10bit或12bit的輸出信號。圖像采集過程為：X射線→碘化銫涂層→可見光→非晶硅光敏二極管→（TFD）陣列→非晶硅薄膜晶體管（TFT）陣列→數字信號。正是由于FPD替代了影像增強器，將接收的X線轉變為數字信號的過程對影像設備的圖像質量起著決定性的作用，平板探測器使用一定年限或經過一定次數的曝光后，老化、損壞是不可避免的。

一般5個以內的壞點可以用軟件來彌補，但壞點達到10個以上就是一片白點，而且隨著曝光次數增加，壞點就會變成壞道。在壞點剛剛出現的時候應及時向廠方提出維修的要求。按照理論，平板探測器在3～6個月之間必須要做一次校準。TOSHIBA CAS-810A具體操作如下：首先從維修登陸界面進入，再在Adjust目錄下進入FPD-Adjust,然后在Setup（FPD Mode）窗口中選擇對應模式FPDMode5，其他參數默認即可進行曝光校準，最后將探測器取得的數值和計算機中的LUT表進行對比（設備本身提供8條LUT曲線），選擇其中最佳的一條做為校準LUT應用。為確保圖像質量穩定，對FPD的溫度必須要求恒定。非晶硅怕潮，在使用中應盡量嚴格地按照廠家的要求控制機房的環境, 一定要在機房內安裝抽濕器和空調，否則非晶硅會損壞得比較快。偏差不超過±0.5℃/2min，若超過溫度范圍或工作異常，設備將切斷X線，使整機停止工作，這樣會使手術醫生束手無策，而患者將有生命危險，因此必須確保FPD的工作溫度，定期檢修時要查看FPD冷卻液的液面，確保平板工作溫度在26℃。

3.2 機械運動部分檢修

3.2.1 導管檢查床

DSA的檢查床是目前技術含量最高的檢查床，不僅能夠像CT床一樣步進、升降，還能旋轉一定角度配合C臂做檢查，并且床面可以向一側傾斜一定角度以配合導管進入。檢查床有定期與不定期兩種檢修方式，其中定期檢修流程為：① 定期檢查床基座部分的升降、旋轉系統，以及控制床動作的電機馬達有無異響，察看齒輪咬合情況，并用干凈紗布擦拭各條滑動導軌、軸承滑軌，清理干凈后涂上潤滑機油；② 察看主要方向控制電位器的靜態阻值范圍是否符合參數要求，出現阻值突變或無變化時，應更換；③ 查看電線及信號線有無磨損，有無漏電短路或接地不良。不定期檢修主要是每次手術后，應由技術員及時清潔床面，避免出現殘留造影劑或其他液體損壞機器的情況。

3.2.2 C臂機架

為確保C臂機架的運動性能良好，對C臂機架的運動零部件也應進行定期檢查和保養，將故障隱患消除在萌芽狀態。具體步驟如下：① 拆下落地C臂架的外罩和成像系統架外罩，依次檢查其運動時的工作情況；② 查看球管及FPD冷卻系統的接頭是否牢固；③ 查看FPD光纖線是否牢固，走線有無死彎；④ 查看傳動帶、渦輪減速器、鏈條、鏈輪及螺桿有無磨損，并用干凈紗布進行擦拭，然后用潤滑機油進行潤滑。

3.3 數據管理單元的檢修

隨著DSA數字化成像技術的應用，醫生可以更加快速、高效地得到病人的數據，而大量數據的后處理、管理、保存就顯得尤為重要。對東芝CAS-810DSA進行數據計算，它每幀采集的數據量大小為：1024×1024×12bits或512×512×10bits。由于目前導管數據量相對較大，如接入PACS則占用存儲空間太多，并且其他科室調閱其圖像的需求不多，故目前大多采用導管設備本身配置磁盤陣列連通PACS以滿足圖像融合的要求。在日常檢修時，工程技術人員應注意以下幾點：

（1）數據磁盤陣列的容量監測。磁盤陣列的可用空間會在界面上顯示，在日常工作時應對其進行查看，一般達到90%就應對磁盤空間進行清空或刻盤保存。磁盤陣列的容量為設備本身配置的磁盤空間大小，并且配置成RAID的方式。操作人員應查看磁盤可用空間容量，如系統顯示：RAID300G（overwrite）表示可用空間剩余300G；overwrite為磁盤狀態自動寫入時清空最早的圖像。

