西門子sensation CT 故障分析與維修三例

毛東月，李劍，于毅（通信作者）

青島市市立醫院 （山東青島 266011）

計算機斷層成像（computed tomography，CT）是我國目前二級及以上醫療衛生單位使用較為廣泛的大型醫學影像設備。西門子sensation 系列CT 因其性能穩定、操作簡單、故障率低廣泛被各級醫院投入使用[1-2]。我院于2006 年購入1 臺西門子sensation 16 CT、2008 年采購1 臺 sensation 64 CT，由于使用時間較長，多部件逐漸老化，常出現各種故障。為了確保CT 機的使用效率，了解和掌握CT 機故障的診斷與修復重點至關重要[3]。本研究歸納總結我院sensation CT 典型故障3 例，現報道如下。

1 西門子sensation 系列 CT 的結構與原理

1.1 西門子sensation 系列 CT 的結構

如圖1 所示，西門子sensation CT 主要由機架、掃描床、圖像系統、電源分配柜、水冷系統等組成。其中機架分為旋轉部分和靜止部分，旋轉部分由球管、探測器、高壓發生器、UHR 準直器等組成；靜止部分主要包括機架面板控制和機架旋轉傾斜控制。掃描床包括掃描床升降系統和掃描床水平運動系統。圖像系統由圖像控制及后處理系統、圖像重建系統組成。電源分配柜為CT 提供電源。水冷系統主要由水冷機和風力交換機組成，通過水-空氣內外循環的方式，將機架內球管和探測器產生的熱量帶走。

圖1 西門子Sensation 系統結構圖

1.2 西門子sensation 系列 CT 的工作原理

380 V 交流電經電源分配柜整流逆變為560 V直流電，然后經滑環供給高壓發生器。高壓發生器產生直流高壓加到球管兩端產生X 線，球管與探測器同時圍繞人體某一部位逐層掃描，然后將帶有掃描病灶信息的X 線模擬信號經探測器轉變為數字信號后經滑環傳到圖像重建系統，通過圖像重建算法重建出可供診斷的三維斷層圖像[4-5]。

2 故障實例

2.1 故障一

2.1.1 故障現象

CT 在掃描過程中，機架突然掉電，機架面板上病床控制按鈕燈不亮，進出床按鈕失效，無法曝光掃描，多次重啟機架，故障依舊。

2.1.2 故障分析

進入機器后臺，查看報錯日志，發現報錯CT_PTH_3010，提示掃描床水平運動控制板（patient table horizontal，PTH）錯誤，與無法進退掃描床故障現象相符。Firmware（固件）是寫入存儲器中的程序，它是設備內部保存的設備“驅動程序”，Firmware 文件一般保存在系統硬盤上。當Firmware 寫入閃存時其每個字節均經確認驗證，一旦閃存檢測到不能識別的字節時，則會報CT_PTH_3010 錯誤。據此分析，故障報錯可能的原因為PTH 板 Firmware 程序丟失或PTH 板上裝載存儲器的主控制板（master control board，MCB）故障。

2.1.3 故障檢修

針對PTH 板Firmware 程序丟失，可通過重新加載Firmware 解決。具體方法為：在Service →Local Service →control →Flashload 中選擇PTH，然后點擊go；如果MCB 板無問題，則顯示succeed，但點擊go 運行不久，程序報錯“Setting of PTHCVA00F.FSH not succeeded”，由此判斷PTH 板上MCB 無法寫入程序，MCB 板故障，需要更換MCB 板。拆開床板，找到PTH 板，并更換PTH 板上的MCB 板，重新加載Firmware 程序后機架控制面板按鈕燈亮，能夠控制掃描床進退，故障解決[6-7]。

