Planmeca锥形束CT故障与检修

Planmeca锥形束CT故障与检修

金锦江,刘红

浙江大学医学院附属第二医院 临床医学工程部,浙江 杭州 310009

[摘 要]锥形束CT(Cone Beam CT,CBCT)是口腔医学重要的诊断设备,可以提供牙齿及其周围组织的准确解剖信息,为临床诊断和治疗提供决策。本文通过分析Planmeca CBCT使用中出现错误E424的1例故障案例,结合设备结构和原理,逐级排查电路部分和机械部分,分析故障原因,确定故障所在,通过调整C关节传动轴和顶部传动带位置并做校准使故障得以排除。该故障案例的讨论为CBCT的维修工作提供借鉴经验。对于此类故障,临床工程师不仅需要充分了解设备工作原理,进行理论分析和实际测试,还需要加强对技术员的使用培训和临床宣教,减少人为因素导致的故障。

[关键词]锥形束CT;C关节;电位器;三关节校准;马达;机械故障

引言

20世纪90年代末出现的锥形束CT(Cone Beam CT,CBCT),与传统 CT 相比,具有三维成像、辐射剂量低、空间分辨率高、扫描时间短等优点,目前已广泛应用于口腔诊疗工作中[1]。我院滨江院区放射科自2018年11月引进一台Planmeca ProMaxTM 3D Mid的口腔锥形束CT,目前该设备主要开展项目包括口腔科全景影像、头颅侧位片、颌面部CT影像、颌部CT影像、全口牙列以及单牙CT影像等,根据临床实际需求选择合适的视窗以及分辨率进行影像采集,全天满负荷使用,日均完成采集项目100余人次,有效满足了我院综合牙科门诊和口腔内科门诊患者的口腔摄片需求[2]

1 锥形束CT基本结构和工作原理

锥形束CT(CBCT)即锥形束投照计算机断层设备,主要由硬件部分和软件部分组成。硬件部分包括:X射线源和探测器组成的影像拍摄系统;计算机系统;支架系统。软件部分主要用来操控影像拍摄系统,完成图像的采集、传输、处理和图像三维重建等[3]。图1为Planmeca锥形束CT的结构框图,其中1是X光机,2是3D重建服务器,3是Planmeca Romexis控制端,4是交换机。

图1 Planmeca锥形束CT结构框图

其基本原理是采用锥形X射线束投照,射线经患者后由平板探测器接收,扫描时X线球管和探测器围绕投射区中心旋转360°,扫描后获得连续几百张的二维平面投影图像,再将所得数据收集在计算机中重建,从而得到三维影像,以显示口腔颌面部或头颅的组织结构[4]。CBCT扫描容积的尺寸取决于探测器的尺寸和形状,投射光束的几何形状和准直光束的能力[5]

相比传统CT,CBCT只需旋转扫描一次,即可获得重建所需的全部原始数据,扫描获得二维图像,经计算机配套软件直接重建为三维图像,图像金属伪影较轻。CBCT扫描视野一般分为小视野(<9 cm)、中视野(9~15 cm之间)以及大视野(>15 cm),扫描视野尺寸取决于影像接收器的尺寸[6]

我院使用的Planmeca ProMaxTM 3D Mid CBCT是一款集合3D、全景和头颅侧位片的三合一CBCT,采用非晶硅平板技术,实现高清、高效、高稳定[7]。该设备操作简单,视野尺寸可达16 cm × 16 cm,可满足口内、口外、种植、颌面外科、正畸等多个临床科室需求,同时75 μm超高清根管影像为复杂的根管案例提供更多高价值影像诊断信息,拥有ULD超低剂量模式,搭配一套原厂全方位一体化牙科软件——Planmeca Romexis,3D影像重建速度快,功能丰富,可以满足所有口腔临床需求[8]

2 故障实例

2.1 故障现象

选择全景模式进行拍摄,点击准备曝光按键时,机器出现错误E424,设备无法完成准备曝光,软件提示无法连接机器,多次尝试后可以完成准备曝光,但是拍摄过程中依旧出现错误E424,尝试CT拍摄以及侧位拍摄时出现同样的错误,故障报错代码如图2所示。

图2 错误代码

2.2 故障分析与处理过程

根据错误信息,查阅相关维修手册后提示检查传感器和电缆,因此首先检查C关节电子电位器,在关节校准模式下,平稳推动C关节,检查发现C关节电位器阻值变化正常,用万用表测量电位器阻值,也正常,图3为C关节电位器。

