GE-Lunar DPX-MD+骨密度仪故障维修3例

陈立峰，黄亨杰，孙静

浙江大学医学院附属第一医院 医学工程部，浙江 杭州 310003

引言

双能X线吸收技术是目前公认的诊断骨质疏松的“金标准”。作为骨密度测量仪器，从最早的普通X线检查装置到光子吸收法的核医学设备，发展到广泛使用的双能光子吸收测定等已有50多年的历史[1]。双能X线骨密度仪是一种常见的大型医疗设备，可利用X线吸收法准确地测出人体骨密度、骨量以及z值等生理数据，帮助医生判断患者的骨质疏松程度[2-3]。

GE-Lunar DPX-MD+骨密度仪为双能X线骨密度仪，该设备系统由X线发生器、探测器、数据采集、过滤器、扫描床、激光定位、质控测定及分析控制系统组成[4]。X线装置部分通过过滤器产生两种纯净的低能和高能光子峰，此两种光子峰穿透身体后，扫描系统将探测器所接收的不同衰减信号进行加权相减，分别给出被摄结构中的骨或软组织的单成分的分布图像，经过计算机数据处理，得出骨矿物质含量。控制主机用于整机的控制，质控测定用于实现质量保证QA的校准功能，利用QA模块替代骨骼和软组织。为了实现检测数据准确可靠，建议每隔24 h执行一次QA校准程序。本文重点分析了该型骨密度仪器的3例故障分析维修案例。

1　故障分析

1.1　故障一

1.1.1故障现象

骨密度仪在做质量保证时在“Quality assurance trends”失败，有时候会在“Tissue”检测时失败。

1.1.2故障分析与维修

检查错误日志，发现其有“BMD high analyze failure”和“Tissue analyze failure”等字样。在工程师模式下执行质量保证程序，在测试的过程中留意相关的测试值，发现“Spillover%”那一项显示11.99%。查看仪器技术手册，手册要求的范围为5%～13%，其稳定性偏差为-1%～1%，故探测器的有效范围为6%～12%。其值接近工厂要求的上限，但没有超出范围（图1），故暂时先排除探测器故障。

检查主板指示灯等，确认D19、D20指示灯正常显示。检查主板5、12、-12、+24 V电压，分别为+5.06、11.98、-11.97、+23.87 V，皆在工厂要求的范围之内（图1）。通过厂家维修手册和维修权限进入工程师菜单进行手动曝光[5]，然后测量主板的曝光信号和强度，皆在范围之内，故排除主板故障。

图1　主板测试点电压范围

断开骨密度仪电源的所有负载，测量电压值，其各项输出分别为：+5.09、+12.02、-12.02、+24.01 V，所有电压值都在厂家手册要求的范围之内，故排除电源故障。用万用表测量主板到探测器的电缆，确认电缆没有断开或者电阻变大的情况存在，也排除电缆故障。

进入工程师菜单“工具-诊断-探测器测试-峰值测试”进行探测器的峰值测试，能够顺利通过测试，查看右边的信息提示框，显示探测器“bias”电压“program”为591 V，“expect”为591 V，“feedback”为590.6 V，其在厂家要求的范围之内，故确认探测器小高压也没有问题。再次进入工程师菜单执行质量保证程序，发现“Spillover%”的值显示为12.01%，其已经超出了工厂要求的范围。连续多次测量，发现“Spillover%”项的值一直在12%左右，故确定仪器探测器已经老化。

查询手册，发现探测器老化后会造成测量的骨密度、脂肪、组织等值的偏差，而骨密度的程序设定了不会造成误差的情况下骨密度值、脂肪值、组织值等的偏差，如果偏差超出范围就会出现质量保证通不过的情况，更换探测器后故障排除。由于以前的探测器老化会造成系统默认的小高压值提升。新的探测器更换后不要急于曝光，先要将探测器的小高压值通过人工的办法调下来达到一个跟新探测器比较匹配的最低值，然后开始曝光。其次，新的探测器到来后更换时尽量不要用手直接接触探测器，因为探测器里面封存的气体容易受温度影响，温度的急剧变化容易使探测器直接损坏[6]。

1.2　故障二

1.2.1故障现象

在做质量保证测试时当曝光灯亮起1 s后开始报错，提示：“扫描仪复位错误”，反复测试多次皆报错。

1.2.2故障分析与维修

查看错误日志，提示“monitor positive voltage deviation”或“monitor positive mA deviation”。通过厂家维修密码进入工程师服务菜单，选择X线控制面板进行球管预热测试（图2），发现曝光时会报错，“kV”的“expect”值为41 kV，“program”和“feedback”都为0。确定故障发生在高压系统，具体为球管、高压发生器、高压电缆[7]。

图2　“球管预热”示意图

执行“no load”测试，断开高压发生器处高压电缆，用高压硅脂封住高压发生器处高压接头[8]，然后进入工程师模式在“X-ray source”处将电流改为0，“kV”改为41 kV，然后执行“ramp”，查看右边提示框，确认没有报错，也没有高压的偏离。这样就可以确定高压发生器没有问题。接回高压发生器处高压电缆，断开球管高压接头处高压电缆，然后用高压硅脂封住高压接头再执行上面的步骤，一样没有报错。那么也确认高压电缆也没有问题，故判断故障为球管故障。

拆下球管记录球管3个固定螺丝的深度和位置[9]，查看球管位置固定块上的位置螺丝有没有顶到球管[10]，如果没有则需将该螺丝调节到其能顶住球管的位置上。然后再拆卸旧球管，按照原来螺丝的位置安装球管和高压电缆，球管装好后要先执行球管的预热。具体方法为工程师菜单进入，然后选择X线测试，点选“warm up”（图2）。

