医用X线断层扫描设备常见故障部位与原因及处理措施分析

曹祥梅

（阳新县人民医院放射科 湖北 黄石 435200）

随着医学、物理学、计算机、电子学等多学科的发展，医学影像学功能也不断完善[1]。目前医学影像学临床应用主要包括图像诊断与治疗两个方面，主要显微图像处理技术有X线、CT、MRI等，其中断层扫描设备较常见。断层扫描设备是一种图像引导强调放射治疗及自适应的治疗设备[2-3]，它的硬件及剂量调制方式不同于常规加速器，具有较好的适应性及均匀性，能有效预防放射毒副作用。因螺旋断层放射治疗设备属于精密、常用影像学治疗系统，以致其故障较多、维修较困难，若处理不及时延误临床治疗[4]。为探究螺旋断层放射治疗设备常见故障部位、原因及处理措施，本研究选取阳新县人民医院我院放射科2台螺旋断层放疗设备作为研究对象，回顾性分析其故障位置及原因等，现将研究结果报道如下。

1 螺旋断层放疗设备结构与功能分析

阳新县人民医院放射科在2012年3月、2014年12 月分别以480万人民币、320万人民币购买GE通用电气医疗系统（中国）有限公司1台64排CT和一台16 排CT，型号分为是Lightspeed VCT、OptimnCT5nopro，机身号分别为VCTd204CT、BALS14068。螺旋断层放射治疗设备是一种全新强调放射治疗的设备，Lightspeed VCT螺旋断层放疗设备型号的诊断及放疗功能优于OptimnCT5nopro。二者虽均采用直线加速器代替球馆安装在X线计算机断层成年滑环机架上，但Lightspeed VCT型号螺旋断层放疗设备在扇形束实旋转照射及投射视野方面的效率高于OptimnCT5nopro。螺旋断层放疗机均采用64排启动多叶光栅调制照射野，以CT定位投射视野，减少误差[5]。不同的是Lightspeed VCT螺旋断层放疗机图像定位是兆伏级而OptimnCT5nopro相对较差。两种螺旋断层放疗机在方式治疗过程通过机架旋转、叶片开关状态的改变以及治疗床的运动等实现放射治疗剂量的调整，与CT图像向配合实现精准性肿瘤放疗治疗，以减轻或减少不良反应[6-7]。

2 螺旋断层放射治疗设备常见故障情况分析

2.1 螺旋断层放射治疗设备常见故障部位

螺旋断层放射治疗设备故障是指治疗设备射出中段不能连续工作。回顾性分析2016年1月—2018年12月放射科螺旋断层放射治疗设备常见故障部位登记表可知，共出现248次故障，其常见故障部位包括磁控管、靶、加速管、检验板（MLC）、铝门、高温联锁、激光灯、Modulater、水流、通讯器、其他部位，比例分别为12.90%、16.53%、9.68%、9.27%、7.26%、3.63%、8.06%、7.66%、8.87%、5.65%、1.21%。具体故障情况见表1。

表1 螺旋断层放射治疗设备常见故障部位

2.2 螺旋断层放射治疗设备部位故障时间及维修时间

螺旋断层放射治疗设备少数故障能参考说明书自行处理，大多数故障需要维修师维修。螺旋断层放射治疗设备部位故障严重程度不一，表现为零部件损坏程度不一、故障时间、维修时间不一。阳新县人民医院螺旋断层放射治疗设备磁控管、靶、加速管、检验板（MLC）、铝门、高温联锁、激光灯、Modulater、水流、通讯器、其他部位故障时间及维修时间，见表2。

表2 螺旋断层放射治疗设备部位故障时间及维修时间

从上表可知，螺旋断层放射治疗设备部位故障时间为45～162 h，中位故障时间105.24 h；维修时间为52～207 h，中位时间124.58 h。检验板（MLC）故障时间最长，Modulater故障时间最短；激光灯维修时间最短，靶维修时间最长。

3 螺旋断层放射治疗设备主要故障原因及处理分析

3.1 靶故障及处理

螺旋断层放射治疗设备故障原因较多，既包括器械使用消耗，又包括人为操作不当。以上与器械设计自身缺陷、部件制造工艺、使用时间、使用频率及操作及保养水平有关[8-9]。出束时间对螺旋断层放射治疗设备部件寿命影响较大是导致器械故障的常见原因。出束时间是指机器生产高压至X线终止时间，单位是出束。出束时间主要影响靶、磁控管及检验板（MLC）的使用情况[10]。靶是螺旋断层放射治疗设备主要部件之一，靶彻底故障前2～3周螺旋断层放射治疗设备会出现射线质变差，表现为频繁性剂量不稳特点[11]。在2014年以前螺旋断层放射治疗设备靶是开放性靶，主要靠水流主动旋转，使用寿命约为600出束。该部件使用寿命3～4个月，故障频率较高。2014年及以后靶的旋转升级为密封的固定靶，以致故障均出现应用的旋转靶期间。螺旋断层放射治疗设备靶安装在加速管的末端，厚度约为1 mm，直径20 mm，形状为圆形，材质为钨合金。内循环水直径冲刷驱动靶旋转同时也为靶散热过程中产生地过氧化氢是造成靶损伤的主要原因。螺旋断层放射治疗设备固定靶直径未出现故障，这与循环水不与靶直接接触有关。有报道发现[12]，螺旋断层放射治疗设备靶比常规加速器剂量率高也是引起故障的主要因素。螺旋断层放射治疗设备靶损伤后导致其厚度变薄，因此在靶前数周出现射线质量差及剂量率不稳等信号（新靶及旧靶见下图1）。

