影响螺旋CT机X射线球管寿命的主要因素及排除方法分析

顾焰民

摘 要：CT为临床常用设备仪器，是当前临床检查人体内部组织器官解剖形态结构的主要手段，特别是在形态变化或有密度的疾病敏感病灶中应用十分普遍，它的出现大幅度推动了医学技术的发展。CT机主要组成包括信号接收系统、X线发生系统、照相机与监视器等辅助设备以及电子计算机处理系统，CT球管为其核心装置。为延长CT机使用寿命，使其更好为临床服务，需找出影响螺旋CT机X射线球管寿命的因素，并及时排除。

关键词：螺旋CT机；X射线球管；影响因素；排除方法

CT球管构成主要包括散热器、附属配件、管芯、管套、绝缘油等。其中管芯为核心部件，主要组成为阴极灯丝、高速轴承、旋转阳极钼基钨靶以及附属散热装置等。CT球管本质为阴极射线二极管，高真空且大，X线主要由此产生，先由电流对阴极灯丝予以加热，自由电子云集产生后添加40～150kV高电压至阴阳两极时会骤然增加电势差，受到高压强电场驱动后自由电子束本处于活跃状态，阴极速高速撞后击阳极并转换能量，X线由1%电能形成，发射自窗口，99%向热能转变，散热系统将其发散。由于CT球管为CT机的核心部件，最贵重也最重要，分析其寿命影响因素并及时解决可有效减少医院费用支出，详述如下。

1 CT球管寿命影响因素

1）热容量。于结构上看X射线管为真空二极管，但有较特殊的阳极构造。因靶面有较低的X射线效率，电子打靶后向X射线转化的能量仅为0.2%，其他均为热量。受到连续负载作用，温度向阳极扩散后会持续升高，即生热过程，此时阳极靶面需有高熔点，阳极盘辐射热量为高温靶面主要散热方式。在套管中放置X射线管且在绝缘油中浸没，阳极热量会向油传递，绝缘油降温途径主要为油泵风扇与冷凝器，此为冷却过程。若生热过程比冷却过程要大，会导致球管达到极限温度，将球管损坏，最大热容量即此时球管中储存的所有热量。未合理控制球管热容量会损伤其旋轉阳极部件，缩短球管寿命。

2）高压电源稳定性。确保X射线管可正常工作离不开如下电源：X射线产生过程中的140kV超高压直流电源，旋转阳极加速过程中的560kV旋转阳极电源，球管灯丝加热过程中的160kV直流灯丝变压器电源及风扇与油泵所需的115kV交流电。大功率元器件比如高压保险出现老化现象或输入电压不具备稳定性会烧坏电路板，进而导致球管受损。

3）球管管电流。单位时间内射向旋转阳极靶面的电子流是管电流，即X线量数量。通常而言管电流越高灯丝就有越高的工作温度，蒸发速度就会越快，灯丝寿命就越短。据报道[ 1 ]，灯丝工作电流比标称值要低时CT值标准误差会超过20%，若等低电流高于标称值5%则会缩短灯丝一半寿命；在更换球管时灯丝有40%的故障发生率，为此一定要合理排除。

4）球管机械强度稳定性。在CT机中X射线管为重要部件，亦为信号源。X射线管将扇形射线发出后，射线束范围内包含被扫描者，射束从人体穿过后检测器阵列将其接受，该列阵组成为128个检测器源。于该扫描体制中射线束宽度全部包含断层人体，扫描系统运动主要为旋转，无需平移，由此对高速旋转的球管质量稳定性提出较高要求。管芯为玻璃壳，将真空抽走，在大机架中高压发生器探测器与球管部件快速旋转，对机械部件间的紧固程度与运转通畅性提出较高要求。

5）电绝缘性能。高压电绝缘方法包括气体、真空及机油等，CT机应用机油绝缘法。长期应用高压发生器与CT机球管后会降低其性能，若未及时更换会致使高压打火。

2 排除方法

2.1 热容量排除方法

其一，控制室内温度约为20℃，湿度为40～60%。开机前线预热球管，避免连续扫描患者时导致温度过快上升，降低球管芯性能导致爆裂。为此科室需对患者予以合理安排，避免连续增强扫描大量特检患者，一般而言每天扫描人数需控制在不超过40人[ 2 ]。禁止极限条件下球管长期工作，出现最大允许热容量后应暂停工作，充分休息后再开始。结合管套、管芯冷热曲线与生热曲线设定球管曝光参数，尽量不要修改，在使用时严格依据X射线管复杂特性，可促使使用寿命延长。其二，避免油泵过热，可强化保护功能，将70℃超温开关安装在油泵金属泵体上，并与球管过压过温回来串接，油泵性能降低后泵体处于过热状态，此时会自动发送信号，出束停止后为球管提供保护。

2.2 稳定高压电源方法

其一，开机检查患者前需晨检预热，用低豪安高电压，并对event log记载予以检查。依据PMI步骤定时将各板启动，观察有无异常，并对X线高压发生器、稳压柜输出输入值进行检查，定期校准体膜与空气，每两年将大功率保险换掉，每年用乙醇清洗机架滑环并擦干，将磨损碳刷更换，减少损伤电路板几率。其二，调控球管。合理校准并训练新管，超过3次，且电压为80kV～140kV，对参考值与测量值误差予以记录观察，合理调试，将其使用寿命延长。

2.3 管电流调控方法

CT机工作中不会对图像质量产生影响时需将毫安量最大限度减少。安装调试新CT机时技术人员需控制毫安量在3%厂家规定标准值内，可最大减少检查标准误差。因球管灯丝连接于高压，无法直接测量，因此多等同灯丝电流为加热Heater板电流，而该电流主要受到CPU控制，为此一定要定期对灯丝予以检查并快速调整。

2.4 稳定球管机械方法

每年依据PMI要求检查旋转机架，手正反方向将机架转动，阻力变大需用弹簧秤调节。将运转的所有螺帽与螺钉加固，每年更换关键排线、部件、电源线线卡及信号线，每年将润滑油添加至机架活动轴承与部件中，每年重新调节机架刹车与加速部件。及时更换绝缘油，避免高压打火，延长寿命。

3 结语

综上所述，有诸多因素会影响螺旋CT机X射线球管寿命，为此每年需监测检查，及时排除故障与危险因素，延长其使用寿命，提升医院经济效益。

参考文献：

[1] 李春生，赵占城，江浪等.万东X射线机故障维修两例[J].中国医疗设备，2015，（11）：163-164.

[2] 张振光.X射线球管的结构，原理及常见故障分析[J].医疗卫生装备，2011，32（3）：124-125.