西門子Sensation系列多排螺旋CT檢查床系統原理及故障解析

金英濤 林 鑫

西門子Sensation系列多層螺旋CT是基于P30平臺的機型，該平臺具有技術成熟、故障率低以及運行穩定可靠等優點。目前，該系列主要有Sensation 16、Sensation 40和Sensation 64等機型，已廣泛應用于各級醫院，但隨著使用年限的增加，設備會出現各種故障現象，尤其是機械運動比較頻繁的檢查床(patient handing system，PHS)系統[1]。為此，通過Sensation系列機型PHS系統的組成及工作原理，根據對該系列機型的日常使用及維護，對常見故障進行分析總結，并重點探討經典案例的故障分析與處理。

1 PHS系統的構成與原理

1.1 PHS的組成及工作流程

PHS系統由PHS垂直運動(patient table vertical，PTV)和PHS水平運動(patient table horizontal，PTH)兩部分組成，通常情況下，醫生根據檢查部位的要求協助或安排患者躺在PHS托架合適位置后，可通過機架面板的控制按鍵、PHS上的腳踏控制開關和計算機軟件操作界面輸入位置信息3種方式控制PHS的運動。

進入掃描程序后先行PTV，到達需要或指定的高度位置再進行PTH進入機架掃描位置。PTH分兩部分運動，PHS托架先整體移動，水平托架到位后，PHS托板再移動，水平托板將患者送入機架圓孔到達指定掃描起始位置后進行掃描。掃描程序結束后，按相反操作流程退回，患者即可下床離開，其PHS工作原理如圖1所示。

1.2 PTV的工作原理

PTV由1個變頻器帶動馬達進行上下運動，所要到達的具體高度由電位計傳感器檢測并通知D702板。向上運動時，松開馬達剎車，馬達轉動，絲桿剎車無需松開；向下運動時，絲桿剎車和馬達剎車需同時松開。維修開關和腳踏開關也可以控制上下運動，如維修開關閉合時，系統不能到達正常待機狀態，其他操作將不起作用(如圖2所示)。

圖2 PTV工作原理流程示圖

1.3 PTH的工作原理

與PTV運動類似，均為馬達帶動，區別在于PTH由馬達帶動皮帶傳動，而PTV是由馬達驅動絲杠組件傳動。馬達M710和M711運動均由D701板控制。馬達的啟動與停止均開啟或關閉Y710和Y711、Y712剎車；同時R711和B711將位置信號反饋至水平驅動器D701來控制馬達啟停。水平托板運動多了一個離合器的離合過程，運動之前需先松開B711。PTH的物理運動位置是由R710和R711電位傳感器檢測，此外增加了編碼器B710和B711編碼器來精確編碼，并控制運動的相對距離(如圖3所示)。

圖3 PTH工作原理示圖

2 PTV故障案例分析

2.1 偶發垂直運動故障

(1)故障現象。檢查床上升過程中出現機架保護性掉電，待PHS重新自檢后正常。手動輸入到達的高度數值，當PTV將床面移至所需高度數值時，繼續上升一段距離才停止，此時出現機架掉電現象，無法進行下一步操作。

(2)故障分析。此故障為偶發現象，且每日偶發1～2次。查看事件日志其主要的錯誤代碼為PTV-3032[2-3]。根據錯誤代碼信息可從以下4個方面進一步排查。①高度傳感器B702受到外界干擾或損壞；②D702至X5連接故障；③B702-D702至X5連接線損壞；④馬達M702剎車或絲桿剎車Y702工作異常。

(3)故障處理。根據分析逐一進行檢測。①操作人員輸入高度時未超出PHS最大高度；②檢測傳感器到控制板間的連接線有無異常；③觀察馬達及絲桿工作狀態，但并未發現損壞及異常現象。由于是偶發故障，很難通過檢測狀態及校準參數來發現故障點，因此，可通過更換配件的方法來排除。床的上下運動涉及的部件有馬達、變頻器、傳動絲桿、剎車以及傳感器等[4]。每次更換1個有關聯的配件，逐一更換再觀察使用情況。其中，分別更換了B702、連接線、D702、M702、馬達以及絲桿組件，但更換后故障依舊。將此故障反饋給廠商技術人員，根據前期的工作分析后，建議更換D702母板上的MCB板，再將原機的Firmware軟件安裝在MCB板上[5]。更換該板并重新裝載軟件后，機器恢復正常，故障排除。2.2 PTV的其他常見故障

(1)患者及家屬不慎觸碰維修開關，造成系統任務處于維修狀態進而無法正常運動；如碰到腳踏開關松開即可，無其他影響。

(2)如果PTV位置降至低位時，PHS系統物理結構出現整體抖動，通常為機械故障，可重點檢查馬達和絲杠組件。出現此類故障，需由廠商更換馬達與絲杠組件后即可恢復正常。

