CT球管的故障診斷及合理使用

云慶輝李向東王 政田 越

CT球管的故障診斷及合理使用

云慶輝①李向東①王 政①田 越①

CT機已經(jīng)成為現(xiàn)代醫(yī)院臨床中不可缺少的常規(guī)診斷設(shè)備，其使用頻率高，所產(chǎn)生的社會效益和經(jīng)濟效益好。由于CT機本身價格昂貴，因而維修和維護成本較高，其中主要易耗品是CT球管。了解CT球管的結(jié)構(gòu)和工作原理，掌握球管損壞故障判斷方法，進行相應(yīng)的故障原因分析，并掌握部分球管的修復(fù)方法，充分了解CT球管工作狀況和發(fā)生故障的原因，做到合理地使用CT球管，預(yù)防CT球管故障發(fā)生，延長CT球管的使用壽命，降低CT球管的更換次數(shù)，對降低CT機的使用成本有很大的益處。

球管；維修；故障；體層攝影術(shù)，X線計算機

圖1 球管結(jié)構(gòu)圖

2 球管損壞故障判斷及原因分析

2.1 燈絲開路或半開路

故障現(xiàn)象表現(xiàn)為掃描時有高壓加上，但是無管電流或電流不穩(wěn)定[5]。對于X線管，只要陰極燈絲加熱到有電子發(fā)射能力，在陰陽兩極間加上正向高壓，其兩極間必定有電流通過。因此，在掃描時有高壓而無管電流，在查燈絲供電又正常的情況下，多為球管燈絲開路?？赏ㄟ^直接測量燈絲電阻確認(rèn)，測量的電阻值應(yīng)該在2 Ω以下。如果CT球管燈絲斷開，一般開機會報錯誤信息，提示球管燈絲開路。做JEDI generator heater test時也會報出燈絲開路信息。需要注意的是：有時燈絲處于半開路狀態(tài)，時而通、時而不通，工作時加熱引起開路，而斷電時冷卻又連通，往往引起誤判，需要進行多次測量才能斷定。

2.2 管芯真空度下降或管芯玻殼破損

該故障表現(xiàn)為一啟動掃描就過載報警。造成管芯真空度下降的原因有2種：①由于球管自身或機器控制部分因素造成金屬靶面受損、汽化，引起管內(nèi)真空度降低；②球管長時間不使用，造成管芯有氣體滲入及管芯玻殼有裂紋造成有油滲入，油經(jīng)高溫碳化，產(chǎn)生氣體，造成管芯內(nèi)真空度下降[6]。出現(xiàn)此種情況時，掃描時會報XG FAIL，代碼：30-0324H等，做generator test項中的No load測試，先不卸高壓電纜，帶球管做，一般40 kV都會報球管陰陽極打火，再從hv tank處卸掉陰陽極高壓電纜，在兩電極槽里倒入2～3 cm高壓油絕緣測試，從低kV到高kV,都能正常通過。再將取下的陰陽極高壓電纜插回HV tank原處，將球管一端的陰陽極高壓電纜頭取下，分別插入divider的陰陽極油槽里，做no load,從40 kV向上測試，直到140 kV,重復(fù)140 kV數(shù)次，無打火報錯發(fā)生則可以判斷為球管故障，需更換球管。

2.3 旋轉(zhuǎn)陽極不轉(zhuǎn)

該故障發(fā)生時，CT機不能執(zhí)行掃描指令，報警顯示旋轉(zhuǎn)陽極故障。屬于球管本身引起該故障的原因一般有2種：①旋轉(zhuǎn)陽極定子線圈損壞(開路或短路)；②旋轉(zhuǎn)陽極轉(zhuǎn)子卡死或軸承磨損后間隙過大，通電后分布磁場不均衡而吸死。判斷此種故障可以通過做generator test項中的rotor test,聽球管加速，運行，剎車聲音，測定兩相線包之間的電壓并結(jié)合報錯代碼來綜合評定。