（2）磁盤陣列硬盤運行狀態。定期檢修應注意磁盤陣列的硬盤指示燈是否正常，如果發現某塊磁盤的指示燈異常，就要及時通知公司準備硬盤以備更換，確保數據安全。在檢修時，我們將設備停機后，再把陣列中的可插撥磁盤依次拆下，進行灰塵清潔，這會使磁盤取得更好的散熱效果，也可使磁盤的壽命延長。雖然已經將磁盤配置為RAID3結構，但是一旦有2塊硬盤同時發生故障時，設備將無法啟動，因此日常對磁盤陣列的檢修極為重要。

3.4 血管融合后處理的質量控制

圖3 DSA檢測體模

圖像融合功能應做定期的質控，確保圖像融合的精確程度。平板血管機獲得的是數字化的圖像，基于醫院的PACS系統，可以將CT、MR等設備的DICOM圖像進行三維的融合，并在手術中給醫生直觀的顯示。目前高端的平板血管機均配有融合功能，以我院裝備的PHILIPS FD20/20為例，在日常應進行有關圖像融合的定期質控工作，具體應用導管設備所帶的融合專用檢測體模（如圖3所示）。在設備融合工作站上打開相應融合質控界面，將融合檢測體模放置到導管檢查床上的相應部位，在界面中依據融合檢測的流程逐步確認，設備對體模進行若干次曝光后，會將參數自動調整并記錄，使得融合后的圖像保持準確無誤。

3.5 設備運行環境的檢修

3.5.1 機房空調

空調系統對設備運行的穩定性至關重要，在檢修過程中依次對空調的過濾網進行清潔，對溫控單元進行測試，并安裝溫控報警設備，一旦溫度過高，該設備將自動撥號至相應的部門，確保事件得到及時有效的處理。

3.5.2 UPS不間斷電源

UPS的電池每年應進行定期充放電，確保電池的效能，避免在緊急停電或倒閘時電池失效。在檢修時先將設備與UPS斷開，然后用一臺5匹空調（或其他負載）連接UPS將電池用盡，即完成電池放電，接著再次對電池進行充電，會使電池獲得良好的特性，確保UPS的不間斷運行。

3.6 顯示屏的檢修

3.6.1 觸摸控制屏的檢修

導管設備在床旁的懸吊顯示器和控制臺的操作屏均有觸摸功能，便于醫生與技術員操作，但手術時會有某些液體濺到顯示器上，造成觸摸屏按鍵失靈，因此在日常檢修時可以用擰干后的酒精紗布對顯示器的屏幕四周進行擦拭。通過對觸摸屏的維修經驗發現這種方法效果很好，避免了由于觸摸屏故障造成設備無法操作的情況。

3.6.2 圖像高分辨屏的檢修

導管設備配置6臺高分辨率的顯示屏用于查看圖像，由于FPD已經取代原有的影增方式，數字信號取代了模擬信號傳輸，所以信號失真大大減小，顯示屏輸出的圖像更加接近原始圖像。在日常檢修時，將TG18工作組提供的標準圖像顯示到各個顯示器,對顯示器用專業軟件進行校準，確保輸出的圖像質量（如圖4所示）。

圖4 TG18 標準圖

4 結論

FPD 數字化血管造影系統由 FPD 取代傳統的 I.I-TV 影像鏈，省去了中間環節（I.I、光學系統、攝像頭、模/數轉換器）的多次轉換，從 FPD 上直接獲取數字化圖像，避免了傳統影像鏈多個環節傳輸所造成的失真、噪聲及分辨率下降，減少了復雜的外圍控制部分，使控制更為直接簡單，顯示出傳統 I.I-TV 血管造影系統所無法比擬的技術優勢。從裝機到現在，經過一年多的使用，無論從硬件到軟件，還是從機器部分到電路部分，在這臺影像設備的定期檢修及保養過程中我們總結出了由醫院工程技術人員可操作的一套檢修流程，在確保設備穩定運行、獲得較高的圖像質量方面起到了積極、重要的作用。

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Regular Proofreading and Troubleshooting of Flat Panel Digital Subtraction Angiography System

SUN Kai, LV Xiao-hui,LI Ming, XUAN Hai-qi
Medical Engineering Department, Beijing Hospital, Beijing 100730, China

R197.39；TH774

B

10.3969/j.issn.1674-1633.2011.02.032

1674-1633(2011)02-0099-03

2010-10-22

2010-10-26

作者郵箱：bjpacs@sina.com

Abstract:Regarding to the DSA which applied digital flat panel detector, we designed a regular maintenance mode, which can be operated by engineers, thus to ensure the steady operation of DSA and high quality images.

Key words:DSA ; FPD; temperature controlling alarm; image calibration