MEDIX90雙能X線骨密度儀基本原理及故障維修

孫少平，楊開泰，李元俊，李 斌，周云波

(云南省玉溪市人民醫院 醫學工程科，云南玉溪653100)

MEDIX90雙能X線骨密度儀基本原理及故障維修

孫少平，楊開泰，李元俊，李 斌，周云波

(云南省玉溪市人民醫院 醫學工程科，云南玉溪653100)

本文以法國MEDILINK公司的MEDIX90 X線雙能骨密度儀為例，介紹幾例該設備故障現象，分析其原因及排除的方法。

骨密度儀;原理;故障維修

0 前言

隨著醫學科學技術的發展，單光子骨密度檢測部位的單一性，結果不穩定性再也不能滿足臨床診療需求，單純依靠骨密度值低來預測骨折是不全面的。為了更加準確、全面的預測骨骼強度，了解骨組織的結構和形態，為臨床醫生提供能夠測量量化/質化骨結構的完善骨密度檢測工具，我院2012年底引進法國MEDILINK公司的MEDIX 90型雙能X線骨密度儀。

MEDIX90雙能X線骨密度儀是目前世界上最先進的骨密度分析儀器之一，可以快速精確地檢測全身各個部位的骨密度及骨礦含量，能夠快速診斷不同類型的骨質疏松癥。對人體各部位骨鈣含量檢測具有很高的精確度及準確度，既可了解骨質疏松情況，又可監測骨折治療效果，便于臨床醫師針對各種情況制訂相關治療方案。另外MEDIX90雙能X線骨密度儀可對多個感興趣區域單獨分析及多個區域骨礦密度及肌肉脂肪組織構成任意比較，極大擴展了雙能X線骨密度儀在營養、制藥、科研和運動醫學領域的應用范圍。該設備是確診骨質疏松、骨質密度異常分布的首選設備，在國內目前只有少數幾家醫院使用。

1 雙能X線骨密度儀基本原理

1.1 雙能X線吸收法(Dual Energy X－ray Absorptiometry)基本原理

雙能X射線穿過人體骨骼和軟組織后，其X射線的吸收方程［2］為:

其中:

IO=射線始強度(光子/秒);

I=吸收后射線強度(光子/秒);

M=分析物質總量(克/平方厘米);

μ=衰減系數(克/平方厘米);

L為低能(40keV)能量的下標;

H為高能(65keV)能量的下標;

S，B分別代表軟組織和骨骼的下標。

兩種射線的能量設置在40keV和65keV，也就是骨質密度檢查分析中常用的能量水平，使用低能量射線可以檢測到分析系統中兩個不同部分的微小變化。射線始強度和吸收后射線強度均可以直接測量，衰減系數取決于使用的不同方法(使用已經公布的相關數字是最簡單易行的方法)。

其分析物質總量可以根據以下公式計算得出:

其中:

RS是軟組織在40keV和65keV的衰減系數比，而RB是骨骼在40keV和65keV的衰減系數比。

1.2 MEDIX90雙能X線骨密度儀的基本原理和系統構成

雙能X線骨密度儀基本原理是采用雙能X線吸收法(Dual Energy X－ray Absorptiometry，簡稱DEXA)即就是利用X光管發射的X射線經過吸收過濾后，將連續能量的X線分成高低兩種能量的X線，該射線穿過人體后，分別測出它們穿過骨骼和軟組織后的強度，根據骨骼和軟組織對不同能量的吸收特性，計算出骨礦物含量［3，4］。

MEDIX90雙能X線骨密度儀采用雙能X光吸收技術進行測量，這個系統由裝備有奔騰1.0以上的視窗操作系統進行監測。腰椎、股骨、前臂和全身等不同位置都可以診察到。此設備通過脈沖式產生高、低雙能X線，采用筆形束進行智能掃描，可根據受測者生理參數(身高、體重等)自動調整掃描參數及掃描范圍。X線發生器和探測器都可以在X和Y方向上移動，探測器通過探測不被身體組織吸收的X射線來提供測量部位的骨密度。

