Planmeca锥形束CT故障与检修

浙江大学医学院附属第二医院 临床医学工程部，浙江 杭州 310009

引言

20世纪90年代末出现的锥形束CT（Cone Beam CT，CBCT），与传统 CT 相比，具有三维成像、辐射剂量低、空间分辨率高、扫描时间短等优点，目前已广泛应用于口腔诊疗工作中[1]。我院滨江院区放射科自2018年11月引进一台Planmeca ProMaxTM 3D Mid的口腔锥形束CT，目前该设备主要开展项目包括口腔科全景影像、头颅侧位片、颌面部CT影像、颌部CT影像、全口牙列以及单牙CT影像等，根据临床实际需求选择合适的视窗以及分辨率进行影像采集，全天满负荷使用，日均完成采集项目100余人次，有效满足了我院综合牙科门诊和口腔内科门诊患者的口腔摄片需求[2]。

1 锥形束CT基本结构和工作原理

锥形束CT（CBCT）即锥形束投照计算机断层设备，主要由硬件部分和软件部分组成。硬件部分包括：X射线源和探测器组成的影像拍摄系统；计算机系统；支架系统。软件部分主要用来操控影像拍摄系统，完成图像的采集、传输、处理和图像三维重建等[3]。图1为Planmeca锥形束CT的结构框图，其中1是X光机，2是3D重建服务器，3是Planmeca Romexis控制端，4是交换机。

图1 Planmeca锥形束CT结构框图

其基本原理是采用锥形X射线束投照，射线经患者后由平板探测器接收，扫描时X线球管和探测器围绕投射区中心旋转360°，扫描后获得连续几百张的二维平面投影图像，再将所得数据收集在计算机中重建，从而得到三维影像，以显示口腔颌面部或头颅的组织结构[4]。CBCT扫描容积的尺寸取决于探测器的尺寸和形状，投射光束的几何形状和准直光束的能力[5]。

相比传统CT，CBCT只需旋转扫描一次，即可获得重建所需的全部原始数据，扫描获得二维图像，经计算机配套软件直接重建为三维图像，图像金属伪影较轻。CBCT扫描视野一般分为小视野（<9 cm）、中视野（9～15 cm之间）以及大视野（>15 cm），扫描视野尺寸取决于影像接收器的尺寸[6]。

我院使用的Planmeca ProMaxTM 3D Mid CBCT是一款集合3D、全景和头颅侧位片的三合一CBCT，采用非晶硅平板技术，实现高清、高效、高稳定[7]。该设备操作简单，视野尺寸可达16 cm × 16 cm，可满足口内、口外、种植、颌面外科、正畸等多个临床科室需求，同时75 μm超高清根管影像为复杂的根管案例提供更多高价值影像诊断信息，拥有ULD超低剂量模式，搭配一套原厂全方位一体化牙科软件——Planmeca Romexis，3D影像重建速度快，功能丰富，可以满足所有口腔临床需求[8]。

2 故障实例

2.1 故障现象

选择全景模式进行拍摄，点击准备曝光按键时，机器出现错误E424，设备无法完成准备曝光，软件提示无法连接机器，多次尝试后可以完成准备曝光，但是拍摄过程中依旧出现错误E424，尝试CT拍摄以及侧位拍摄时出现同样的错误，故障报错代码如图2所示。

图2 错误代码

2.2 故障分析与处理过程

根据错误信息，查阅相关维修手册后提示检查传感器和电缆，因此首先检查C关节电子电位器，在关节校准模式下，平稳推动C关节，检查发现C关节电位器阻值变化正常，用万用表测量电位器阻值，也正常，图3为C关节电位器。

图3 C关节电位器

尝试在三关节校准模式下做三关节初始值校准，在设备初始位置调整电子电位器阻值，把电子电位器阻值调整为0，然后锁定位置，如图4所示，做关节校准，校准通过。

图4 电位器校准

校准通过后测试曝光，拍摄全景和CT均正常，在拍摄侧位片时候，没有射线。

初步考虑为侧位射线，拆除次级狭缝，如图5所示，做头侧射线校准，无任何射线，用荧光尺观察射线，发现射线位置偏离很多，C关节角度偏差很大导致射线位置偏离。

此时判断故障依旧出现在C关节问题上，再做三关节初始位置校准，校准无法通过，报“E424 错误”，C关节电位器错误。然后更换C关节电子电位器，调整阻值在初始位置为0，继续做校准，错误依旧，然后更换C关节MCM（负责控制驱动C关节运动马达）以及CPU，在三关节校准时错误依旧，校准不通过亦无法进行任何模式的影像拍摄。

图5 头侧射线校准

此时基本排除是配件以及电路板引起的故障，在三关节校准模式下释放马达，手动推动三个关节，肩关节以及肘关节推动时从起始位置到结束位运行平稳一切正常，多次测试均正常，推动C关节测试，转动到停止位时，关节出现轻微抖动，进行多次测试，间歇性出现，由于此前从未出现过任何一例设备传动带不平稳情况，此时把故障问题锁定为机械故障，拆开C关节外观盖以及马达，如图6所示，观察传动轴与马达情况[9]。

图6 C关节轨道传动带

拆除后发现关节马达内部有大量碎屑，图7为磨损的马达，进一步排查后发现马达齿轮和传送带配合有误差，磨损是由于硬摩擦导致，清除碎屑，重新调整C关节传动轴和顶部传动带的配合，调整好之后再做三关节校准，校准通过，然后试拍全景，CT和侧位片，影像均正常，设备观察运行数天均正常，故障排除。

图7 磨损的马达

2.3 小结

在完成故障检修后，工程师询问技术员有无在开机状态下推动关节的情况，获悉之前有患者在做检查时推动过C关节的情况。由于开机状态下马达在没收到程序指令时是锁定状态，推动会产生硬摩擦，导致马达转轴和设备顶部传动带配合出现误差，此时设备会提示此故障代码[10]。事后，临床工程师首先对技术员加强了使用培训，告知技术员在拍摄时需提醒患者在检查时不要推动机器部件，以免造成损坏，其次在机房墙壁上张贴了相应提示标识[11]。

3 讨论与总结

Planmeca锥形束CT内部有多个电位器和位置传感器，若出现故障，会报不同的错误代码，对于这类故障，大部分时候是由电子器件引起，但是有时也会有其他原因[12]。针对该维修案例，先进行电位器校准、三关节校准，再更换电位器、C关节MCM及CPU，先测试再更换配件，由简到难，在排除电路部分故障后，再考虑机械故障，从电路部分到机械部分，分析全面，方法适当，及时地排除了锥形束CT的故障[13]。

自放射科引进Planmeca锥形束CT以来，该设备在口腔种植、正畸等诊疗中发挥了重要的作用。由于口腔科每日门诊量非常大，CBCT长时间处于满负荷运行状态，一定程度上增加了设备的故障率[14]。通过案例的介绍，放射科技术员在检查时，需要正确操作CBCT，做好机房管理工作，对病人做好相关宣教工作，防止人为因素导致机器故障[15]。临床工程师作为医疗设备维修和管理的专业技术人员，在设备故障时，要遵循由外到内，由易到难的原则，要从各方面综合分析，循序渐进，一步步去分析故障原因，及时排除故障。在日常设备管理中，工程师需要加强巡检，提高设备日常监管力度，有效保障设备的正常运行[16]。