图3 C关节电位器

尝试在三关节校准模式下做三关节初始值校准,在设备初始位置调整电子电位器阻值,把电子电位器阻值调整为0,然后锁定位置,如图4所示,做关节校准,校准通过。

图4 电位器校准

校准通过后测试曝光,拍摄全景和CT均正常,在拍摄侧位片时候,没有射线。

初步考虑为侧位射线,拆除次级狭缝,如图5所示,做头侧射线校准,无任何射线,用荧光尺观察射线,发现射线位置偏离很多,C关节角度偏差很大导致射线位置偏离。

此时判断故障依旧出现在C关节问题上,再做三关节初始位置校准,校准无法通过,报“E424 错误”,C关节电位器错误。然后更换C关节电子电位器,调整阻值在初始位置为0,继续做校准,错误依旧,然后更换C关节MCM(负责控制驱动C关节运动马达)以及CPU,在三关节校准时错误依旧,校准不通过亦无法进行任何模式的影像拍摄。

图5 头侧射线校准

此时基本排除是配件以及电路板引起的故障,在三关节校准模式下释放马达,手动推动三个关节,肩关节以及肘关节推动时从起始位置到结束位运行平稳一切正常,多次测试均正常,推动C关节测试,转动到停止位时,关节出现轻微抖动,进行多次测试,间歇性出现,由于此前从未出现过任何一例设备传动带不平稳情况,此时把故障问题锁定为机械故障,拆开C关节外观盖以及马达,如图6所示,观察传动轴与马达情况[9]

图6 C关节轨道传动带

拆除后发现关节马达内部有大量碎屑,图7为磨损的马达,进一步排查后发现马达齿轮和传送带配合有误差,磨损是由于硬摩擦导致,清除碎屑,重新调整C关节传动轴和顶部传动带的配合,调整好之后再做三关节校准,校准通过,然后试拍全景,CT和侧位片,影像均正常,设备观察运行数天均正常,故障排除。

图7 磨损的马达

2.3 小结

在完成故障检修后,工程师询问技术员有无在开机状态下推动关节的情况,获悉之前有患者在做检查时推动过C关节的情况。由于开机状态下马达在没收到程序指令时是锁定状态,推动会产生硬摩擦,导致马达转轴和设备顶部传动带配合出现误差,此时设备会提示此故障代码[10]。事后,临床工程师首先对技术员加强了使用培训,告知技术员在拍摄时需提醒患者在检查时不要推动机器部件,以免造成损坏,其次在机房墙壁上张贴了相应提示标识[11]

3 讨论与总结

Planmeca锥形束CT内部有多个电位器和位置传感器,若出现故障,会报不同的错误代码,对于这类故障,大部分时候是由电子器件引起,但是有时也会有其他原因[12]。针对该维修案例,先进行电位器校准、三关节校准,再更换电位器、C关节MCM及CPU,先测试再更换配件,由简到难,在排除电路部分故障后,再考虑机械故障,从电路部分到机械部分,分析全面,方法适当,及时地排除了锥形束CT的故障[13]

自放射科引进Planmeca锥形束CT以来,该设备在口腔种植、正畸等诊疗中发挥了重要的作用。由于口腔科每日门诊量非常大,CBCT长时间处于满负荷运行状态,一定程度上增加了设备的故障率[14]。通过案例的介绍,放射科技术员在检查时,需要正确操作CBCT,做好机房管理工作,对病人做好相关宣教工作,防止人为因素导致机器故障[15]。临床工程师作为医疗设备维修和管理的专业技术人员,在设备故障时,要遵循由外到内,由易到难的原则,要从各方面综合分析,循序渐进,一步步去分析故障原因,及时排除故障。在日常设备管理中,工程师需要加强巡检,提高设备日常监管力度,有效保障设备的正常运行[16]

[参考文献]

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Fault Analysis and Maintenance of Planmeca Cone Beam CT

JIN Jinjiang, LIU Hong
Department of Clinical Engineering, The Second Affiliated Hospital of Zhejiang University School of Medicine,Hangzhou Zhejiang 310009, China

Abstract: Cone Beam CT (CBCT) is an important diagnostic device in stomatology, which can provide accurate anatomical information of teeth and surrounding tissues, and provide decision-making for clinical diagnosis and treatment. A fault case in Planmeca CBCT with E424 error was analyzed in this paper. Combined with the structure and principle of the equipment, the circuit and mechanical parts were checked step by step, the cause of the fault was analyzed. The fault was solved by adjusting the position of c-joint drive shaft and top drive belt and doing calibration. The discussion of the fault case provides reference experience for the maintenance of CBCT. For this kind of fault, clinical engineers not only need to fully understand the working principle of the equipment, carry out theoretical analysis and practical testing, but also need to strengthen the use training and clinical education for technicians to reduce the fault caused by human factors.

Key words: cone beam CT; C arm; potentiometer; three joint calibration; motor; mechanical failure

收稿日期:2020-04-23

作者邮箱:648019770@qq.com

[中图分类号] R197.39; TH789

[文献标识码] B

doi: 10.3969/j.issn.1674-1633.2021.02.043

[文章编号] 1674-1633(2021)02-0175-03

本文编辑 刘莹