GE螺旋CT扫描系统的故障与检修

刘永强,王艳芹

单县中心医院 影像科,山东 菏泽 274300

[摘 要] 目的 为了加强对CT设备的保养和维护,降低设备的故障率。方法 利用GE螺旋CT设备故障诊断程序中提示的报错信息,查找旋转过速和高压故障的原因,通过分析热交换器总成的电路,查找球管超温的原因。结果 三个故障通过分析原因,逐级排除,最终成功解决,保证了设备的正常运行。结论 综合运用故障诊断程序以及观察法排查故障,是CT维修中的常规手段。加强对CT设备的全面了解,医疗设备工程师对越来越多的故障进行检修,可以大大节约时间,节省维修成本,提高工作效率。

[关键词] 扫描机架;CT机;图像传输;常见故障;维修方法

引言

电子计算机断层扫描(CT)具有扫描速度快、图像清晰和灵敏度高的特点,其原理是利用精确的X线束与探测器一同围绕人体某一部位做一断层扫描,以便于医师能够直观地观察受检者具体情况,现已成为临床早期诊断和治疗的重要参考依据[1]

但是实际临床CT使用中,发现CT具体应用过程容易受环境因素、人为因素、本身因素及其他因素的影响,导致CT机出现众多的故障,会严重影响临床检查的准确性、受检者的安全性,进而延误患者的治疗与安全,不仅威胁患者的身心健康,严重时还会产生医患纠纷,影响医院声誉[2]。为此,根据我院使用GE 螺旋CT十多年的情况,现将下列几例常见故障分析和维修方法分享给大家。

1 故障一

1.1 故障现象

CT开机后状态正常,在球管预热时发生扫描机架无法旋转,发出巨大噪音。

1.2 故障分析与排除

根据错误代码的报错信息:The DS402 Drive reported fault code:8480 hex; Overspeed(F08)。含义是 DS402 驱动报错,旋转过速。

CT机的扫描机架由旋转架和固定部分组成。扫描时,旋转电机经减速器通过齿形带带动旋转架旋转,旋转方向为顺时针(SCT),其中包括启动过程、采样过程和减速刹车过程[3]。当前大多数CT机采用了滑环技术,滑环固定在旋转架上,在旋转时一直与碳刷保持良好接触,实现扫描架的旋转部分和固定部分之间的电源输送和信号传递。

由于CT机是大型精密仪器,采取先关机的原则,防止仪器进一步扩大故障范围。关掉总电源后,首先对扫描机架进行检查,打开机架,对所有复位开关、控制开关仔细检查,一切正常,同时对复位开关复位[4]

然后检查电源分配柜TS3 接线柱的牢固度,在没发现异常情况下,重新开机,观察旋转电源接触器(KSV)触点吸合情况,发现按下定位灯的瞬间,KSV有吸合动作,并有短时间正常电压输出,说明电源分配柜(PDU)输出端正常。继续观察DS402轴向驱动(Axial Driver)上的代码变化,在机器复位成功后显示旋转伺服代码(N502)为正常状态,按下定位灯或者在服务(Service)模式下旋转机架,马上报错 F305 并伴随巨大咔咔噪音。

在科尔摩根官网查询伺服电机(AKD)报错代码F305为制动器开路。测试动态刹车,阻值为32 Ω,正常。再测试静态刹车,在服务开关板(Service Switch Board)上打开轴向(Axial)运动和关闭轴向(Axial)运动时用手动旋转机架对比阻力,发现阻力没有任何变化,说明静态刹车已经失灵(静态刹车集成于Axial motor)。更换轴向马达(Axial motor),故障解决。

1.3 讨论

CT扫描机架有动态刹车和静态刹车,动态刹车是机架旋转时所设置的刹车装置,静态刹车是机架与设备无相对运动时的刹车装置。Axial motor造成CT故障其实并不多,电压可能是导致该故障的主要原因,日常工作中应严格按照CT操作规程正确使用,并做好CT的保养工作,定期清理滑环系统等机械部分,对机房温湿度进行合理调节[5],尽量保证CT电源电压的稳定不间断,减少此类故障的发生。

2 故障二

2.1 故障现象

间歇性的报错:球管温度超过93°,机器扫描中断。

2.2 故障分析与排除

CT球管是CT设备中的核心部件,通常由管芯、管套和配套的油循环冷却部分构成[6]。由于球管内部绝缘物质的作用,即使球管自身温度超过93°,外壳温度也不会高于60°。用表面温度计测量其外层温度,可达60°,说明球管超温报警信息不是误报。

CT机正常工作时,球管的热交换器风扇处于运转中,以保证球管的散热,使球管在正常的温度范围内工作[7]。当报警提示超温时,首先就要检查球管热交换器风扇是否正常工作。

在报错的同时,观察到热交换器风扇(Heater Exchanger Fan)和球管油泵(Tube Oil Pump)停止工作。分析图1,常开固态继电器(Oil Pump Relay)工作状态,输入端IN+、IN-得电直流24 V,输出端OUT+、OUT-闭合,球管油泵(tube oil pump)得电工作,同时热交换器风扇控制单元(Fan On/Off Control)工作,球管散热器(HX)正常工作。出现故障时,油泵固态继电器输入端失电(低电平),输出端开路,Oil Pump停止工作,同时热交换器风扇控制单元保持在开路状态。球管散热器(HX)停止工作。

出现此故障时,测得油泵固态继电器输入端之间电压为直流24 V,输出端之间电压为交流118.5 V,说明固态继电器输出端没有真正闭合,出现逻辑故障。故障点就在固态继电器。更换固态继电器K1,故障解决。

