CT设备中球管维护及检测分析研究

杨涛 辽宁省沈阳市新民市人民医院影像科 （辽宁 沈阳 110300）

内容提要：目的：研究和分析CT设备中球管维护及检测方法。方法：本院2010年引入东芝64排CT机一台，回顾性分析CT机球管的故障发生情况及球管维护方法。CT球管故障发生的原因：球管漏油及管套内高压打火、油循环停止或者球管过热、旋转阳极不旋转、管芯玻壳破损或者管芯真空度降低、灯丝开路等；CT球管维护方法：使用前提前预热、控制曝光条件、有效控制温湿度及检测环境、控制球管旋转阳极及灯丝空耗。结果：2010年～2019年CT机使用10年时间内共计更换4支球管，在总结球管使用经验后不断强化球管维护措施，使得球管使用寿命明显延长。结论：CT设备在使用过程中，对球管加强维护并定时进行检测与保养，才能确保CT机始终处于良好的状态下运行，有助于延长CT球管使用寿命，同时也能保证医院工作的正常进行，为患者提供准确的检测结果。

CT机在临床上有着较高的应用频率，能够带来巨大的经济效益及社会效益，但是CT机价格昂贵，维护及维修成本均较高[1]。球管不但是CT机最为核心的部件，也是CT机主要易损部件和消耗品，由于计算机软件技术及数据采集等技术发展日新月异，CT球管技术及性能也不断获得完善，在高负荷扫描中也获得了日益广泛的应用[2]。掌握CT机球管故障判断方法并对故障发生原因进行判断和分析，有助于保证CT球管应用的合理性，可降低CT球管故障发生率，使CT球管使用寿命获得延长[3,4]。本文旨在研究和分析CT设备中球管的维护及检测方法，现分析如下。

1.资料与方法

1.1 一般资料

本院2010年引入东芝16排CT机一台，回顾性分析CT机球管的故障发生情况并汇总球管维护及检测方法。

1.2 方法

1.2.1 分析CT球管配件组成以及工作原理：CT球管主要组成部分包括管套、管芯、绝缘油、散热器及附属配件等，工作状态时X射线管灯丝加热，自由电子生成并云集于阴极附近，X射线管两极高压电由升压变压器提供，阳极与阴极电势力瞬间增大，在电场吸引下以及自由电子影响下，成束电子高速自阴极行进至阳极并对靶原子结构产生撞击，该过程即为能量转换过程，＜1%能量形成X射线，＞99%能量转换为热能，前后者散发设施分别为X射线管窗口、散热设施。阳极靶面高速旋转从而可取得理想的散热效果，若应用较大电流，靶面在电子轰击下生成＞2600°C高温，若被轰击面不断更换，靶面被电子击打出坑并损坏阳极靶面。

