CT故障原因及查找方法浅析

CT故障原因及查找方法浅析马继民南京军区福州总院医学工程器材科X线ＣＴ目前已成为几乎所有县级以上医院的常规设备之一，本文根据笔者多年维修各种型号CT的经验和体会。介绍一下CT故障的分类、来源及特点，常见故障的一些简易查找和排除方法，供那些想依靠自身努力来解决ＣＴ维修问题的同行们参考。一、CT机的基本结构CT丁在我国临床应用已有二十年历史，其结构有了很大改进，探测器层数增加，扫描速度不断加快。虽然ＣＴ种类繁多。但其硬件基本是相同的，主要有三大部分：一是带计算机的控制台。二是带ｘ射线发生部分及探测器的扫描架。三是可升降的病人床。从结构功能上看又可分成：控制扫描和重建图像的计算机部分，对病人定位扫描的机械部分——扫描架和升降床。产生Ｘ射线的高压发生器和Ｘ射线球管并提取信息数据的探测部分。掌握这些基本结构特点对CT故障的分折判断就有一个基本方向和依据。ＣＴ操作软件不在本文介绍之中。二ＣＴ故障分类、来源及特点同所有常规医疗设备一样，产生故障的原因大致可分为三种：一是由操作不当引起的故障。二是由于环境因素不正常而导致的故障。三是ＣＴ自身元器件老化、质变．机械磨损或参数漂移导致的故障。本文简述前两类故障。重点分析第三类故障。１．操作不当引起的人为故障人为故障常见原因如下：开机预热时间不够或未进行常规校正（提法不同，实质一样，基本都是对探测器灵敏度或均衡性的自动校准措施）。导致图像不正常或均匀度不好，CT了值不准；病人定位不准扫出错误图像；病人身上有金属产生伪影图像；同时进行多种操作导致ＣＴ死机多见于一些低档机型上）；选择扫描参数不当导致图像伪影增大等等。不难看出，人为故障通常不会导致ＣＴ出现破坏性故障，只要查明原因，按正确操作程序重新操作或停机重新启动，一般都能顺利将故障排除。２．环境因素导致的故障环境因素是指CT室的温度、湿度、空气净化度，ＣＴ供电的稳定性等发生变化导致的故障。例如：室温过高，通风不良会导致某些电器（如电源或变压器）过热甚至烧毁，电路板损坏。机器保护性中断，探测器及相关电路温度漂移过大产生图像伪影等；CT供电电压不稳会导致计算机工作不正常，机器运行不稳定，甚至高压不正常，ｘ射线不稳定，最终导致图像质量下降等；空气净化度不好灰尘过多易导致计算机硬盘寿命减短。某一些光学传递控制信号也由于灰尘积累导致误动作；若湿度过大，会导致电子器件短路失效故障。环境因素对CT造成的直接或潜在危害是很大的。常会造成永久性损坏，经验告诉我们。CT工作环境越好。CT故障越少，CT使用寿命就越长。许多同型同年使用的机器由于环境不同，其使用寿命和故障率可能大不相同。３ＣＴ自身硬件损坏产主的故障对大多数比较成熟的进口CT来说按照统计学的规律故障随时间的发生几率呈马鞍形的变化趋势，即安装后头半年故障率较高，半年后相当长一段时间（５－８年）处于比较稳定的低发期七、八年后又开始逐年增多。ａ．机械部分的故障下面主要从三大件或三大部分对故障分别介绍；机械故障主要随使用年限逐年增加。早期ＣＴ由于采用正转一反转的转动方式在一个扫描周期内用很短的时间完成旋转加速-匀速-减速停止，且不断反复，其机械故障率较高。常表现为转速不稳，易失控产生旋转过头、刹不住、撞击、皮带过紧过松。以及电缆磨损、断裂等多种故障。而今天绝大多数CT都采用滑环技术，单向匀速旋转，有些高档机还采用磁悬浮驱动技术从而使旋转机械故障人为减少。但另一方面滑环的采用，也带来另外一些故障由于滑环长期旋转磨擦会导致接触不良，由此产生一系列的机械和电气故障，例如旋转失控，高压失控，打火（高压滑环），某些（滑环传递）控制信号丢失等。所以滑环要定期保养和更换。此外还有一些机械部件也容易发生故障Ｘ射线准直器机械部分容易出现失控、卡死；风扇长期工作后失效；马达旋转控制信号的脉冲发生器，容易由于磨损产生丢失脉冲现象或损坏等。病人升降床的机械故障较少，个别床下承重滚轮轴承会出现卡死、失灵现象还有个别按键失灵，限位开关失灵等。ｂ．