雙能X 線骨密度儀的工作原理、故障分析及預防性維護

徐丹丹，唐森財

（1.福建省中醫藥科學院設備科；2.福建中醫藥大學附屬第二人民醫院設備科，福建 福州 350003）

骨密度（BMD Bone Mineral Density）——全稱是骨骼礦物質密度，是反映骨骼強度的一個重要指標，單位是克/每平方厘米（g/cm2），它是一個絕對值。骨密度越高，說明骨骼越健康，隨之發生骨折的風險就越低。反之，骨密度越低，發生骨折的風險就越高。隨著人們生活水平的提高和對健康的重視，越來越多的人開始重視骨骼的健康，越來越多的人會進行骨密度的檢測。骨密度儀就是臨床或者科研上用來檢測人體或者動物骨密度的一種儀器。骨密度儀從五十多年前起步到現在，發展非常快速。雙能X 線骨密度儀和超聲骨密度儀是目前使用最多最普遍的骨密度儀，其中雙能X 線骨密度儀因其掃描速度快、精確度高、輻射小、操作方便等優點而被世界衛生組織（WHO）認定為骨密度檢測的“金標準”。雙能X 線骨密度為骨質疏松早期檢測和防治提供更科學的依據，因此做好其預防性維護和保養，對其故障分析就顯得尤為重要。本文綜合分析了多種典型故障以及引起這些故障的多種可能原因及相應的解決辦法，希望可以為同行在維修此類設備時提供一定的借鑒和幫助。

1 雙能X 線骨密度儀工作原理

雙能X 線骨密度儀的工作原理，簡單地說就是利用X 射線穿過人體組織時，因為不同組織的密度不同，X 射線的衰減不同來進行骨密度的測量。由于骨骼的密度大于軟組織的密度，所以，X 射線穿過骨骼時的衰減會大于X 射線穿過軟組織時的衰減。具體來說就是雙能X 線骨密度儀會產生高、低兩種不同能量的射線，這兩種射線通過人體后，分別被人體的骨骼和軟組織吸收，探測器將接收到的信號傳給計算機進行處理，將高低能量的結果相減，消除軟組織對骨密度的影響，從而得出骨礦物質含量。雙能X 線骨密度儀工作原理如圖1 所示。

圖1 工作原理

2 雙能X 線骨密度儀的典型故障

2.1 開機故障

故障現象：開機時，電腦與設備之間無信號，設備不工作。電腦屏幕顯示“Error in function CMotorDecice GetPosLimiPosition”。

分析原因：出現此種情況，原因主要有幾種：（1）發出信號故障。也就是骨密度儀的主板或主要部件出現問題，不能向電腦發出信號；（2）傳輸信號故障。也就是電腦與骨密度儀之間的“橋梁”——數據線有問題，骨密度儀發出的指令無法通過數據線正確的傳給電腦；（3）接收信號故障。也就是作為接收端的電腦出現故障，無法接收到由骨密度儀發出的信號。

解決辦法：我們本著由易到難、由簡單到復雜的原則，一一排除故障。首先關閉電腦，用萬用表逐一檢查電腦信號板上的二極管、三極管，大功率電容等元器件，發現這些元器件均正常，由此可以判定故障不是發生在接收端。然后拆下連接電腦和骨密度儀的數據線，用萬用表的蜂鳴檔進行通斷檢查，發現數據線存在斷點，于是更換新的數據線，然后給電腦重新開機，發現通信故障恢復。由此說明故障就是存在數據線上，作為信號接收端的電腦和發出端的骨密度儀均正常，不存在問題。

2.2 每日質控故障

故障現象：雙能X 線骨密度儀在每天開機的時候，必須進行QA，以確保檢測的準確性。在進行QA 時，屏幕顯示“每日質控失敗”。

分析原因：當QA 不通過時，最有可能引起此種現象的原因有以下幾種：（1）脊柱假體放置錯位；（2）球管發出X線異常；（3）X 線接收部分或信號處理部分異常。脊柱假體的正確放置，必須使脊柱假體上的白點朝向掃描床的左側，即腳端的位置，并與掃描床的背面平行，對齊激光十字標線與白點，使激光十字標線居于白點的中央且與脊柱假體相平行。當脊柱假體放置錯位的時候，掃描臂掃描不到脊柱假體，QA 也就通不過。此外，當球管發出X 線異常或者X 線接收部分或信號處理部分異常時，QA 也通不過。因此，要及時檢查球管，看球管是否損壞，以及探測器是否正常。

解決辦法：首先要排除人為操作的原因，重新放置脊柱假體，反復進行校準。

故障仍未排除時，檢查球管，如果球管發出X 線異常，及時更換球管，然后再次進行校準，如果校準通過，問題得到解決，如果校準不通過，那么就及時檢查探測器及其周邊輔助模塊及電路板。經檢測周邊模塊及電路板未發現異常，那么問題可能出現在探測器本身。經更換探測器后，QA 校準通過，問題得以解決。

2.3 掃描臂故障

故障現象：骨密度儀在工作的時候發出異常響聲，緊接著掃描臂停止運動。

分析原因：骨密度儀的掃描臂和檢查床之間是通過電機和皮帶進行連接的。在檢查的過程中，掃描臂在電機和皮帶的帶動下不停的來回移動，來掃描病人身體的不同部位。隨著人們健康意識的不斷提高，來檢查骨密度的人不斷的增加，檢查人次屢創新高，骨密度儀的使用的頻率和工作時間都不斷的增加，而掃描臂長時間的移動會導致內部電機軸承的損壞。以維修記錄為例，大約每半年時間就需要更換一次軸承。這也就提醒我們，在日常的工作中，要及時的檢查和保養掃描臂內部電機軸承，發現問題及時更換，以免影響骨密度儀的正常使用。

解決辦法：打開掃描臂，發現電機軸承磨損嚴重，更換新軸承，重新安裝，開機運行，機器運轉正常，故障得以排除。

3 預防性維護

要想使骨密度儀長期處于一個良好的使用狀態，降低故障發生率，提高使用壽命，做好日常的維護和保養是必不可少的一個重要措施。對于日常的維護和保養，建議做到以下幾點：（1）保持良好的工作環境。骨密度儀對工作環境的要求：溫度15 ～25℃，濕度40%～60%。（2）保持房間的潔凈程度，每天用吸塵器進行打掃，防止房間里灰塵太多損壞電路板，但對于骨密度儀內部不建議進行除塵工作。（3）設備要專人專管專用，以便可以更好地掌握和了解設備的運行情況，進一步降低設備故障發生率。（4）必要時單位可以制定對大型儀器設備的使用和管理的考核評價機制，從制度上來督促管理人員做好儀器設備的維護和保養。

4 結語

對雙能X 線骨密度儀的故障進行統計分析，發現大部分故障的根本原因是由其內部各種數據線斷路或者短路引起的，而這些又是由于掃描臂不停的移動造成的。特別說明的是，在更換這些數據線的時候，最好使用原廠的帶有屏蔽功能的數據線，以免產生干擾。另外，故障的提示信息非常的有用，可以幫助我們快速的查找到故障發生的原因，從而可以快速排除故障。以上的一些總結希望可以對工程師在維修這類設備時提供一定的借鑒和幫助。