图1 CT球管部分电路图

2.3 讨论

固态继电器是由微电子电路、分离电子器件、电力电子功率器件组成的无触点开关,损坏的原因很复杂,其中过流和散热较差是损坏的主要原因。瞬间停电、供电,瞬间电流值很高,可以造成固态继电器过流[8];固态继电器的最大缺点是发热量大,需要很大的空间及很好的散热性能。故应该与院方供电部多沟通,尽早获取停电信息,在正常供电状态下正常开机和关机,以免类似故障的发生。

3 故障三

3.1 故障现象

系统无法曝光,同时显示报错信息,但报错杂乱。

3.2 故障分析与排除

报错信息为:① (10-0178)Liquid Bearing tube rotation speed too low; ② (60-0317)Spit Ratio error, PPC board has detected the rate of tube spits during exposure has reached; ③(60-0318) kV did not reach 75 percent after 20 ms, Indicates that there was no HV ON signal generated for exposure time count-up; ④ (10-0176)Liquid Bearing tube speed too high。其中(10-0178)为液体轴承转速过低;(60-0317)为打火频率错误,PPC板检测出球管在曝光过程中达到打火频率限制;(60-0318)kV在20 ms后未达到75%,表明信号发生器上没有高压供曝光时间计数;(10-0176)液体轴承转速过高。依据上述故障信息,分析故障原因应为高压部分存在故障。

由高压分析软件(HVBAT)分析提示球管损坏可能性最大。检查球管和其周围情况,发现阳极电缆(球管端)打火炸裂。查找高压打火的原因[9],测量阳极电缆( 高压隔离变压器端跟球管端)两两之间并未短路;检查高压插头的3个针无异常现象;直接通过油井测量阳极定子绕组阻值L-C:2.4 Ω,S-C:2.4 Ω,阻值正常;通过高压电缆cable 测量阳极定子绕组,阻值一样都是2.4 Ω。根据高压分析软件分析结果,结合球管的曝光秒次及现场检查,先更换球管及阳极电缆。更换球管及电缆后,系统仍无法曝光,报错内容固定 :(40-0103)Rotor current overload.Rotor control board has detected Main or ac Rotor current too high compared to the max.Tube motor current.含义是转子电流过大,控制板已检测到转子电流已达到上限值。

根据服务手册里故障排除的解析,错误主要指向高压附属盒(AUX box)及球管。由于球管是新换的,基本排除。检查高压附属盒到高压隔离变压器的连线,无异常现象。此时再次做了高压分析软件(HVBAT),但结果仍然是提示球管问题,查看新的高压分析软件 数据内的转子检测结果,高压隔离变压器的主副绕组阻值均正常。更换高压附属盒 ,故障现象依旧是转子电流过载。更换高压隔离变压器 ,故障消失。

3.3 讨论

总结此次故障:开始主要是球管阳极打火,因打火导致前路的 阳极电缆损坏。另外通过此次故障,发现HVBAT里有很多有用信息可以使用:里面的 HV testing标签可以告知发生HV故障时的一些troubleshooting 的 技巧;rotor testing 可以告知如何检查 rotor 故障,还有troubl shooting的技巧可以提示一些球管故障的检查方法。

综合运用故障诊断程序和分析软件排查故障,是CT维修中的常规手段[10],指明了维修方向,也提高了维修效率。

4 结束语

CT扫描作为疾病诊断的重要检查方法之一,在临床上的应用越来越广泛,设备能否正常运行,直接关系到医院的正常诊断工作[11]。目前我国大多数医院的中高档CT都装有故障自我诊断软件,当出现故障时,会有不同类别的报警或错误提示代码,维修工程师可以根据故障提示来进行维修自行检修[12]。通过看、听、闻、摸等方式来了解CT设备,进而分析其是否正常运转,如若发现异常,此时根据故障现象初步判断故障部位,深入探查,确定故障原因,进而有针对性的维修[13]

加强对CT设备的全面了解,医疗设备工程师对越来越多的故障进行检修,可以大大节约时间,节省维修成本,提高工作效率[14]。为此,尽可能地探讨有效地维修方法和技巧,分析故障原因,层层查找和排除,进而有针对性地解决问题,使CT设备恢复正常工作[15],满足临床诊断工作的需要。

[参考文献]

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[14] 王子军,葛合全,陈森彬.GE螺旋CT故障维修体会[J].医疗卫生装备,2009,30(4):120.

[15] 宋扬.C T机常见故障原因及维修方法[J].医疗设备,2018,31(10):141-142.

Fault and Repair of GE Spiral CT Scanning System

LIU Yongqiang, WANG Yanqin
Department of Imaging, Shanxian Central Hospital, Heze Shandong 274300, China

Abstract: Objective To improve the maintenance of CT equipment and reduce the failure rate. Methods By using the error information in the fault diagnosis program of GE spiral CT equipment, the cause of rotating overspeed and high voltage fault was found. By analyzing the circuit of heat exchanger assembly, the cause of ball tube overtemperature was found. Results The three faults were eliminated step by step by analyzing the causes and finally solved successfully, which ensured the normal operation of the equipment. Conclusion It is a routine method in CT maintenance to use fault diagnosis procedure and observation method. By strengthening the comprehensive understanding of CT equipment, medical equipment engineers can repair more and more faults, which can greatly save time, save maintenance cost and improve work efficiency.

Key words: scanning frame; CT machine; image transmission; common faults; maintenance method

收稿日期:2019-01-15

修回日期:2019-03-16

作者邮箱:15005307877@163.com

[中图分类号] TH774

[文献标识码] B

doi10.3969/j.issn.1674-1633.2019.07.046

[文章编号]1674-1633(2019)07-0176-03