Ｘ射线产生部分故障所有ＣＴ机的Ｘ射线产生自部分由以下几部分组成：二射线管、高压变压器、高频逆变器及其控制电路、高压电缆。其中逆变部分主要用来将低频变换成高频加到高压变压器初级。常见故障有：（１）以射线管本身故障：如旋转阳极故障，表现为旋转噪声大。严重时不转．卡死，曝光时产生阳极过流现象等；灯丝部分故障，灯丝断。导致不出射线；Ｘ射线管芯玻壳破裂或漏气故障导致漏油、不能曝光、真空度下降、高压打火等。（２）高压产生部分故障：逆变电路故障、击穿等，高压变压器短路，高压电容打火、击穿。这些故障通常导致对应的保险丝烧断。同时不能曝光，或一曝光就自动保护性中断等。（３）高压电缆故障：常见的是接头松动，导致打火、高压过压或欠压，早期ＣＴ高压电缆跟随Ｘ射线球管转动使用日久，由于磨损导致高压电缆内部短路打火，这些故障一般也会烧断对应保险丝。ｃ．计算机部分的故障由于电子元器件和集成电路已十分成熟．只要环境适当，且不考虑人为等因素，计算机部分故障是最低的。常见的键盘、鼠标、轨迹球有些小问题外。最多的就是硬盘、磁带机、磁光盘的故障，其中硬盘多是由于使用日久，坏区逐渐增加，最终导致彻底损坏，磁带机和磁光盘也有一个类似的消耗时期。视使用频率和保养状况不同而不同。除上述三大部分外，CT还有一些计算机与各硬件之间的接口电路和电缆部分，也会产生一些故障，接口电路在一些驱动电流较大的部分容易损坏，电缆接头部分有时会出现接触不好（特别是旧机）。导致一些不稳定的故障出现。三、查找ＣＴ故障的基本依据和常用方法１．基本依据目前绝大多数中、高档ＣＴ故障自我诊断软件十分成熟．只要计算机本身在工作，出现故障时一般会有不同类别的错误代码及含义提示。不少厂家的提示还分别有不同级别，如一般性操作故障和较为严重的故障，对故障含义及可能产生原因有详细的说明，这是查找ＣＴ故障的基本依据。２．无错误提示的判断方法在没有错误提示或提示不明时．则必须靠现场实际故障状态来判断。在计算机正常的前提下，分析几个大的故障现象，旋转是否正常、是否曝光、曝光是否出图像．出错误图像、还是出伪影图像，并依此作为初步判定是高压部分、机械部分或者是计算机部分故障的依据。当然故障现象可能有多种。其可能原因也很多。但无例外是这三个大部分。３，常用方法在具体查找故障之前，应先区分和排除故障的人为因素或者环境因素来源．这样做的好处是可以节省时间。少走弯路，容易找到故障部位。判别是否人为故障，可先向操作人员详细了解CT在执行什么指令时出错，是什么级别的错误信息（通常操作不当的错误是不严重的）．在没有发现CT有异常和明显硬件损坏前提下。用正确的方法重新进行操作（有些情况下要重新开机），若反复操作故障不再出现，且此前确有不正确的操作，则可判定此故障是人为因素造成。判断是否是环境因素造成，主要应观察CT室内温度、湿度．ＣＴ供电压等是否正常，ＣＴ发热元件是否过热．电源是否有过压过流等。若能判定．则一定要先解决环境因素的不正常，避免故障进一步扩大，具体查找故障，常可综合选用如卞方法；ａ·程序测试法最常用或者说首先要用的，应该是根据错误代码及随机维修诊断程序对ＣＴ可能产生故障的部位进行分隔判断。依前面介绍，首先应区分是计算机控制部分还是机械部分。或者是高压部分故障。在这个过程中最有效的是利用应用程序和维修程序或故障诊断测试程序这是因为中．高档ＣＴ通常都有完善的故障测试程序，有针对性地应用它，能事半功倍且不会扩大故障。顺便强调一下，许多厂家对这些程序采用限时密码控制，所以购买CT时一定要争取免费无偿提供密码。有时还要运用调整（Ａｄjuｓｔｍｅｎｔ）程序,不少故障是由于参数漂移引起，只须进行重新校正或者调整即可查明或排除。b.观察法观察法也是最基本方法之一。看指示灯CT各部分有各种指示灯特别是电源部分和各电路板．控制板上常有红绿黄三色指示灯，代表着CT的不同运行状态。熟悉它们的状态对查找故障有较大帮助。听声音CT运转时的各种声音ｒ如风扇、轴承、旋转机架冷水机运行时都发出声音，用区分正常与故障的不同声音来帮助查找故障。