1.2.2 常见球管损坏故障原因分析：①球管漏油及管套内高压打火。出现此类故障时机器停止工作，报警显示过载。若出现轻微故障对机器正常运行不会造成干扰和影响，重建图像上可见细条干扰线，形状规则[5]。分析GSA时可见打火线带，球管中发出高压打火声。机器虽然能够正常工作，球管已经受损，需要立即停止使用，密封件损坏为球管漏油主要诱因；②油循环停止或者球管过热。CT球管工作时，大量热量由靶面生成，可通过风扇取得散热效果，避免影响CT机工作稳定性及可靠性。一旦出现油循环故障或者风寒给油散热故障等异常，管套内温度随之升高并造成套内超压报警或者管壳上温度报警，CT机工作停止，温度下降后可继续工作[6]；③若出现旋转阳极不旋转故障，则CT机无法扫描指令，报警显示旋转阳极出现异常。故障诱发原因与球管本身存在重要的关联，主要包括以下方面：旋转阳极电子线圈出现异常，包括短路、开路等；旋转阳极转子轴承磨损面出现间隙过大或转子卡死等异常表现，一旦通电，磁场分布不均衡容易导致吸死现象发生[7]。检测维修人员可通过如下方式进行故障检测，如听球管运行、加速或者刹车声音等，能够对两相线包之间电压进行测定并可对报错代码进行综合评定；④管芯玻壳破损或者管芯真空度降低。主要表现为CT机启动扫描时发生过载报警等现象，使得管芯真空度降低，诱发原因表现在以下几点：受机器设备或者球管等影响，金属靶面受到破坏或者发生异化，管内真空度随之下降；球管长期闲置或者不工作导致气体渗入管芯内，管芯玻壳发生破裂现象并导致裂纹出现，油分自裂纹渗入，碳化现象随之发生，继而气体产生，管芯内真空度下降[8]。实施Generator test项No Load测试时无需将高压电缆卸下，40kV时即包球管阴阳极打火，于hv tank部位对阴阳极高压电缆实施卸掉操作，将高压油倒入至两电极槽后进行测试，高、低kV时均能够通过。取下阴阳极高压电缆并插至HV tank原处，取下球管一端阴阳极高压电缆，然后插至divider阴阳极油槽内，实施No Load测试，测试多次，一旦出现无打火报错则表明球管出现异常，应立即更换；⑤灯丝开路或者半测试范围为40kV～140kV，扫描时有高压电，未检出无管电流或者电流不稳定等异常则为开路故障主要表现。X射线管阴极灯丝加热至有电子发射能力，阴阳两极间加入正向高压，两极间有电流通过。若扫描时为检测若无管电流有高压时且灯丝供电无异常，出现球管灯丝开路等异常的几率较高[9]。直接测量灯丝即可明确故障引发原因，CT球管灯丝存在断开现象时，开机后则有错误信息显示则表明球管存在灯丝开路现象的可能性较大[10]。此外，还需要对以下方面多加注意：若灯丝处于半开路状态可出现通电不连贯现象，一旦加热即可诱发开路等异常，若断电则出现连通等现象，误判可能性较大，必须多次测量。

1.2.3 球管修复方法分析：①管套内打火故障分析。打火故障发生率较高，既往多以损坏报废进行处理。若可见打火等异常现象于管套内发生，核心部分管芯未出现异常，通过专业技术即可排除故障。打火情况引发原因包括以下方面：阴极对阳极、阴极对地、阳极对地。密封油管套内球管阴阳极之间极少发生打火现象，主要由于两极距离相对较远，因此，单极对地之间为打火多发部位。打火引发原因主要表现为以下方面：绝缘油质量较差，存在碳化现象；布线位置欠合理，高压线与外壳距离过近；管套内有漏油或者气体残余现象；②散热风扇及油泵损坏分析若发生此类故障只需更换风扇及油泵等相应零部件即可。