2 MEDIX90雙能X線骨密度儀故障分析

2.1 掃描臂停止運動故障

故障現象:機器在運行過程中出現響聲，運行一段時間后，機器左側掃描臂不能動作。

維修與分析:根據發出響聲部位，查詢故障所在位置。拆開掃描臂，發現內部電機軸承由于長時間運行，磨損嚴重，更換新軸承，重新安裝，試機觀察機器運行正常，無響聲。此機器左側掃描臂和檢查床之間是通過電機和皮帶連接的，病人檢查過程中，掃描臂會在電機和皮帶的帶動下，不斷的移動位置，進行病人多個部位的掃描。掃描臂長時間移動就會出現內部電機軸承的損壞，由于病人量較多和使用較頻繁，在使用一年多時間里已經更換兩次軸承。在日常的維護和保養中，發現有類似問題，應及時檢查、處理故障，以免更加嚴重的故障發生，影響正常檢查工作。

2.2 采集板故障

故障現象:機器的掃描臂移動到病床中點位置時，機器突然斷電，重新開機時，開不了機。

維修與分析:根據故障現象，首先懷疑機器電源板出現短路現象，檢查電源板，各線路正常，輸入輸出正常。檢查連接電源板的采集板，發現采集板FU3保險燒壞，重新更換新的同參數的保險還是燒壞。檢查采集板上的4個保險的電壓值正常，FU1為 3V、FU2為 －5V、FU3為 5V、FU4為12V，即判斷采集板供電正常。檢測采集板上的連接線，發現J16(連接掃描臂的鍵盤面板)和J17(連接掃描臂的緊急開關)接線在掃描臂移動到病床中點位置時就會出現短路現象(時好時壞)，重新制作新的數據線后，開機后機器正常運行。通過以上處理，觀察數天，再無發生此故障。MEDIX90雙能X線骨密度儀的掃描臂可以根據需要沿著病床位置移動，每掃描一個病人都需要移動數次，連接控制面板和采集板的數據線也會隨著掃描臂的運動來回不斷的移動，在運行過程中就會出現內部連線之間相互摩擦產生短路現象，導致掃描臂運行到某個位置時自動停止保護。這也是此設備在設計時的缺陷，經常會出現類似數據線短路的問題。

2.3 激光點消失、質控不穩定

故障現象:機器掃描臂在運行至病床中間位置時，紅色激光點消失。同時在掃描病人或做質控時，常報 0x4(scanner error)和 0x6(Generator fault)錯誤。

維修與分析:根據故障現象，首先檢查機器球管和探測器，均正常。經過反復檢查和測試，發現球管連接探測器的電源線(CA015120線)有短路現象，重新做電源線，更換后機器正常運行。連續觀察幾天后，發現質控不穩定，有時候偏高或偏低，懷疑可能是因為空氣濕度過大引起。MEDIX90雙能X線骨密度儀在一定的條件下才會正常運行:溫度: 20～28℃;濕度:20% ～80%;質量控制的穩定性可以確保該儀器的精確度和已進行檢測的可靠性，所以操作人員每天在對病人進行檢查前都要執行質量控制。通過一段時間的觀察，檢查室各項條件已經符合設備正常工作的要求，但是在做質控時，BMD值仍然漂移，調整adj系數無效。對機器進行全面的檢查，當發射射線時，磁盤轉速反饋值上萬轉;停止射線時，轉速正常，由此確定這種現象是由逆變干擾導致。故障原因是由于之前更換的CA015120電源線不帶屏蔽功能，導致質控一直漂移，不穩定。最后，廠家發來原裝帶屏蔽功能的CA015120電源線后，機器運行正常，質控穩定，各項參數正常。由此可見，一個小小的疏忽都會影響整個維修效果。

MEDIX90雙能X線骨密度儀雖然是目前世界上最先進的骨密度分析儀器之一，但是在日常的使用過程中也發現了一些缺陷。該機器大部分故障都是由于其內部不斷移動的各類數據線短路或者斷路引起的，希望可以以此為醫學工程師們維修該類型機器提供一些思路和手段。

3 結論

本文主要介紹雙能X線骨密度儀的基本原理以及MEDIX90型骨密度儀的常見故障，對故障的原因和解決過程進行詳細的分析。對維修人員處理類似的故障提供一定的幫助，以便做好日常的維修維護工作，保證臨床檢查工作的順利進行。

［1］楊宗炎.骨質疏松與骨密度儀進展［J］，中國醫療器械信息，2005，11(2):39－41.

［2］蔡建新，包尚聯，王衛東，等.雙能X線骨密度儀的原理和結構［J］，核電子學與探測技術，1996，16(6):424－426.

［3］孫黎明.雙能X線骨密度儀原理及質量控制［J］.醫療設備信息，2007，22(9):37－39.

［4］曾錦清，楊東，潘弟.雙能X線骨密度儀測量原理和維修校準的技術分析［J］.臨床醫學工程，2008，15(9):31－33.

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