例如旋转阳极卡死则听不到旋转声冷水机不工作，也听不到它的声音。还有就是机械运行的磨擦声音，平时是均匀的出现故障时可能伴有异常或不均匀的磨擦声。闻味道有些ＣＴ故障特别是元件发热、烧毁、击穿时往往发出一些异味、焦味提示看某些故障。摸感觉温度某些元件如球管、变压器和一些大功率元件过热、意味着某种不正常。上述常规观察方法要建立在这样一个前提下。即当CT正常运行时，必须事先熟悉它的所有指示灯的位置、指示内容和状态．机械正常运行的状态和声音，各部件的发热情况等，都必须十分熟悉，尽可能纪录下来。显然，平时定期保养、测试、熟悉ＣＴ各方面的情况，对于维修工程师来说是十分重要的。所谓”熟能生巧”在维修高技术产品过程中。尤其不能忘却和疏忽。c.测试法运用基本测试手段。如万用表．示波器、有时还要用一些专用仪器最主要和最常用的还是万用表。一般可以测下列参数和性能：一是测各种电压，包括输入交流电压、输出直流、电压，各种不同的电源电压和部分信号电位，还有高压部分的初级电压等等。通常须在电路图和框图的帮助下进行。二是可以测所有的保险丝是否烧断，各电缆线是否通断，各半导体元件是否击穿短路等。具体说，CT中有不少开关电源。其中5Ｖ电压若偏移较大时，会导致CT产生多种故障，通过测量就很容易查出。同样，一旦发生元器件击穿（南方潮湿气候较常见），则通常都会导致开关电源电压也不正常，用测量的办法能较容易地查出故障的具体部位。还有一些方法，但这三种是最基本、最常用的方法。归纳起来，CT有三大部件．主要产生三个部分的故障，最常用有三种方法。实际上整个查找过程也可基本分为三步：第一步，依据错误代码和故障现象先区分故障性质，即人为故障，还是环境因素，还是ＣＴ本身。第二步用三种方法综合进行分隔定位。先区分是机械还是高压、或是计算机电路部分，其次再分步缩小故障范围，最后定位某一电路板或某一元件。第三步。找出故障加以排除，或对故障元件加以更换。需要补充说明一点，ＣＴ还有一种故障现象。即出现图像质量不好，伪影、CT值不准、分辨率下降等，有时出现这种现象时CT并没有任何元件损坏；而需要做的是定期校正和必要的维护保养以及调整（即Ｃａｌｉｂａｔｉｏｎ和Ａｄｊｕｓｔｍｅｎｔ．每台ＣＴ都有专门手册说明这种调整何时进行和怎样进行。平时最主要的是每天进行CT预热和空气校正。其次就是专门的空气校正、CT值校正、均匀度校正，通常安装新球管后这些工作都必须全部进行。每隔一段时间．还必须根据需要有针对性的进行校正。ｄ．部分维修举例下面结合前面介绍的ＣＴ故障分类及查找方法，举例说明。【例一】，故障现象是病人床进床时速度不均匀，床面轻微跳动且有异常响声。很明显这是机械故障。取下床面检查，发现床面承重滚轴磨损，且有部分变形．将其修理上油后，声音虽消失。但进床速度仍不正常，进一步检查马达推动系统发现步进马达脉冲发生器传动胶木齿轮有部分严重磨损，在应急情况下，将其掉转１８０度装上，进床正常。【例二】，故障现象是准备曝光完成后，压下曝光键但不曝光，提示旋转机架找不到停止位（ＳｔｏＰＰｏｓｉｔｉｏｎ）从现象和提示可看出故障与高压无关，仅与旋转机架的机械及旋转控制电路有关。打开机架。用手柄摇动机架，发现旋转脉冲编码器（Ｅｎｃｏｄｅｒ）上的传动齿轮几乎完全磨损。在机械上做微小调整，使齿轮能正常转动。CT仍然不正常。厂家工程师提示可用维修程序中有关步骤来查看旋转时是否有编码脉冲．实际在旋转时调用程序查看。发现脉冲时有时无，初步判定该编码器也失效．更换一个新元件后CT正常。【例三】，故障现象是，曝光突然中断（曝光Ｘ射线指示一亮即灭）。且提示高压严重出错，用调试程序中的训管步骤。用低千伏（ｋＶ），小毫安（ｍＡ）（８０ｋＶ、２０ｍＡ）短时间曝光，同时查看实际记录下的ｋＶ、ｍＡ值，发现ｋＶ基本正常，但阳极和阴极电流不对称，阴级很小。进而发现灯丝电流几乎为零，怀疑Ｘ射线管灯丝电路有问题。取下阴极高压插头，用万用表分测两端，灯丝变压器阻值很小，球管阴极电阻为无穷大。表明灯丝已断，更换Ｘ射线球管后CT