1.2.4 球管维护方法分析：①使用前提前预热。CT机在使用过程中，如果停止扫描一段时间再次扫描前，或关机后再次开机时，要严格按照机器使用要求进行设备自检程序运行并严格依照自检提示逐级提高CT机扫描条件预热扫描，能够减少冷机状态下直接应用对球管造成的损害，对球管的使用寿命有延长作用；②控制曝光条件。为确保扫描结果准确，需精确扫描条件，如根据患者的年龄、病种、体重、扫描部位及需要重建等，对扫描条件进行设定、调整，尽量减少多余球管损耗以及对患者造成的辐射。根据定位像长度进行控制并明确患者器官位置，精确控制扫描部位，做好非检查部位保护措施，减少曝光量及球管损耗；③有效控制温湿度及检测环境。球管曝光过程中生成较多热量，对扫描室温湿度加强控制，采用双空调系统，为CT机架散热以及空气在扫描架内循环提供保障，保证通风效果及冷却效果。对CT检查室内的温度、湿度进行严格控制，通常温度控制在22°C，湿度控制在37%左右。双空调系统在运行过程中，对CT机架的散热效果能更有效的进行保证，使扫描架内有空气可以循环，提升通风与冷却效果，降低管套内热量残留；同时，一套空调系统如果出现故障，在维修期间，另外一套空调系统则继续对CT检查室温湿度进行控制，确保CT机运行不受影响，保证了CT检查工作的顺利进行。此外，双空调系统的应用，对空调负荷有降低作用，使两台空调系统的使用寿命都能延长。在CT检查室的环境控制上，要确保室内干净、整洁，对CT机及时进行打扫清理，定期检查油泵油路，对机架散热风扇及其他辅助设备的运行情况是否完好进行查看，避免散热装置被异物堵塞。水冷机器在使用中，对水循环管理、水压定期进行检查，对水流量阀门进行调整与监测，确保水压处于允许范围内，对水冷系统室外机组运行状态进行检查，定期做好清理工作。风冷机器在使用中，日常做好保养工作，空调室内机与机架之间严禁塞放障碍物，确保空调冷风到达扫描机架的过程中畅通无阻，提升散热效率，对球管有保护作用。定期对过滤网上灰尘进行清洁，确保风流速保持最佳状态，对于提升冷却效率可发挥积极作用。严禁工作人员在CT室内饮食，以防老鼠出没，一旦发现蟑螂、老鼠等动物必须及时将其消灭，以防电线被咬断或者线路板受到污染而发生机器故障。定期对碳刷进行清洁清洁，保证清洁的彻底性，防止碳粉在滑环内积累而造成滑环发生打火现象，造成电路或者球管被烧坏。定期对球管各种工作参数进行测试，包括CT球管电压、电流以及温度、冷却油等，确保球管与高压电缆接触良好，一旦发现接触零部件内有杂质必须及时进行清理。④控制球管旋转阳极及灯丝空耗。CT扫描过程中，如果扫描程序属于准确好的状态，要立即扫描。此时，球管旋转阳极的转速已经比较高，灯丝温度也比较高，如果曝光不及时，则球管处于空耗状态。所以，在准备好后要及时对患者进行扫描。在保证检查图像质量的前提下有效减少MAS值，使曝光时间得到有效缩短，同时还能可进行螺距修改，使设备自待机至准备好扫描条件的时间得到缩短，对球管损耗也能够降低。需要注意的是，螺距提高后，冠矢状位及薄层重建图像的清晰度会下降，在扫描前要充分考虑。具体操作中要保证按照要求操作，修正好曝光条件，以延长灯丝使用寿命；⑤保持电源稳定。定期对稳压电源与三相电源稳定性进行检测，包括相辐平衡稳定性、三相电源相位、相幅均衡性、不移相、地线阻值及接地情况；⑥良好的维护。要想保持CT设备处于良好的运行状态，就需要对CT设备做好日常维护工作，对出现的故障进行检测与维修，减少故障的发生。特别是对球管高压控制系统要经常进行检查，及时对出现的问题进行解决，保证球管处于正常工作状态。

1.3 观察指标

统计2010年～2019年CT机球管更换次数及各球管使用寿命。

2.结果

2010年～2019年CT机使用10年时间内共计更换4支球管，在总结球管使用经验后不断强化球管维护，使得球管使用寿命明显延长，见表1。

表1.球管使用寿命对比分析

3.讨论

信息影像技术在医院进行疾病诊治过程中有着非常广泛的应用，能够为临床医生进行疾病诊断、病情评价以及预后评估提供非常重要的依据和指导。CT机属于临床常用医疗器械，而CT机球管对于维持CT机正常运行发挥着非常重要的作用，但是CT机使用过程中可能出现各种故障并导致CT机正常运转受到不良影响，因此，CT机日常使用过程中必须注重对球管加强维护和检测，确保CT散热系统能够正常运行，保证电压及电流的稳定性[11]；同时，在对患者进行扫描检查时，要做好快速、及时的扫描，通过上述措施的实施，可显著延长球管使用寿命，保证CT机处于良好的运行状态，既能够使广大患者从中受益，同时还能够提升医院经济效益与社会效益[12]。此次研究中，2010年～2019年共计更换4支球管，对球管加强维护及检测，球管使用寿命获得显著延长。

综上所述，定时维护并检测CT设备中球管对于延长CT球管使用寿命有重要价值。