(3)PTV向上運動正常，但向下運動時速度過快，通常是向下時剎車電阻阻值不夠(長時間磨損造成阻力減小)或損壞造成，更換后即可恢復正常。

(4)PTV可以向上運動，但向下運動時機架保護性掉電，一般是絲桿剎車故障，更換即可恢復正常。

(5)PTV當上下運動均會造成機架保護性掉電，通常為檢測高度位置時高度位置傳感器檢測異常或D702控制異常，更換該高度位置傳感器或D702控制板即可修復。

3 PTH故障案例分析

3.1 偶發的水平運動故障

(1)故障現象。表現為病床進出時，初期速度較慢，然后速度正常。掃描時有PTH引起的掃描中斷，且軟件日志記載的報錯代碼較多。

(2)故障分析。查看事件日志，顯示主要錯誤代碼為PTH-3040、PTH-3054。根據錯誤代碼信息可從以下6方面進一步排查。①Encoder B710編碼器損壞；②B710-D710連接線損壞；③D710 MCB軟件故障；④參數校準未通過；⑤傳感器R711或B711損壞；⑥傳動皮帶故障。

(3)故障處理。先排除異物卡塞，再排除水平運動是否有潤滑引起的阻力過大現象；檢查剎車、離合、皮帶以及馬達等參與運動的組件有無異響等現象；刷新PHS的firmware軟件，刷新成功后重啟設備，故障依舊[6]。重做位置校正，排除電位計檢測等情況。均無異常后，更換水平運動組件，故障依舊。最終更換Top組件相關的3根線纜，故障排除。

3.2 PTH的其他常見故障

(1)為了保持PHS的清潔，通常會鋪上一層一次性清潔床單，但經常出現床單卡到水平托板運動部件縫隙中，造成運動阻力增大或卡死現象，導致PHS系統會報錯，引起掃描中斷。因此清除運動軌道上的床單或異物即可恢復正常。

(2)經常有患者衣服邊角或拉鏈卷入水平托板和水平托架運動部件間隙中，造成故障，清除即可恢復正常。

(3)患者及家屬進入檢查室后，觸碰PTH尾部的釋放開關，造成病床不能水平移動，釋放即可恢復正常。

(4)常見PTH故障時，患者躺在檢查床上，此時可關閉機架電源，松開PTH剎車，可手動移動PTH到基準位，讓患者先行下床。

(5)水平托板和水平托架的運動均為機械運動，因此需要潤滑，當使用時間過長會產生摩擦噪音，摩擦力過大也可導致水平運動失敗。此類故障需清潔軌道并涂抹潤滑油即可排除，否則需更換軌道滑塊。

(6)水平托板和水平托架可進行水平運動，但運動一段距離后就停止并且機架掉電復位。此故障通常是檢測水平運動距離的傳感器損壞或檢測數值不準，可先嘗試重新校準調整，若故障依舊可考慮更換。

(7)馬達運動時有噪音情況，通常是馬達故障或皮帶滑齒，可優先檢查皮帶。

(8)在水平托板運動過程中機架掉電。水平托板運動共有2個剎車，因患者檢查時，其重量過大，運動到目標位置停下時需要增加一個剎車來及時停下，如果一個剎車故障時無法及時按目標位置停下，控制部分會認為運動位置有偏差從而斷電復位。通常進行判斷可以在機架通電時，用力推動水平托板部分檢查是否有松動，正常情況應無松動現象。

4 注意事項

醫療設備受到外界嚴重撞擊或運行過程中操作不當引發器件之間的碰撞等均會造成器件損壞，通常重癥患者使用醫用推車或病床推進檢查室，如果操作不當，導致推車或病床與PHS發生碰撞，造成PHS損壞，進而影響到正常工作。因此建議配置一個防護欄桿或防護墩，與掃描床隔開一段距離為佳[7]。

5 小結

PHS的故障維修，先要求醫學工程人員掌握設備原理，了解設備正常的工作程序，因設備正常工作情況下各部件有先后動作順序，要做到出現故障時所采取的維修步驟和策略有理可循[8]；其次避免因環境等因素導致故障的發生，患者或操作人員直接接觸PHS受外界干擾較多，如觸碰開關、外蓋被病床撞壞引起故障等[9]。同時，日常使用中還應做好維護保養工作，保障設備良好的運轉，可有效地降低故障的發生。

[1]龐聰.西門子sensation16 CT床水平運動故障一例[J].醫療裝備，2013，26(2)：66-67.

[2]張亞楠，張國軍，呂虹，等.POCT臨床應用進展[J].中國醫療器械信息，2010，16(12)：14-15.

[3]嚴紅劍.有源醫療器械檢測技術[M].北京：科技出版社，2007：8.

[4]辛麗華，萬愛國，張志平.西門子Spirit 螺旋CT故障檢修一例[J].醫療裝備，2015，28(4)：90.

[5]張淦.西門子Sensation 64螺旋CT的實例故障分析[J].中國醫學裝備，2014，11(12)：160-161.

[6]夏家慶.西門子Definition As 64排128層螺旋CT機維修二例[J].醫療裝備，2014，27(11)：28-29.

[7]徐勇.淺談故障樹分析法在醫療設備維修中的應用[J].醫療裝備，2012，25(8)：87-88.

[8]鄭孝嶺.西門子螺旋 CT機多例故障的檢修[J].中國醫療設備，2010，25(12)：117-118.

[9]劉慶，唐曉薇，楊東明.中國醫療設備維修技術指南(第二版)[M].長春：吉林大學出版社，2016，9：84.