西门子Sensation系列多排螺旋CT检查床系统原理及故障解析

金英涛 林 鑫

西门子Sensation系列多层螺旋CT是基于P30平台的机型，该平台具有技术成熟、故障率低以及运行稳定可靠等优点。目前，该系列主要有Sensation 16、Sensation 40和Sensation 64等机型，已广泛应用于各级医院，但随着使用年限的增加，设备会出现各种故障现象，尤其是机械运动比较频繁的检查床(patient handing system，PHS)系统[1]。为此，通过Sensation系列机型PHS系统的组成及工作原理，根据对该系列机型的日常使用及维护，对常见故障进行分析总结，并重点探讨经典案例的故障分析与处理。

1 PHS系统的构成与原理

1.1 PHS的组成及工作流程

PHS系统由PHS垂直运动(patient table vertical，PTV)和PHS水平运动(patient table horizontal，PTH)两部分组成，通常情况下，医生根据检查部位的要求协助或安排患者躺在PHS托架合适位置后，可通过机架面板的控制按键、PHS上的脚踏控制开关和计算机软件操作界面输入位置信息3种方式控制PHS的运动。

进入扫描程序后先行PTV，到达需要或指定的高度位置再进行PTH进入机架扫描位置。PTH分两部分运动，PHS托架先整体移动，水平托架到位后，PHS托板再移动，水平托板将患者送入机架圆孔到达指定扫描起始位置后进行扫描。扫描程序结束后，按相反操作流程退回，患者即可下床离开，其PHS工作原理如图1所示。

1.2 PTV的工作原理

PTV由1个变频器带动马达进行上下运动，所要到达的具体高度由电位计传感器检测并通知D702板。向上运动时，松开马达刹车，马达转动，丝杆刹车无需松开；向下运动时，丝杆刹车和马达刹车需同时松开。维修开关和脚踏开关也可以控制上下运动，如维修开关闭合时，系统不能到达正常待机状态，其他操作将不起作用(如图2所示)。

图2 PTV工作原理流程示图

1.3 PTH的工作原理

与PTV运动类似，均为马达带动，区别在于PTH由马达带动皮带传动，而PTV是由马达驱动丝杠组件传动。马达M710和M711运动均由D701板控制。马达的启动与停止均开启或关闭Y710和Y711、Y712刹车；同时R711和B711将位置信号反馈至水平驱动器D701来控制马达启停。水平托板运动多了一个离合器的离合过程，运动之前需先松开B711。PTH的物理运动位置是由R710和R711电位传感器检测，此外增加了编码器B710和B711编码器来精确编码，并控制运动的相对距离(如图3所示)。

图3 PTH工作原理示图

2 PTV故障案例分析

2.1 偶发垂直运动故障

(1)故障现象。检查床上升过程中出现机架保护性掉电，待PHS重新自检后正常。手动输入到达的高度数值，当PTV将床面移至所需高度数值时，继续上升一段距离才停止，此时出现机架掉电现象，无法进行下一步操作。

(2)故障分析。此故障为偶发现象，且每日偶发1～2次。查看事件日志其主要的错误代码为PTV-3032[2-3]。根据错误代码信息可从以下4个方面进一步排查。①高度传感器B702受到外界干扰或损坏；②D702至X5连接故障；③B702-D702至X5连接线损坏；④马达M702刹车或丝杆刹车Y702工作异常。

(3)故障处理。根据分析逐一进行检测。①操作人员输入高度时未超出PHS最大高度；②检测传感器到控制板间的连接线有无异常；③观察马达及丝杆工作状态，但并未发现损坏及异常现象。由于是偶发故障，很难通过检测状态及校准参数来发现故障点，因此，可通过更换配件的方法来排除。床的上下运动涉及的部件有马达、变频器、传动丝杆、刹车以及传感器等[4]。每次更换1个有关联的配件，逐一更换再观察使用情况。其中，分别更换了B702、连接线、D702、M702、马达以及丝杆组件，但更换后故障依旧。将此故障反馈给厂商技术人员，根据前期的工作分析后，建议更换D702母板上的MCB板，再将原机的Firmware软件安装在MCB板上[5]。更换该板并重新装载软件后，机器恢复正常，故障排除。2.2 PTV的其他常见故障

(1)患者及家属不慎触碰维修开关，造成系统任务处于维修状态进而无法正常运动；如碰到脚踏开关松开即可，无其他影响。

(2)如果PTV位置降至低位时，PHS系统物理结构出现整体抖动，通常为机械故障，可重点检查马达和丝杠组件。出现此类故障，需由厂商更换马达与丝杠组件后即可恢复正常。

