CT機(jī)采集系統(tǒng)故障分析與維修討論

CT圖像數(shù)據(jù)采集部分(簡稱DAS)是CT重要部分,常見的故障是產(chǎn)生圈狀偽影,在缺乏圖紙資料或維修測試程序時(shí),查找故障有一定困難,本文就實(shí)際查找過程介紹一些可用方法,并進(jìn)行討論。

故障一

故障現(xiàn)象：

壓下曝光鍵時(shí),CT不曝光,且提示CHEEKACQSCANERROR,意思是檢查數(shù)據(jù)采集掃描出錯(cuò)。

故障分析與排除:

一般CT主控計(jì)算機(jī)及應(yīng)用程序在曝光前要對掃描和數(shù)據(jù)采集及高壓X線、圖像處理計(jì)算機(jī)各部分進(jìn)行必要的檢測,只有上述各部分都準(zhǔn)備就緒,才允許進(jìn)行X線曝光和采集。本例即是在這個(gè)階段出錯(cuò)。為區(qū)分故障范圍,在沒有維修測試程序(密碼過期、無法進(jìn)入)的情況下,先退出應(yīng)用程序,進(jìn)入高壓調(diào)試程序,進(jìn)行無采集和圖像處理的X線曝光,一切正常。表明高壓和x線產(chǎn)生部分與故障無關(guān)?？紤]該CT有一個(gè)配置設(shè)定程序,可以單獨(dú)關(guān)閉或開啟某個(gè)功能或部件,進(jìn)入該程序,將對數(shù)據(jù)采集通道進(jìn)行檢測的功能關(guān)閉(有部分CT沒有這個(gè)檢測步驟,則可免去),再回到應(yīng)用程序,進(jìn)行曝光,CT可以曝光。掃出的正常圖像上還疊加一個(gè)外徑約為192毫米(寬度為4毫米的白色圓圈)。一般來說,這是一個(gè)簡單的數(shù)據(jù)采集通道偽影故障。若有維修測試軟件,可以很快測出是哪一部分通道問題。

大多數(shù)CT的DAS部分原理基本相同:通常由500—700個(gè)探測器(也叫檢測器),加上500—700數(shù)據(jù)采集通道,包括數(shù)據(jù)接收,AD轉(zhuǎn)換(模數(shù)轉(zhuǎn)換)、數(shù)據(jù)采樣、緩沖,后經(jīng)數(shù)據(jù)并一串轉(zhuǎn)換后送給圖像處理計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理并存儲(chǔ)。不少CT采用16個(gè)數(shù)據(jù)通道為一組,把數(shù)據(jù)前置放大,接收取樣,直至模數(shù)轉(zhuǎn)換等電路集中在一塊電路板上,(早期的CT模數(shù)轉(zhuǎn)換電路獨(dú)立出來)。對于CT的FOV(掃描野)為500毫米時(shí),500個(gè)通道共需32塊電路板簡稱通道板用來采集數(shù)據(jù);當(dāng)放大倍數(shù)為l時(shí),每個(gè)通道對應(yīng)1毫米的圖像像束,CT掃描旋轉(zhuǎn)一圈,采集到全部數(shù)據(jù)構(gòu)成FOV為500毫米的CT斷層圖像。

從上述原理不難看出,當(dāng)DAS中對應(yīng)某一個(gè)通道的某環(huán)節(jié)(如探測器、放大器、模數(shù)轉(zhuǎn)換、電纜等)如果出錯(cuò),則至少會(huì)產(chǎn)生一個(gè)寬度為1毫米的白色或黑色的環(huán)狀偽影。同理,如果某個(gè)通道板公共部分(如電源出錯(cuò))則可能產(chǎn)生寬度為8—16毫米的圈狀偽影;如其它公共部分如母板,并串轉(zhuǎn)換電路出問題,則有可能出現(xiàn)圖像傳輸錯(cuò)誤而不僅僅是環(huán)狀偽影。根據(jù)上述原理,在沒有維修測試軟件的情況下,我們可以利用CT偽影圖像(包括斷層像和定位像)中偽影的大小和所處的位置來查找故障。本例故障現(xiàn)象中,偽影圓圈外直徑為192毫米,則半徑為96毫米,以每塊電路板16個(gè)通道,對應(yīng)16毫米圖像(放大倍數(shù)為1)來說,則該偽影對應(yīng)的通道電路板應(yīng)為中心往外數(shù)第六塊及其相關(guān)電路,且左右兩邊都有可能。為判定是由左邊或右邊的通道板,采用掃描TOP像(定位片)方法從圖像上的直條狀偽影所處的位置來判定;當(dāng)球管處于右側(cè)90度時(shí),掃出的定位圖像在中心上方出現(xiàn)直長條偽影;當(dāng)球管位于下方180度時(shí),掃出的定位圖像在中心往右約90毫米處出現(xiàn)長條狀偽影:根據(jù)這兩個(gè)圖像,判定該偽影是由中心往右第六塊通道板(右邊數(shù)過來第十二塊板)或相關(guān)電路出錯(cuò)。為進(jìn)一步確認(rèn),分別斷開第十一塊、第十三塊、第二十三塊、(即中心往右第七塊、第五塊,中心往左第六塊)通道板的信號輸出電纜,再掃描斷層像分別出現(xiàn)直徑約220毫米、160毫米、190毫米的寬度為16毫米的圓圈偽影。掃定位像時(shí),當(dāng)斷開第二十三塊板上電纜時(shí),偽影出現(xiàn)在另一方向。上述結(jié)果證明判定基本正確。但在實(shí)際排除時(shí),將第十二塊板用好板替換后,偽影仍然存在!接下來有兩種可能,一是查找與該板前面相關(guān)的電纜,電源以及探測器本身,二是該板后面的母板及相關(guān)電纜電路?？紤]到電纜及探測器損壞可能性較小,則先查后面的母板。