预热完成后确定其没有任何报错。然后要做的工作是确定球管和探测器是否完全对准。具体需要用到厂家的校准工具，如果没有校准工具则可以通过工程师菜单里的“signal monitor”来实现。具体方法为：松开束光器的四颗螺丝，将束光器拿开，让其不要挡住球管，但保证通信电缆和供电电缆是处于连接状态[11]，不然会在校准开始的时候报错。做好准备工作后进入工程师菜单的“signal monitor”工具，点选“start”，骨密度仪开始曝光，这时控制电脑上会出来两个图标，一个蓝色的为低能量，一个红色的为高能量（图3）。这时，只需要观察和调节低能量即可，高能量会在调试的过程中一起变动。在束光器拿开的情况下低能量最低需要达到450000以上，即纵坐标的满格[12]。如没有达到这个数值，需要检查球管的位置在安装时是否有偏差，直至达到正确位置[13]。

图3　“signal monitor”的校准

球管的位置调好后需要调节束光器的位置[14]，与校准球管位置一样，通过“signal monitor”来实现，不过这时候需要把束光器放回球管上方，将束光器四颗螺丝放回但不要固定紧，在“signal monitor”工具里点好“start”后穿铅衣进入扫描室调节束光器位置，直至低能量的值达到跟束光器没放在球管上的值差不多的时候就可以固定紧四颗螺丝。

束光器调好后球管的位置就调好了，这时候我们需要执行5次质量保证，让仪器的工作状态稳定下来，这样球管就更换好了。

1.3　故障三

1.3.1故障现象

执行质量保证时扫描臂刚开始动作就报错，提示“横向运动失败”，执行腰椎扫描时也会出现同样的故障。

1.3.2故障分析与维修

查看错误日志，里面提示为：“motion fail”、“cannot move on transverse”。确认故障处在运动，但还无法确定是否出在横向上。进入工程师模式测试机械运动，发现故障在“front to rear”时就报错了，无法完成。根据运动的过程分析，该故障有5个可能[15]：① 横向电机损坏无法移动；② 横向限位开关故障；③ 纵向限位开关没有压住，到头时因横向电机等待时间到报横向电机的错误；④ 横向光耦故障；⑤ 纵向电机故障，造成横向电机等待时间到而出现报错；⑥ 横向驱动模块故障。

拆开床板重新进入机械测试界面进行测试，然后进入扫描间观察运动步骤。发现运动过程中纵向的马达，纵向的限位开关都已经顺利完成工作，而横向没有任何动作，故排除上述②、③和⑤的故障。交换横纵向的驱动模块，然后进行机械测试，发现故障跟之前一样，故也排除⑥的故障。交换横纵向光耦，进行机械测试，故障跟之前一样，没有发生方向上的变化，故也排除④的故障。故判断故障为横向电机故障[16]。

重新插接电机的供电线路，故障依然没有消除。故确认电机已经损坏，更换新电机后故障消除。

2　总结

双能X线骨密度仪是一种多功能结构精密的大型医疗设备，定期的操作培训及熟练规范的使用非常重要，另外设备管理部门的工程师定期对设备进行预防性维护也可使设备稳定运行状态并降低故障。

[参考文献]

[1] 董伟风,齐保全.双能X线骨密度仪工作原理、使用和维护[J].影像技术,2015,27(3):61-62.

[2] 李红利.GE与Hologic DXA骨密度仪测量全身体成分和骨密度的比较[D].长沙:中南大学,2012.

[3] 杨宗炎.骨质疏松与骨密度仪进展[J].中国医疗器械信息,2005,11(2):38-41．

[4] 朱俊杰,马成兴,陈羽,等.中国首台双能X线骨密度仪及其应用[J].核电子学与探测技术,2001,21(2):97-99.

[5] 王玲,马毅民,程晓光,等.QCT与GE iDXA骨密度仪测量髋关节面积骨密度的比较研究[A].中华医学会第七次全国骨质疏松和骨矿盐疾病学术会议[C].沈阳:2013.

[6] 苏建奎,贾岩.GE骨密度故障维修[J].医疗装备,2012,25(3):52.

[7] 张影,从中华.Lunar iDXA双能X线骨密度仪的工作原理和维修两例[J].中国医疗设备,2015,30(2):151-153.

[8] 孙少平,杨开泰,李元俊,等.MEDIX90双能X线骨密度仪基本原理及故障维修[J].医疗装备,2015,28(4):98-100.

[9] 彭达明,黄宗翔,周燕莉.NORLAND XR-36骨密度仪故障维修三例[J].中国医疗器械杂志,2005,29(5):383.

[10] 梁志强.双能X线骨密度仪故障维修3例[J].中国医疗设备,2016,31(10):168-169.

[11] 杨博,江玉柱,赵勇,等.LUNAR DPX骨密度仪的结构原理与故障维修[J].中国医疗设备,2011,26(11):104.

[12] 鲁晶,周世菊,彭承琳.骨密度仪的工作原理与质量控制[J].中国医疗设备,2012,27(11):81-82.

[13] 王慧.NORLAND骨密度仪X射线源维修[J].中国医疗设备,2014,29(2):138-140.

[14] 周璐.双能X线骨密度仪测量原理和维修校准的技术初探[J].电子测试,2013,(24):221-222.

[15] 董伟风,齐保全.双能X线骨密度仪工作原理、使用和维护[J].影像技术,2015,27(3):61-62.

[16] 欧伟强,吴观友,杨升富.Prodigy型骨密度仪故障维修3例[J].医疗卫生装备,2015,36(12):153.