(3)PTV向上运动正常，但向下运动时速度过快，通常是向下时刹车电阻阻值不够(长时间磨损造成阻力减小)或损坏造成，更换后即可恢复正常。

(4)PTV可以向上运动，但向下运动时机架保护性掉电，一般是丝杆刹车故障，更换即可恢复正常。

(5)PTV当上下运动均会造成机架保护性掉电，通常为检测高度位置时高度位置传感器检测异常或D702控制异常，更换该高度位置传感器或D702控制板即可修复。

3 PTH故障案例分析

3.1 偶发的水平运动故障

(1)故障现象。表现为病床进出时，初期速度较慢，然后速度正常。扫描时有PTH引起的扫描中断，且软件日志记载的报错代码较多。

(2)故障分析。查看事件日志，显示主要错误代码为PTH-3040、PTH-3054。根据错误代码信息可从以下6方面进一步排查。①Encoder B710编码器损坏；②B710-D710连接线损坏；③D710 MCB软件故障；④参数校准未通过；⑤传感器R711或B711损坏；⑥传动皮带故障。

(3)故障处理。先排除异物卡塞，再排除水平运动是否有润滑引起的阻力过大现象；检查刹车、离合、皮带以及马达等参与运动的组件有无异响等现象；刷新PHS的firmware软件，刷新成功后重启设备，故障依旧[6]。重做位置校正，排除电位计检测等情况。均无异常后，更换水平运动组件，故障依旧。最终更换Top组件相关的3根线缆，故障排除。

3.2 PTH的其他常见故障

(1)为了保持PHS的清洁，通常会铺上一层一次性清洁床单，但经常出现床单卡到水平托板运动部件缝隙中，造成运动阻力增大或卡死现象，导致PHS系统会报错，引起扫描中断。因此清除运动轨道上的床单或异物即可恢复正常。

(2)经常有患者衣服边角或拉链卷入水平托板和水平托架运动部件间隙中，造成故障，清除即可恢复正常。

(3)患者及家属进入检查室后，触碰PTH尾部的释放开关，造成病床不能水平移动，释放即可恢复正常。

(4)常见PTH故障时，患者躺在检查床上，此时可关闭机架电源，松开PTH刹车，可手动移动PTH到基准位，让患者先行下床。

(5)水平托板和水平托架的运动均为机械运动，因此需要润滑，当使用时间过长会产生摩擦噪音，摩擦力过大也可导致水平运动失败。此类故障需清洁轨道并涂抹润滑油即可排除，否则需更换轨道滑块。

(6)水平托板和水平托架可进行水平运动，但运动一段距离后就停止并且机架掉电复位。此故障通常是检测水平运动距离的传感器损坏或检测数值不准，可先尝试重新校准调整，若故障依旧可考虑更换。

(7)马达运动时有噪音情况，通常是马达故障或皮带滑齿，可优先检查皮带。

(8)在水平托板运动过程中机架掉电。水平托板运动共有2个刹车，因患者检查时，其重量过大，运动到目标位置停下时需要增加一个刹车来及时停下，如果一个刹车故障时无法及时按目标位置停下，控制部分会认为运动位置有偏差从而断电复位。通常进行判断可以在机架通电时，用力推动水平托板部分检查是否有松动，正常情况应无松动现象。

4 注意事项

医疗设备受到外界严重撞击或运行过程中操作不当引发器件之间的碰撞等均会造成器件损坏，通常重症患者使用医用推车或病床推进检查室，如果操作不当，导致推车或病床与PHS发生碰撞，造成PHS损坏，进而影响到正常工作。因此建议配置一个防护栏杆或防护墩，与扫描床隔开一段距离为佳[7]。

5 小结

PHS的故障维修，先要求医学工程人员掌握设备原理，了解设备正常的工作程序，因设备正常工作情况下各部件有先后动作顺序，要做到出现故障时所采取的维修步骤和策略有理可循[8]；其次避免因环境等因素导致故障的发生，患者或操作人员直接接触PHS受外界干扰较多，如触碰开关、外盖被病床撞坏引起故障等[9]。同时，日常使用中还应做好维护保养工作，保障设备良好的运转，可有效地降低故障的发生。

[1]庞聪.西门子sensation16 CT床水平运动故障一例[J].医疗装备，2013，26(2)：66-67.

[2]张亚楠，张国军，吕虹，等.POCT临床应用进展[J].中国医疗器械信息，2010，16(12)：14-15.

[3]严红剑.有源医疗器械检测技术[M].北京：科技出版社，2007：8.

[4]辛丽华，万爱国，张志平.西门子Spirit 螺旋CT故障检修一例[J].医疗装备，2015，28(4)：90.

[5]张淦.西门子Sensation 64螺旋CT的实例故障分析[J].中国医学装备，2014，11(12)：160-161.

[6]夏家庆.西门子Definition As 64排128层螺旋CT机维修二例[J].医疗装备，2014，27(11)：28-29.

[7]徐勇.浅谈故障树分析法在医疗设备维修中的应用[J].医疗装备，2012，25(8)：87-88.

[8]郑孝岭.西门子螺旋 CT机多例故障的检修[J].中国医疗设备，2010，25(12)：117-118.

[9]刘庆，唐晓薇，杨东明.中国医疗设备维修技术指南(第二版)[M].长春：吉林大学出版社，2016，9：84.