CT故障診斷中如何建立系統化功能化維修思路

陳留群 姚社霞

（正陽縣疾病預防控制中心，河南 正陽463600）

CT技術發展至今，雖然在功能和應用技術方面有了非常大的進步，比如在掃描速度、掃描排數、掃描圖像質量（空間分辨率和密度分辨率）、后處理軟件功能（標準重建、肺重建、細節重建、三維重建、內窺鏡技術、模擬手術刀、血流分析）等，但其基本機構并沒有大的變化，CT的基本結構包括：控制臺—負責人機交流，根據操作者的指令來控制整個系統，兵監測系統是否正常運行；重建單元—負責將探測器采集的原始數據重建為診斷圖像，并在顯示器上顯示出來；高壓單元—負責為球管提供12萬伏以上的高壓，以及為球管燈絲提供激發電流，控制球管旋轉轉陽極旋轉；數據采集單元—負責采樣原始數據；機架控制單元—負責機架部分的控制及反饋。比如機架旋轉、傾斜、射線層厚、機架運動及靜止單元之間的數據傳輸控制等；病人床—負責病人床的運動，如升降、進床、退床等；數據通訊傳輸單元及接口單元—負責CT各個單元之間的控制指令傳輸、校驗以及原始數據的傳輸校驗，安全回路的監測，設備運行狀態的監測等；軟件系統—包括操作系統軟件和應用系統軟件。操作系統軟件一般采用UNIX系統、LINIUX系統、WINNT系統等，醫學方面的用途要求穩定性高，占用系統內存小。

下面是CT設備的基本結構和功能：

圖1

①球管：tube，產生射線。②DAS（數據采集）：GE單排數據采集系統包括23塊通道板，分左中右三部分，中間9塊，左右各7塊，1塊DDP板，1塊CIF板，總共685個有效管道，20個參考通道，3個Q校準通道，12個地通道。③高壓系統：包括接口板、KV控制板，高壓油箱，逆變組件，AC/DC板，濾波板，旋陽板，燈絲板，LVPS板。④Collimator（層厚）：層厚控制器，控制掃描層厚，單排螺旋最小層厚為1MM，層厚控制器采用閉環控制，層厚反饋有編碼器執行，單雙排層厚控制器不通用。⑤SUB板：也叫繼電器板，TGP板控制機架旋轉，床升降，機架傾斜都要通過SUB板。⑥OGP板：旋轉部分控制，操作臺道DAS，JEDI，的通信都要經過OGP板，GPULS2（機架旋轉位置）也要送到OGP板，另一個機架旋轉位置反饋GPELS1送到TGP板，這兩個信號通過兩個光耦來檢測。⑦LVPS：低壓電源板，給高壓系統各班子提供工作電壓，輸出為160 V，15V，—15V，160V用來給燈絲加熱。⑧旋陽板：也叫rotor板，控制球管旋轉陽極工作。⑨DETECTER（探測器）：螺旋機采用固體稀土陶瓷探測器，平掃機采用氣體探測器，探測器主要是把穿過人體的X線變成電流信號再送到DAS進行處理。⑩11○12○DAS接口板：接受來自DAS的原始數據，對信號進行光/電轉換，和校驗。13○吊架：拆裝球管，油箱時用來懸掛吊鏈。14○顯示板：也叫維修面板，維修機器時拆掉前蓋后，要控制床升降進出，機架傾斜，定位燈等操作可通過該板來實現。15○重建板：NPRM重建主板。上面還可插入重建子板（NPRS），重建板主要對來自DAS的原始數據進行重建。增加重建子板可提高重建速度，但要成對添加、16○口板。17○CDROM光驅。18○3.5"磁光驅。19○5"磁光驅。20○顯示器：操作和診斷的窗口。21○伺服電機：帶動機架旋轉。

熟悉了CT設備的基本結構和功能，還必須掌握CT常用術語，在操作CT和檢查故障代碼的時候，經常用到各類CT術語，了解術語的含義對操作維修設備有很大的作用。如控制臺：operator console簡稱DC；機架：Gantry簡稱G比如G—pulse。是機架位置脈沖；球管：Tube；管芯insert；球管燈絲：Filament；球管旋轉陽極：Rotor；高壓：High voltage簡稱HV如高壓郵箱HVTank；高壓電纜HVcable高壓逆變HV inverter；數據采集單元：Date acquisition system簡稱DAS；探測器：Detector簡稱DET；病人床：Table簡稱T；故障：error；功能：Function；顯示器：Moniter；診斷：Diagnotics簡稱Diag；功能簡稱Function Check簡稱FC；更換：Replacement；工具：Tool；校準：Calibration簡稱Cal；模塊校準：Phantom Cal；空氣校準：Air Cal水模校準：Water Cal；調試：adjustment簡稱Adj；重建單元：Reconstraction unit簡稱Recon；原始數據：Raw data；后重建：Retro Recon；重建后圖像：Image；三維圖像3D image簡稱3D；硬件：Hardware；軟件：software掃描協議：Protocal；掃描：Scan；軸向掃描Axial scan；定位掃描Scout scan；螺旋掃描Helical scan；燈絲控制板Heater control board；旋轉陽極控制板rotor control board；千伏控制板KVcontrol board；層后控制器Collimator等。有了好的CT結構認識和對CT常用術語的深入了解，建立系統化功能化維修思路，任何故障基本上都能迎難而解。

