乳腺X线机生产过程中的常见问题及改进建议

侯园园　闰灿

[摘要]乳腺x线机发展迅猛，在行业中设备的竞争非常激烈。其临床诊断的的准确性、敏感性、特异性、快速性、无创伤性不断提高，这就要求生产乳腺x线机的设备精确度要不断提高，自动曝光控制要灵敏可靠，光感受器及x射线探测器的敏感度不断提高，成像技术以及图像处理技术不断改进和创新。本文就乳腺x线机生产过程中的常见问题做出总结并提出一些改进建议。

[关键词]乳腺x线机；生产；常见故障；改进；

一、引言

1966年Gors首创钼靶x射线装置，世界第一台乳腺成像专用射线机诞生。如今经过了几十年的发展，数字化成像技术达到了新的高度。乳腺钼靶x线摄影术，至今已为大量患者拍片，为临床乳腺疾病诊断提供了极大的帮助，使乳腺疾病诊断从触摸到直观前进一大步，为乳腺普查开辟了一个新的领域。由于乳腺组织本身的密度差很小，很多病变表现为微小钙化，因此乳腺x线摄影是传统放射诊断中最困难的检查方法，对机器及技术的要求也最严格。

二、乳腺x线机介绍

在近几年国内以及国外生产的乳腺x线机其结构和组成基本相同，主要包括：x射线球管、高压发生器、机架/机构、压迫板、图像处理装置（或暗盒）、和附件包括穿刺活检系统、图像后处理系统（CAD）、数字工作站等。

1、x射线管是x射线的发生装置，其基本作用是将电能转换成为x射线。乳腺x线机通常采用钼靶，指的是x射线管的阳极用钼（Mo）制造的而普通的x射线管的阳极是用钨制造的。钼的原子序数较低，特征曲线较低，受电子轰击后发出的x射线能量较低，特征谱线的波长较长，适合对软组织的投射成像。

2、高压发生装置是整个系统的重要组成部分。高压故障维修特点是高压组件价格较高，球管和高压油箱都价格不菲，用户更换起来有较多考虑，高压油箱虽说电路简单然修复需要专业的工艺设备和检测仪器，只有厂家和有实力的单位才有，由于条件限制修复此类故障都比较棘手，且费用高时间长。

3、在乳腺摄影过程中，乳腺的压迫是非常重要的一个环节。压迫可以分离乳腺内的结构，减少组织重叠；降低几何模糊，提高空间分辨率；减少散射，提高对比度以更好地发现组织间的微小差异；降低腺体剂量；适宜的压迫对乳房的固定，也减少了运动造成模糊伪影的几率。但是同时，压迫往往会引起患者的不适，尤其对于亚洲女性来说，由于致密性乳腺更加普遍，在受检者的耐受范围内，实现适宜的压迫就更为困难。如何实现良好的压迫，为成像奠定基础，又保证受检者的舒适度，成为保证成像质量的前提条件。

4、探测器技术为核心要素。数字化乳腺x光机现在一般都采用非晶硒平板探测器。非晶硒平板探测器从根本上消除了可见光的存在，从而避免了由其带来的图像分辨率下降。

三、生产过程及常见问题

对乳腺x线机的改进可通过分析故障原因，能使我们了解机器的原理和弊端，以便进行改进。

1、x射线球管的故障分析

（1）灯丝断。故障现象是灯丝加电压后不亮。加高压后无x射线产生；测量灯丝变压器，电压很高，但电流很小，几乎为零；用万用表测量灯丝电阻为；其管壁上覆盖一层蒸发的钨膜而黑化。

灯丝断原因有：1）x射线球管受到剧烈震动后使灯丝断开；2）x射线球管大量进气，灯丝表面被氧化，通电后立即烧断；3）x射线球管使用年久灯丝蒸发而变细，x射线发射量减少，为使其发射量不变，必须提高灯丝电压，因而烧断灯丝；4）当灯丝变压器一侧短路电压升高而烧断灯丝；5）灯丝引线焊接不良或接触不好。

（2）阳极焦点靶面损坏。故障现象有在透视或摄影时，因焦点面出现不平或因玻璃壁上附着大量焦点融化后飞溅的金属粉末，使x射线散射或对x射线增大吸收，而使影像清晰度降低。此时当灯丝加热时，其灯丝的亮度较往常变暗。由于阳极金属的蒸发管壁上可见到被镀上的一种灰白暗亮的金属层。

