X射线计算机断层摄影设备故障分析

王亚南迟戈单晓晖

1 辽宁省医疗器械检验检测院 （沈阳 110179）

2 辽宁省药械审评与监测中心 （沈阳 110003）

X射线计算机断层摄影设备故障分析

王亚南1迟戈2单晓晖2

1 辽宁省医疗器械检验检测院 （沈阳 110179）

2 辽宁省药械审评与监测中心 （沈阳 110003）

TSX-101A型X射线计算机断层摄影设备检查时，高压电缆损坏，导致检查无法正常进行。对故障进行分析，判断可能导致故障的原因，提出合理的解决方案。

X射线计算机断层摄影设备 高压电缆 故障

TOSHIBA MEDICAL SYSTEMS CORPORATION生产的进口X射线计算机断层摄影设备（TSX-101A型）在正常扫描检查过程中发生两次高压电缆损坏情况。第一次为高压电缆与球管接头处放电，导致球管和电缆同时损坏；第二次为

1.X射线计算机断层摄影设备

高压电缆与高压发生器接头处放电，导致高压发生器和电缆同时损坏。损坏时电缆接头处有高压放电打黑的痕迹。本文就此故障进行分析，判断可能导致故障的原因，提出合理的解决方案。

本产品由扫描架（X射线管装置、探测器）、X射线高压发生器、患者支架、控制台包括计算机图像处理系统、系统变压器、附件及选件组成，用于人体全身的断层成像供临床诊断。产品工作原理，X射线高压发生器产生高压作用于X射线管装置发出X射线，照射人体，通过探测器接收透过人体的X射线量，经过计算机图像处理系统进行数据处理成像[1]，如图1所示。

图1. CT成像原理图

2.X射线计算机断层摄影设备常见故障

CT机产生故障的原因大致可分三种：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、变质、机械磨损或参数漂移导致的故障。

2.1 操作不当引起的人为故障原因如下：开机预热时间不够或未进行常规较正（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定值不准；病人定位不准扫出错误图像；病人身上有金属产生伪影图；同时进行多种操作导致CT 死机多见于一些低档机型上；选参数不当导致图像伪影增大等。不难看出人为故障不会导致CT出现破坏性故障，只要查明原因，按正确操作顺序重新操作或停机重新启动，一般都能顺利将故障排除。

2.2 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部件（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；CT供电电压不稳会导致计算机工作不正常，机器运行不稳，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，故障越少，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。

2.3 CT自身硬件损坏产生的故障

对于大多数比较成熟的进口CT来说，按照统计学的规律故障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，即5～8年处于比较稳定的故障低发期，之后故障又开始逐年增多。

2.3.1 机械部分的故障

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象或损坏等。升降床的机械故障较少，个别床下承重滚轮轴承会出卡死、失灵现象，还有个别按键失灵、限位开关失灵等。

2.3.2 X射线产生部分故障

X 射线管本身故障：如旋转阳极故障，表现为旋转噪声，严重时不转、卡死；曝光时产生阳极过流现象等；灯丝部分，导致不出射线；X射线管芯破裂或漏气故障，灯丝导致漏油、不能曝光、真空度下降、高压打火等。

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。

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C T高压电缆跟随X射线管转动使用日久，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。2.3.3计算机部分的故障

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，因使用频率和保养状况不同而不同。

除上诉三大部分外，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），导致一些不固定的故障出现。

3.产品故障分析

X射线高压发生器产生高压，通过高压电缆作用于X射线管装置，如图2所示。本产品故障即发生在高压电缆与高压发生器、高压电缆与X射线管的连接处，发生电击击穿现象。

目前X线球管存在两种接地模式，分别为阳极接地模式及中性点接地模式。阳极接地模式：+侧的电压为0V（＝GND水平），绝缘强度小，采用的是比较细的电缆。－侧的电压为-150KV的高压，为提高绝缘强度采用的是比较粗的电缆。中性点接地模式：此种模式+侧及－侧的电压均为75KV的高压，两侧均需比较强的绝缘强度，所以两侧均采用的比较粗的电缆。本款故障产品采用的是阳极接地模式，故对绝缘强度要求比较高。

根据统计，CT高压子系统的故障，一般约有50%的故障率来源于高压发生器本身，约有40%的故障出在X射线球管，大概10%出于高压电缆。

若是高压发生器本身的故障，主要发生于高压的升压单元模块（即在高压的末端），由于绝缘等级设计的裕量不够或者一段时间的运行绝缘度下降，特别是在高KV时（如140KV或150KV），高压系统会放电打火，在高压系统的绝缘薄弱环节放电打火，会损坏绝缘。如果电缆的连接头处接触不好，会在连接头放电毁坏烧黑连接头（远端放电），绝缘继续恶化还可能殃及球管。

如果X射线球管内部绝缘等级不够，例如，绝缘油轻微泄漏或者真空度不够，在高压发生器工作时，高压系统会放电，在系统的绝缘薄弱处会直接损坏绝缘，导致系统故障，甚至球管直接损坏。

一般高压电缆的损坏，表现为电缆本体局部变黄或者有部分针孔状小孔，这基本定性为电缆绝缘层失效。如果电缆品质不够好，使用一段时间后很容易出现这类问题；另外，电缆两端的连接头如果质量不优，细微的气泡在连接处存在的话，也会放电打火花，直接导致电缆连接头损坏变黑，高压子系统不能正常工作。

结合以上分析描述，本产品故障主要原因首先考虑电缆在更换时未注意电缆与高压发生器及球管的连接处连接紧固，导致放电而损坏高压电缆。

4.工作建议

该类产品的维护保养非常重要，建议在维护保养手册中关注高压电缆接头处的连接紧固性，并加强对维修人员的培训。使用时需提醒用户关注高压电缆的插头和插座的质量问题，电缆两端的连接头如果质量不优，建议在电缆的两个连接头处增加硅胶垫和硅胶。必要时可监测高压发生器的输出准确度。

[1]张学龙 .医学成像设备.中国医药科技出版社，2010.

[2]罗虹,刘勇.东芝C T 机故障检修2 例[ J].医疗设备信息,2003 , 15(3):64 .

[3]史进忠.关于东芝Asteion/VF 螺旋CT 高压故障的处理[ J]. 医疗设备信息,2006,21 卷9 期

图2. 企标方法与验证方法2进行易氧化物检测的结果对比图

综上所述，参考国标GB/T 14233.1-2008制定的验证方法检测的结果均大于企标方法检测的结果，虽然用企标方法测得的结果合格，但是验证方法检测结果处于合格与否的临界，甚至不合

参考文献格，这直接影响到了产品质量问题。建议企业在制定技术要求时，多参考相关的国家标准，将检测方法制定得更加准确、严谨，使产品的质量更加安全、可靠。

[1]林燕虹,熊慧英. 静脉留置针临床应用新进展.全科护理,2012,09(27):2522-2524

X-ray Computed Tomography Equipment Failure Analysis

WANG Ya-nan1CHI Ge1SHAN Xiao-hui1
1 Liaoning Medical Device Test Institute (Shenyang 110179)
2 Liaoning Centor for Drug and device Evaluation and Monitoring (Shenyang 110003)

When TSX-101A type of X-ray computed tomography equipment inspected, the High voltage cable damaged , and we can not operate normally. Analyzsis of the fault judgment could lead to the cause of the problem, put forward the reasonable solution.

X-ray computed tomography equipment, high voltage cable, failure

1006-6586(2016)08-0066-04

R814.42

A

2016-01-11