如何建立系統化功能化維修思路呢？（1）CT技術發展至今已經非常成熟，其功能化、網絡化、系統化較為全面，各個部件單元都有獨立的功能和控制，這位快速區分故障奠定了基礎。（2）建立流程控制的理念，以系統化的觀點來看待故障，防止陷入維修死角誤區。（3）修機器大忌沒有頭緒地眉毛胡子一把抓，應該冷靜下來，根據故障現象判斷哪個單元有關聯，再通過軟件及硬件地測試來最終確定故障，當然維修工作是個經驗性很強的工種，充分與大家溝通交流，并善于總結，可以更快地解決故障。

首先，要以系統化的觀念來考慮故障的意思，是要建立流程控制的理念。所謂流程控制九是自動控制，所有流程自動控制陡包含以下幾個概念：1：控制部件2：執行部件3：負載部件4：檢測反饋部件。通過這四個部件來形成一個流程的閉環控制系統。比如高壓KV控制，它就是一個典型的流程閉環控制系統。控制部件—KV控制板，負責根據控制臺的指令來控制輸出到球管兩端的電壓，一般為12萬伏；執行部件—高壓逆變器，負責將直流信號變為高頻信號；高壓郵箱，負責將600V電壓變為正負6萬伏高壓；負載部件—球管；檢測反饋部件—反饋回路中反饋電壓，一般通過電阻或者互感器。當出現高壓過流故障時，根據前面所講的，我們需要考慮四個方面，即：控制單元—KV控制板—執行單位—逆變器和高壓油箱。負載單元是球管。檢測及反饋單元是高壓測量板商5歐姆電阻。針對球管我們可以進行冷高壓測試（no losd kv test)；針對高壓逆變器可進行逆變控制測試和逆變器短路測試；針對高壓油箱，沒有測試程序，但可以通過物理檢測盒排除法判斷；針對反饋單位可以直接測量反饋電阻，要求誤差3%；針對KV控制板沒有測試程序，但可以通過觀察狀態指示燈或者進行一些物理測量來判斷。

其次，以功能化的觀念來區分故障：在充分了解設備各個組成部件及各部件功能的基礎上，根據故障信息，首先判定引起這個故障的相關單元或者部件是什么。比如說：系統報告HV System error(高壓故障），那么我們就應該很明確地區考慮高壓單元的各個部件，是KV還是燈絲電路、或者旋轉陽極、或者球管、逆變器等這些部件可以通過測試程序、板件測量、板件指示燈狀態來判斷。比如圖像有偽影，一般有偽影，系統部報錯，但我們通過對系統結構的理解可以知道，產生偽影的主要相關部件是數據采集單元及數據重建單元。那么我們就可以通過一些測試方法來區分是采集單元還是重建單元。常用的方法是用以前正常的原始數據進行重建，如果正常那么就是數據采集的故障，如果不正常，就是重建單元的故障。比如系統在運行過程中死機，根據系統運行控制是由控制臺完成的，那么我們就主要考慮和控制臺相關的各個方面。引起死機的相關因素有那些呢？根據各個部件的功能我們可以找出以下幾個因素：（1）控制臺系統軟件崩潰；（2）系統硬盤損壞；（3）其他與主機進行通訊的板件有故障導致主機與故障版件通訊死循環。經常看可見的是原始數據硬盤損壞，因為這兩者與主機主板有著非常頻繁的數據通訊和交換；（4）其他可能與主機板通訊的部件（較少）。那么下一步就分別進行相關的活動逐項排除。比如安裝軟件或者格式化硬盤來確定第一或者第二故障原因。可以通過格式化原始數據硬盤或者檢測重建板來判斷第三故障原因。

總之，要想成為一個號的CT維修工程師，最后總結三句話：以功能化的觀念來區分故障；以系統化的觀念考慮故障；多和其他有經驗的工程師交流并及時總結記錄。