阳极焦点靶面损坏原因是主要是使用过量，曝光间隙的冷却时间不够，致使焦点面热量逐渐积累而超过最高限度，使焦点面熔化或部分蒸发。

（3）真空度降低，此故障称为漏气或进气。故障现象有：1）轻微的真空度降低时，加高压后管内有轻微的淡蓝辉光，透视清晰度降低，摄影效果不好，穿透力不足，加管电压时影像清晰度反而下降；2）严重的真空度下降时，加高压后管内有明显的淡绿淡黄或蓝紫色辉光，毫安表指示异常；3）完全进气而引起管内真空度破坏，加高压后两电极间有明显的击穿放电现象。

引起x射线球管真空度降低的主要原因有：1）生产x射线球管抽真空时有残留气体；2）由于超负荷使用或散热不好导致旋转阳极过热，使阳极铜柱与玻璃焊缝处胀裂而进气；3）运输或使用中剧烈震动，玻璃管破裂；4）使用环境恶劣，忽冷忽热，造成关闭裂缝进气而真空度降低等。

（4）球管内有荧光。故障现象是当加高压后，球管内有蓝色或紫蓝色的荧光出现。

原因是一部分低能量的散射电子，冲击玻璃壁后产生波长较长的荧光射线。当管电流越大时，荧光越显著；但是，如果增加管电压时荧光强度减弱，这是因为散射电子能量加大透过玻璃壁而射出管外，管电压增至一定值后，荧光则消失，这是玻壳材料引起的，不影响x射线球管的使用。

（5）旋转阳极不转动。故障现象有着两种情况一是启动旋转阳极时没有任何反应；二是动旋转阳极有异常声响，但不转动。此现象除了旋转阳极启动电路故障外，可能是管内阳极转子轴心变形、转子摩擦力增加或使用时间过长、阳极轴承磨损严重所致。

2、高压发生装置故障分析

（1）高压故障外部表现：1）高频机：曝光时机器报管电压、管电流不正常等故障，曝光不能进行。2）工频机：曝光时虽不保护，但无射线，无图像。

（2）高压故障内部表现：1）元器件击穿短路，如电容，高压二极管，射线管、高压电缆会击穿。2）烧坏开路，如高压线圈会烧开路。3）元件虽没有开路和短路现象但绝缘性能变差，如放电，某些高压轻微放电时，可高压电压和管电流监测点波形有振荡现象，放电严重可见瞬间冲击波然后电路就保护了。4）高压电缆故障，高压电缆头端有击穿发黑的痕迹，5）用鼻子闻有异味。损坏严重的电缆故障好判断，有些电缆损坏的不重，就不好判断，有的电缆头直接折断了。6）高压油箱故障，油箱内主要包括高压变压器、灯丝变压器、高压二极管、高压电容、高压电阻等元件。一般有高压二极管（硅柱）短路，开路现象尚未碰到，故障表现为ma值，不论透视照相只有原来的一半。还有高压电容短路。高压交换闸阴极端接触不好可以通过观察球管灯丝是否点亮来判断，极端接触不好会出现无管电流故障，和球管内部阳极引线接触不好是同一故障现象。7）变压器油变质若变压器油颜色发黑，油中有杂质漂浮等现象，油的质量肯定变差。还有其它的一些现象：如曝光时能听见放电声、看见放电火花曝光时机器有嗡的一声响、曝光时电压降明显、一曝光就烧保险丝或其它元件等现象。

3、压迫装置故障分析

（1）故障表现为：1）开机后机器直接报错ERROR 24。2）曝光时或曝光后报错ERROR 24。

故障分析及排除：机器开机后，首先要进行四个自检：遮光器、滤线器、压迫器和球管。压迫器的自检过程是压迫器先向上运动，运动到最顶端压合限位开关并松开后停顿几秒钟再向下运动，离滤线栅（BUCKY）表面约9cm左右停止运动，从而完成对压迫器的自检，在自检阶段和踩压迫器脚闸时压迫器马达的电源由S567板提供，通过一个2K10圈电位器（P4）将压迫器高度的模拟值连接至S563板，由S563板将模拟值转换为数字值，从而识别出压迫器的高度。在此过程中任何环节出问题，机器都会报错ERROR24。

