GE-Lunar DPX-MD+骨密度儀故障維修3例

陳立峰，黃亨杰，孫靜

浙江大學醫學院附屬第一醫院 醫學工程部，浙江 杭州 310003

引言

雙能X線吸收技術是目前公認的診斷骨質疏松的“金標準”。作為骨密度測量儀器，從最早的普通X線檢查裝置到光子吸收法的核醫學設備，發展到廣泛使用的雙能光子吸收測定等已有50多年的歷史[1]。雙能X線骨密度儀是一種常見的大型醫療設備，可利用X線吸收法準確地測出人體骨密度、骨量以及z值等生理數據，幫助醫生判斷患者的骨質疏松程度[2-3]。

GE-Lunar DPX-MD+骨密度儀為雙能X線骨密度儀，該設備系統由X線發生器、探測器、數據采集、過濾器、掃描床、激光定位、質控測定及分析控制系統組成[4]。X線裝置部分通過過濾器產生兩種純凈的低能和高能光子峰，此兩種光子峰穿透身體后，掃描系統將探測器所接收的不同衰減信號進行加權相減，分別給出被攝結構中的骨或軟組織的單成分的分布圖像，經過計算機數據處理，得出骨礦物質含量。控制主機用于整機的控制，質控測定用于實現質量保證QA的校準功能，利用QA模塊替代骨骼和軟組織。為了實現檢測數據準確可靠，建議每隔24 h執行一次QA校準程序。本文重點分析了該型骨密度儀器的3例故障分析維修案例。

1　故障分析

1.1　故障一

1.1.1故障現象

骨密度儀在做質量保證時在“Quality assurance trends”失敗，有時候會在“Tissue”檢測時失敗。

1.1.2故障分析與維修

檢查錯誤日志，發現其有“BMD high analyze failure”和“Tissue analyze failure”等字樣。在工程師模式下執行質量保證程序，在測試的過程中留意相關的測試值，發現“Spillover%”那一項顯示11.99%。查看儀器技術手冊，手冊要求的范圍為5%～13%，其穩定性偏差為-1%～1%，故探測器的有效范圍為6%～12%。其值接近工廠要求的上限，但沒有超出范圍（圖1），故暫時先排除探測器故障。

檢查主板指示燈等，確認D19、D20指示燈正常顯示。檢查主板5、12、-12、+24 V電壓，分別為+5.06、11.98、-11.97、+23.87 V，皆在工廠要求的范圍之內（圖1）。通過廠家維修手冊和維修權限進入工程師菜單進行手動曝光[5]，然后測量主板的曝光信號和強度，皆在范圍之內，故排除主板故障。

圖1　主板測試點電壓范圍

斷開骨密度儀電源的所有負載，測量電壓值，其各項輸出分別為：+5.09、+12.02、-12.02、+24.01 V，所有電壓值都在廠家手冊要求的范圍之內，故排除電源故障。用萬用表測量主板到探測器的電纜，確認電纜沒有斷開或者電阻變大的情況存在，也排除電纜故障。

進入工程師菜單“工具-診斷-探測器測試-峰值測試”進行探測器的峰值測試，能夠順利通過測試，查看右邊的信息提示框，顯示探測器“bias”電壓“program”為591 V，“expect”為591 V，“feedback”為590.6 V，其在廠家要求的范圍之內，故確認探測器小高壓也沒有問題。再次進入工程師菜單執行質量保證程序，發現“Spillover%”的值顯示為12.01%，其已經超出了工廠要求的范圍。連續多次測量，發現“Spillover%”項的值一直在12%左右，故確定儀器探測器已經老化。

查詢手冊，發現探測器老化后會造成測量的骨密度、脂肪、組織等值的偏差，而骨密度的程序設定了不會造成誤差的情況下骨密度值、脂肪值、組織值等的偏差，如果偏差超出范圍就會出現質量保證通不過的情況，更換探測器后故障排除。由于以前的探測器老化會造成系統默認的小高壓值提升。新的探測器更換后不要急于曝光，先要將探測器的小高壓值通過人工的辦法調下來達到一個跟新探測器比較匹配的最低值，然后開始曝光。其次，新的探測器到來后更換時盡量不要用手直接接觸探測器，因為探測器里面封存的氣體容易受溫度影響，溫度的急劇變化容易使探測器直接損壞[6]。

1.2　故障二

1.2.1故障現象

在做質量保證測試時當曝光燈亮起1 s后開始報錯，提示：“掃描儀復位錯誤”，反復測試多次皆報錯。

1.2.2故障分析與維修

查看錯誤日志，提示“monitor positive voltage deviation”或“monitor positive mA deviation”。通過廠家維修密碼進入工程師服務菜單，選擇X線控制面板進行球管預熱測試（圖2），發現曝光時會報錯，“kV”的“expect”值為41 kV，“program”和“feedback”都為0。確定故障發生在高壓系統，具體為球管、高壓發生器、高壓電纜[7]。