2.4 球管過熱或油循環(huán)停止

CT球管工作時在靶面產(chǎn)生大量的熱量，它是通過冷卻油的循環(huán)系統(tǒng)和風(fēng)扇對油的散熱來保證CT機連續(xù)工作的可靠性和穩(wěn)定性，如果油循環(huán)出故障或風(fēng)扇不能給油散熱，則會使管套內(nèi)溫度升高，引起管殼上溫度報警或管套內(nèi)超壓報警，中止工作，待溫度下降后又可繼續(xù)工作。

2.5 管套內(nèi)高壓打火與球管漏油

此類故障發(fā)生時嚴(yán)重的會中止工作。報警顯示過載(與球管漏氣有相似之處，需仔細(xì)鑒定)；輕微的，機器能正常掃描工作，但在重建圖像上顯示有較規(guī)則的細(xì)條干擾線。在SERVICE菜單里做GSA分析時能看到一條打火的線帶。并伴有從球管中發(fā)出的“啪、啪”高壓打火聲。此時機器雖能工作，但球管已受到破壞，應(yīng)即時停止使用。判斷方法可參照2.2節(jié)。

球管漏油是由于密封件的損壞所造成。

3 球管的修復(fù)

通過上述球管損壞原因的分析，燈絲開路、管芯真空度下降屬于管芯本身的硬性毛病，是無法修復(fù)的。但后3種原因則可分析，只要不屬于球管本身的問題有望修復(fù)。

(1)油泵和散熱風(fēng)扇的損壞：如果是由于該類故障引起CT機不能正常工作，完全可以修復(fù)，因為該系統(tǒng)除了油管連接到管套外，別的部分都和管套分離，獨立成為一個單元，關(guān)鍵是有相應(yīng)的零部件。如油泵、風(fēng)扇等。

(2)管套內(nèi)打火故障：該類故障在球管中比例比較高，以往都是作為損壞報廢處理。因為打火只發(fā)生在管套內(nèi)，而核心部分管芯卻并未損壞?？梢酝ㄟ^專業(yè)的技術(shù)處理加以排除，使其恢復(fù)正常工作。理論上分析，發(fā)生打火的情況有3種：①陽極對地；②陰極對地；③陰極對陽極。密封油管套內(nèi)球管陰陽極之間打火幾乎是不可能發(fā)生的，因為兩極之間相隔甚遠(yuǎn)。因此，打火發(fā)生在單極對地(外殼)之間。打火的原因：①布線位置不合理，高壓線距離外殼過近；②絕緣油質(zhì)量不佳，出現(xiàn)碳化；③最常見的是管套內(nèi)有殘余氣體或有漏油現(xiàn)象，引起放電。故伴隨著高壓打火可以發(fā)現(xiàn)管套內(nèi)有氣體和觀察窗口有油的滲漏現(xiàn)象?？赏ㄟ^換油再抽真空來修復(fù)。球管故障如果是后3種情況所引起，都可以維修。

4 合理使用，預(yù)防CT球管故障

CT球管隨著CT整機的發(fā)展而發(fā)展，由于計算機，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(DAS)以及計算機軟件的快速發(fā)展，長時間，大mA的快速掃描已成為現(xiàn)代螺旋CT成像的必備條件。影響CT球管使用壽命的因素主要有下述3方面。

(1)球管的安裝調(diào)試：對于球管的安裝，應(yīng)該嚴(yán)格按照球管技術(shù)參數(shù)的要求對燈絲電壓、電流等進行調(diào)整，作好POR、BOW、ISO、GENERRETORCAL、PHANTOMCAL等校準(zhǔn)，定期檢測各項參數(shù)并即時調(diào)整[7]。否則不但影響球管壽命，而且影響圖象質(zhì)量，甚至出現(xiàn)偽影。

(2)掃描技術(shù)條件的設(shè)定：條件主要有：kV、mA、掃描時間(球管旋轉(zhuǎn)一周所需時間)、層厚、螺距（PITCH）、掃描范圍、重建方式等參數(shù)。