2.2 故障二

2.2.1 故障現象

機架掉電，重啟機架后并報錯“Gantry startup failed.Scanning not possible”，即機架啟動失敗，無法掃描。

2.2.2 故障分析

進入機器后臺，查看錯誤日志發現機器多次報錯“CT_FOC_3087 Control error FOC”，FOC 即“Focus Defection and Collimator Control”，FOC 板主要用于燈絲焦點檢測和準直器控制。查看CT_FOC_3087 詳細描述信息，進一步明確是超高分辨率準直器（ultra high resolution，UHR）組件功能故障。UHR的狹縫對準探測器，使探測器只能接收垂直入射探測器的射線，以減少散射線干擾。UHR 組件工作原理如圖2 所示。D514 FOC 板通過控制UHR 步進電機的正反轉實現準直器狹縫寬度控制，另外D514 FOC 板上服務開關也可以手動控制UHR 的開關/合。

圖2 UHR 工作原理圖

2.2.3 故障檢修

根據CT_FOC_3087 故障提示，首先檢查UHR的機械部分，判斷準直器是否工作。具體方法為：將D514 FOC 板上的服務開關S1 打開，掰動S3、S4 開關，發現UHR 無動作，由此推斷UHR 電機故障，故應用萬用表測量UHR 電機阻值為無窮大（該電機正常阻值為10 Ω 左右），證實UHR 電機故障。更換同類型電機后UHR 能夠正常運動，CT 無報錯，恢復掃描，故障修復。

2.3 故障三

2.3.1 故障現象

掃描過程中，CT 機掉電，且無法開機上電。進入設備間，聞到燒焦糊味，且發現配電箱工作指示燈滅。

2.3.2 故障分析

CT 無法開機上電，不能進入機器后臺查找報錯記錄，只能根據故障現象分析判斷故障原因。配電箱工作指示燈滅說明配電箱無輸入電壓，用萬用表交流電壓擋測量配電箱輸出端電壓，顯示無輸出電壓，測量輸入端間相電壓400 V，由此判斷配電箱熔斷器壞；斷閘后，用萬用表歐姆擋測量三相輸入端熔斷器電阻，發現有一相電熔斷器開路。該100 A 熔斷器斷路結合設備間聞到的燒焦糊味，說明CT 內部有短路，產生大電流燒壞熔斷器。

2.3.3 故障檢修

進入設備間，打開PDS，發現PDS 上F100 有一熔斷器指示燈顯示黃色，說明該F100 熔斷器燒斷，進一步明確短路發生在F100 熔斷器的后級電路。該后級電路如圖3 所示，醫院配電箱輸出的三相交流電經F100 80A 熔斷器、直流電源模塊整流濾波后變成560 V 直流電輸送給滑環。檢查直流電源模塊，用萬用表測量直流電源模塊上可控硅整流器，發現該整流器短路，進而會產生大電流，燒壞PDS 中F100 熔斷器和配電箱熔斷器。更換同型整流器和熔斷器后，通電開機正常，故障修復。

圖3 直流電源原理圖

3 總結

故障一通過故障代碼判斷故障點是PTH 板上的MCB 板，僅需更換MCB 板即可；故障二通過報錯代碼提示是UHR 的電機故障，更換UHR 電機比更換整個UHR 能節省較多費用；故障三，雖然無法查看故障代碼，但通過其他設備開機燒保險的維修經驗，判斷CT 內部有短路，確定CT 直流電源部分可控硅整流器短路。

CT 是一種結構復雜、設計精密、溫濕度要求高的大型放射設備，其日常維護和保養十分重要，具體內容如下[8-10]：（1）保持CT 設備的無塵環境，定期擦拭、吸塵和更換過濾網；（2）控制操作間和掃描間在合適的溫濕度范圍，溫度為20～25℃，濕度為40%～60%；（3）每天使用前預熱并重啟1 次CT 計算機，定期進行空氣校正；（4）定期檢查和清理滑環和刷子，及時更換磨損到標記線的碳刷。另外，應在掌握CT 結構及工作原理的基礎上，熟練使用CT 自帶的故障診斷軟件，根據故障代碼及含義判斷故障原因，提高維修效率。

綜上所述，養成良好的CT 設備使用習慣，保持CT 機房潔凈環境和適宜的溫濕度，日常做好維護和保養工作，才能減少CT 故障的發生，延長設備的使用壽命。