圖2　“球管預熱”示意圖

執行“no load”測試，斷開高壓發生器處高壓電纜，用高壓硅脂封住高壓發生器處高壓接頭[8]，然后進入工程師模式在“X-ray source”處將電流改為0，“kV”改為41 kV，然后執行“ramp”，查看右邊提示框，確認沒有報錯，也沒有高壓的偏離。這樣就可以確定高壓發生器沒有問題。接回高壓發生器處高壓電纜，斷開球管高壓接頭處高壓電纜，然后用高壓硅脂封住高壓接頭再執行上面的步驟，一樣沒有報錯。那么也確認高壓電纜也沒有問題，故判斷故障為球管故障。

拆下球管記錄球管3個固定螺絲的深度和位置[9]，查看球管位置固定塊上的位置螺絲有沒有頂到球管[10]，如果沒有則需將該螺絲調節到其能頂住球管的位置上。然后再拆卸舊球管，按照原來螺絲的位置安裝球管和高壓電纜，球管裝好后要先執行球管的預熱。具體方法為工程師菜單進入，然后選擇X線測試，點選“warm up”（圖2）。

預熱完成后確定其沒有任何報錯。然后要做的工作是確定球管和探測器是否完全對準。具體需要用到廠家的校準工具，如果沒有校準工具則可以通過工程師菜單里的“signal monitor”來實現。具體方法為：松開束光器的四顆螺絲，將束光器拿開，讓其不要擋住球管，但保證通信電纜和供電電纜是處于連接狀態[11]，不然會在校準開始的時候報錯。做好準備工作后進入工程師菜單的“signal monitor”工具，點選“start”，骨密度儀開始曝光，這時控制電腦上會出來兩個圖標，一個藍色的為低能量，一個紅色的為高能量（圖3）。這時，只需要觀察和調節低能量即可，高能量會在調試的過程中一起變動。在束光器拿開的情況下低能量最低需要達到450000以上，即縱坐標的滿格[12]。如沒有達到這個數值，需要檢查球管的位置在安裝時是否有偏差，直至達到正確位置[13]。

圖3　“signal monitor”的校準

球管的位置調好后需要調節束光器的位置[14]，與校準球管位置一樣，通過“signal monitor”來實現，不過這時候需要把束光器放回球管上方，將束光器四顆螺絲放回但不要固定緊，在“signal monitor”工具里點好“start”后穿鉛衣進入掃描室調節束光器位置，直至低能量的值達到跟束光器沒放在球管上的值差不多的時候就可以固定緊四顆螺絲。

束光器調好后球管的位置就調好了，這時候我們需要執行5次質量保證，讓儀器的工作狀態穩定下來，這樣球管就更換好了。

1.3　故障三

1.3.1故障現象

執行質量保證時掃描臂剛開始動作就報錯，提示“橫向運動失敗”，執行腰椎掃描時也會出現同樣的故障。

1.3.2故障分析與維修

查看錯誤日志，里面提示為：“motion fail”、“cannot move on transverse”。確認故障處在運動，但還無法確定是否出在橫向上。進入工程師模式測試機械運動，發現故障在“front to rear”時就報錯了，無法完成。根據運動的過程分析，該故障有5個可能[15]：① 橫向電機損壞無法移動；② 橫向限位開關故障；③ 縱向限位開關沒有壓住，到頭時因橫向電機等待時間到報橫向電機的錯誤；④ 橫向光耦故障；⑤ 縱向電機故障，造成橫向電機等待時間到而出現報錯；⑥ 橫向驅動模塊故障。

拆開床板重新進入機械測試界面進行測試，然后進入掃描間觀察運動步驟。發現運動過程中縱向的馬達，縱向的限位開關都已經順利完成工作，而橫向沒有任何動作，故排除上述②、③和⑤的故障。交換橫縱向的驅動模塊，然后進行機械測試，發現故障跟之前一樣，故也排除⑥的故障。交換橫縱向光耦，進行機械測試，故障跟之前一樣，沒有發生方向上的變化，故也排除④的故障。故判斷故障為橫向電機故障[16]。

重新插接電機的供電線路，故障依然沒有消除。故確認電機已經損壞，更換新電機后故障消除。

2　總結

雙能X線骨密度儀是一種多功能結構精密的大型醫療設備，定期的操作培訓及熟練規范的使用非常重要，另外設備管理部門的工程師定期對設備進行預防性維護也可使設備穩定運行狀態并降低故障。

[參考文獻]

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[15] 董偉風,齊保全.雙能X線骨密度儀工作原理、使用和維護[J].影像技術,2015,27(3):61-62.

[16] 歐偉強,吳觀友,楊升富.Prodigy型骨密度儀故障維修3例[J].醫療衛生裝備,2015,36(12):153.