(3)球管冷卻系統(tǒng)的工作狀態(tài)：工作原理大部分采用風(fēng)-冷卻-油-冷卻-球管的方式，注意觀察球管冷卻系統(tǒng)的工作效率極為重要，最重要的工作就是定期清潔過濾網(wǎng)上的灰塵，使風(fēng)的流速始終保持最佳狀態(tài)，提高冷卻效率[8]。

5 結(jié)果

球管的合理使用主要體現(xiàn)為掃描熱容量的控制，在不影響圖像質(zhì)量的情況下，根據(jù)PHANTOM掃描要求和實際人體掃描圖像，適當(dāng)減低MAS；螺旋掃描患者與軸位掃描患者搭配檢查，根據(jù)不同部位調(diào)整螺距；定期檢查球管供電參數(shù)及冷卻系統(tǒng)工作狀態(tài)。通過以上方法制定各臺CT的工作常規(guī)要求操作人員嚴(yán)格執(zhí)行，經(jīng)過2年多的觀察球管的平均使用壽命有了很大幅度的提高。

[1]仲繼.CT球管使用注意事項及維護保養(yǎng)方法[J].中國醫(yī)療設(shè)備,2010,25(8):124-125.

[2]馬朝輝.CT球管與相關(guān)部件故障的簡單判斷及球管的選購[J].中國醫(yī)學(xué)裝備,2009,6(6):45-46.

[3]魏本正,楊濤.CT X線管的故障判斷及更換[J].醫(yī)學(xué)影像學(xué)雜志,2007,17(8):716.

[4]蔣元林,費軍.CT球管的維護及常見故障的檢修[J].醫(yī)療衛(wèi)生裝備,2007,28(9):97.

[5]徐建章,曲文民.CT球管的故障診斷及排除[J].中國醫(yī)療設(shè)備,2009,24(12):44-45.

[6]陳德章,陳映云,劉東平.CT球管兩例罕見故障維修[J].中國醫(yī)學(xué)裝備,2007,4(1):56.

[7]王時慶,吳新淮,常鈞.CT球管延長使用壽命的探討[J].醫(yī)療設(shè)備信息,2001,16(11):42-43.

[8]董光杰,張愛霞.延長CT機球管壽命的使用技巧[J].中外醫(yī)療,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

云慶輝,男，(1969- ),本科學(xué)歷，高級工程師。第四軍醫(yī)大學(xué)西京醫(yī)院器材設(shè)備科副主任，從事醫(yī)療設(shè)備管理、維修、信息化系統(tǒng)建設(shè)工作。

2012-02-03

①第四軍醫(yī)大學(xué)西京醫(yī)院器材設(shè)備科 陜西 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、散熱器、絕緣油以及一些附屬配件等組成[1]。CT球管(X射線管)是用來產(chǎn)生X射線的裝置，X射線產(chǎn)生的條件是在真空管內(nèi)高速行進的、成束的電子流撞擊鎢或鉬靶時而產(chǎn)生的[2]。工作時X線管燈絲加熱，產(chǎn)生自由電子并云集在陰極附近，當(dāng)升壓變壓器向X線管兩極提供高壓電時(40～150 kV)，陰極與陽極間的電勢差陡增，處于活躍狀態(tài)的自由電子，受強有力電場的吸引，使成束的電子，以高速由陰極向陽極行進，撞擊陽極鎢(或鉬)靶原子結(jié)構(gòu)[3]。此時發(fā)生了能量轉(zhuǎn)換，其中約1%以下的能量形成了X射線，其余99%以上則轉(zhuǎn)換為熱能。前者主要由X線管窗口發(fā)射，后者由散熱設(shè)施散發(fā)。陽極靶面高速旋轉(zhuǎn)的目的是為了散熱，在使用較大管電流(mA)時，電子轟擊靶面，會在轟擊面上產(chǎn)生2600 ℃以上的高溫(鋼鐵在1500 ℃時就開始融化，用鎢或鉬材料的一方面是為了耐高溫)，若不斷更換被轟擊的面，電子就會將靶面打出坑來，導(dǎo)致陽極靶面的損壞[4]。球管結(jié)構(gòu)如圖1所示：