图1 新靶及旧靶图片

处理方法：建议及时更换新靶。换靶需要移动加速管及排出循环水等准备工作。新靶需进行复杂物理测试的时间较长，因此要提早判断靶的损伤。及时检查靶部位防患未然。目前疙瘩厂商中、高端螺旋断层放射治疗设备CT的自动检测软件的功能很完善，当靶粗线故障时CT工作站机会会显示出现不同类型的错误提示及相关代码[13]。在技术手册中对提示及代码比较详细的秒速，这是检修及处理螺旋断层放射治疗设备靶故障的基本手段之一。

3.2 磁控管故障及处理

螺旋断层放射治疗设备磁控管故主要原因是剂量率过高或过低导致出束中断或损坏的高尖脉冲输出等。磁控管是加速管提供足够大射频能量以建立加速场，以致电子在轰击靶之前就已获得足够的动能。螺旋断层放射治疗设备磁控管内部结构复杂且精细，设计者为了能满足螺旋断层放射治疗设备运转时间及高剂量率的要求，在放射治疗中会增加工作负荷，因此更换率也较高。董铮等[14]研究结果显示，医院放射科螺旋断层放射治疗设备磁控管故障前7次更更换主要原因是寿命较短，出束平均时间145 h。第8次以后优于工程师使用了较先进的磁控管训练方法就显著地延长了磁控管的使用寿命，出束超过了800 h以上，直到磁控管阴极灯丝状态无法满足治疗要求才进行更换。亦有研究认为[15]，磁控管为加速管提供足够大的射频能量以建立加速场，使电子在轰击靶之前获得足够的动能。其工作状态使得磁控管使用寿命显著降低，也就增高了故障率。主要处理方法为先执行3～5次设备配备的5 min预热计划进行简单的磁控管老练，再执行患者点剂量验证计划。维修者查看故障是否消失，如磁控管故障依旧则执行Rot-Var计划，将结果与说明书提供的金标准对比，确定磁控管工作状态。如果螺旋断层放射治疗设备磁控管打火不频繁，可需要通知厂家维修。如果维修后大火频繁可直接更换新磁控管并老练。

3.3 检验板（MLC）故障及处理

检验板（MLC）由前后2块组成，分别检验前后检验板（MLC）叶片的到位精度，是保证放疗的重要保证。检验板（MLC）内有光耦器件，受到射线辐射后容易损伤，其寿命基本由出束时间决定。检验板（MLC）采用64片二元气动多叶光栅组成，每片叶每20 s曝光一次。如果检验板（MLC）出现故障首先要查看气压是否正确，确定叶片驱动力是否正常。

3.4 其他故障原因及处理

温度及湿度对螺旋断层放射治疗设备部件使用寿命影响显著。部件温度升高能导致部件尺寸变化改变导致其工作效率发生变化。室内温度较高时螺旋断层放射治疗设备部件故障情况较多。循环水温大于44℃时设备将自动停止出束时间。高湿度会增加螺旋断层放射治疗设备部件使用情况。建议保证工作室内正常稳定，将其固定在18～20℃。水温降至40℃。

3.5 明确磨损和故障规律

医院设备维修管理是医院管理重要内容一致，螺旋断层放射治疗设备想要达到设备寿命周期费用最少而综合效能最高的目的，就一定要建立健全维修管理任务，明确维修内容，以确保仪器始终处于最佳的计数状态。基于此，维修部位要研究设备的运行规律，临床要正确使用设备，灵活采用多种技术手段进行维修。首先，需要定期检查，排除故障的修理；其次，做好登记制度；最后，做到随叫随到。设备故障及磨损规律对提高维修质量很重要，维修人员可以根据这些规律制定周期性维修计划。设备初期磨损阶段的特点是磨损速度较快，时间短；正常磨损阶段的磨损速度趋于缓慢，噪声小，此时处于设备的最佳工作状态。而急性磨损阶段的磨损速度快速增加，需要维修人员格外重视。故障发生也是有规律的，初期故障期主要是设备使用操作者不当导致，有时也是设计或制造中存在的缺陷导致，此时故障率高，随着使用时间增加而逐渐下降。维修工作人员需要进一步深入研究设备操作方法，使用说明和尽快掌握故障原因。第二阶段是偶发故障器，设备进入正常运转阶段，该阶段故障主要是操作失误、保养不当导致。最后是劣化故障器，主要是因为零件老化导致，故障率会明确增加。此时，需要维系人员加强对设备的检查和监测，实行预防性维修。

综上所述，螺旋断层放射治疗设备常见故障部位有磁控管、靶、加速管、检验板（MLC），出束时间、剂量率、温度及湿度影响螺旋断层放射治疗设备故障。建议放射科维修工作人员及时检修或通知厂商。