如果开机后压迫器不向上运动，那么可能是由于S567板没有提供电源导致，此时我们应该在压迫器自检阶段检测S567板有没有给马达提供电源，如果没有，应该更换S567板，如果开机后压迫器运动到最顶端不向下运动，检测一下压迫器的限位开关有没有打开.压迫器运动到最顶端时应先压合限位开关，并紧接着必须下移一点松开限位开关，否则就会报错ERROR24.这时需调节限位开关的位置。

如果不是自检过程中报错，而是在使用过程中出现，则可能是由于板或者是压迫器电位器工作不稳定，解决的办法就是更换S567，或者S563或者电位器。

4、探测器故障分析

对于探测器的使用和存放条件是造成其故障的主要原因，在工作中还要注意维护与保养。应做到以下几点：

（1）非硒平板探测器对温度的要求是10°C-35°C工作环境是18°C-30°C，湿度要求是20%-70%，温度变化剧烈时，非晶硒层可能从边缘开始从玻璃基板上分离（俗称探测器脱模），温度越低，脱模的可能性越大。表现在图像上，是出现从图像边缘开始，向图像中央突出的半圆形指甲形伪影，影响影像质量，严重者甚至损坏；温度过高，将会给非晶硒探测器带来另一种伤害一结晶，会使信息读出错误，产生伪影，影响影像质量，久之也会导致平板探测器损坏。提供产品所要求的环境并保持环境的稳定，是获得好图像的前提。要保证空调每天24h正常工作，以控制温湿度。

（2）要做好日常保养工作，及时清理探测器周围及计算机灰尘，保持良好的散热通道。

（3）校正：由于存在各像素对射线的灵敏度差异，技术上无法避免的坏点、坏线等原因，平板都需要经过校正才能获得好得图像。一般情况下，平板探测器经过2-3个月（因产品不同而异）的使用，就应该进行校正。主要做增益校正和像素剂量校正。不然系统也会提示：要求平板探测器校正。特殊情况下如：1）整个系统（包括平板探测器）突然停电。2）环境温度超出要求范围以致平板探测器不能正常工作或出现坏点；3）平板探测器自身因素导致图像产生伪影。以上情况都必须随时对平板探测器进行校正。

（4）关机时，除非长时间不用，一般不关平板电源，以保证平板的加热，减少开机预热时间。

（5）空调停机时间较长时，不能马上开空调，先给机器的高压部分加电，保持探测器通风，再给探测器加电，稳压后，再开空调。

四、总结及改进建议

医用诊断乳腺x线机与普通x线机有很大的不同，对乳房等软组织进行x线摄影时，必须采用波长较长的软x线，普通x线管输出的x线波长太短，x线影像反差不足。但波长较长的软x线极易被人体吸收，对人体的损害较大。由于乳腺摄影的特殊性，对其性能参数的检测，国外非常重视，但目前在国际上还没有一个统一认可的检测标准。因此，乳腺x线机的改进和发展还是一个较长的过程。

对于乳腺x线机：发现更多的尚未被患者或是医生感知的乳腺癌病灶；发现比增感屏一胶片式乳腺成像技术能检测到的更小的病灶；提高乳腺成像在鉴别良性和恶性病变时的准确性；增进患者在乳腺成像和活组织检查或手术时的舒适感；继续降低合乎质量要求的数字乳腺x射线机照片所需的辐射剂量，减少医生及被检者照射剂量。这是乳腺x线机有待改进和研发的共同目标。

笔者认为乳腺x线机压迫装置是急需改进的，因为世界医学影像学系统制造商对乳腺成像技术的研发目标有一条是：增进患者在乳腺成像和活组织检查或手术时的舒适感和安全性。专利技术的全自动自适应倾斜压迫板，可自动感应乳房的厚度，在压力达到阈值后，自动发生一定角度的倾斜，角度符合特定的要求，从而保证压迫的充分。通过这种技术，一方面显著降低了胸壁处的压力，减少了患者的不适，也减少了运动伪影；另一方面，更有利于胸壁侧的腺体进入照射野，同时压迫更加均匀一致，保证了优质、一致的影像。

参考文献

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