經(jīng)觀察發(fā)現(xiàn),本機(jī)32塊通道板數(shù)據(jù)進(jìn)出和電源供給都經(jīng)過三塊母板(不同CT母板數(shù)據(jù)不一樣,每塊母板接11塊通道板),其中塊母板上四盞紅燈中有兩盞不亮,標(biāo)示是+18V和—7V,其余兩塊母板四盞全亮。關(guān)機(jī),取下該母板,發(fā)現(xiàn)該板上F3(5A)保險(xiǎn)絲已斷,該保險(xiǎn)絲是+18V和一7V直流電源的負(fù)載保險(xiǎn)絲。在用萬用表檢測板上沒有明顯短路現(xiàn)象的前提下,換上一個(gè)5A保險(xiǎn)絲再開機(jī)通電試驗(yàn),紅燈一亮又滅,這表明電源基本正常,負(fù)載有短路現(xiàn)象。斷電后測+18V端子對地電阻為零n,說明確實(shí)負(fù)載有短路現(xiàn)象。由于+18V是提供給通道板用的,采用一邊逐個(gè)斷開至第十一通道板與母板聯(lián)接的電纜,一邊同時(shí)測量電阻,發(fā)現(xiàn)第九塊通道板上有短路現(xiàn)象,將第九塊板用好板代替后,重新開機(jī),經(jīng)校正后CT正常。

在故障板上經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)+18V電源濾波電容擊穿,將其取下后,短路消失,重新裝上使用,一切正常。討論:本例故障查找思路對頭,但查出的通道板與原理分析定位不是同一塊板,回顧一下查找過程并無不妥。將電路圖找出分析,發(fā)現(xiàn)該機(jī)母板上18V電源這一組電纜是三塊母板并聯(lián),也就是說塊母板的18V負(fù)載有短路,不僅造成至第十一塊板全部工作不正常,也同時(shí)可能影響到第二塊母板上的邊上第十二塊通道板的采集,把原先掃的定位像重新調(diào)出來觀察,也發(fā)現(xiàn)距中心96毫米以上(右)的圖像全部不正常。這給我們一個(gè)重要提示,圓圈狀偽影雖然可以幫助定位故障所在,但同時(shí)也要考慮與其相關(guān)聯(lián)的因素,否則就有可能走彎路。若按原來思路,下一步要更換第十二塊板、對應(yīng)的信號電纜和檢測器模塊,有可能事倍功半。

故障二

故障現(xiàn)象：

上述故障排除后不久,又發(fā)生一次現(xiàn)象相同的故障,同樣提示,通道檢查出錯(cuò),不能曝光。

故障分析與排除:

先取消了通道檢測功能,然后分別做定位和斷層曝光,掃出的斷層圖像是直徑120毫米的一個(gè)白色大圓,中間有幾個(gè)密度不同的黑、白小圓,定位圖像是對應(yīng)這些圓圈的黑白長條。考慮到是大面積的圓圈,而不是單獨(dú)的圓圈,分析這是由不只一塊以上通道板的公共部分出錯(cuò)造成。打開機(jī)架蓋,觀察到中間11塊通道板的母板上+IOV電源紅燈不亮,斷電后,測試+lOV對地電阻與另外兩組相比差別很大,但并沒有短路擊穿現(xiàn)象,保險(xiǎn)絲電阻也沒斷。取下這塊母板觀察,發(fā)現(xiàn)板上不少地方粘有黑色的炭粉,此現(xiàn)象,前次故障也有發(fā)生。用萬用表測示沒有明顯短路現(xiàn)象。將所有炭粉清掃干凈后,裝回CT,再測電阻,已恢復(fù)正常。開機(jī)通電+lOV正常,掃描圖像也恢復(fù)正常。

分析討論

兩例故障現(xiàn)象基本相同,查出后的故障原因都不同,次是由不對應(yīng)位置通道放大板上+18V電容擊穿造成。第二次則僅僅是母板上由于炭粉粘附形成的局部異常造成。

維修總結(jié): 圓圈狀偽影主要是由于通道板故障造成,其偽影的大小和位置與故障原因有對應(yīng)關(guān)系,但也要考慮到相互關(guān)聯(lián)的公共電路之間的影響。

另外,此類機(jī)器定期預(yù)防維護(hù)對電路板進(jìn)行清掃十分必要。實(shí)踐中發(fā)現(xiàn),采用滑環(huán)的螺旋CT使用數(shù)年后,機(jī)架內(nèi)所有物體表面都粘有因滑環(huán)與炭刷摩擦而產(chǎn)生的炭粉;而電路板的某些地方,由于冷卻風(fēng)扇的吹風(fēng)效應(yīng),造成局部粘附大量炭粉,一旦天氣潮濕,就會(huì)形成某種短路效應(yīng),導(dǎo)致負(fù)載過重電源失效引起CT故障(兩次故障都在連續(xù)陰雨天氣發(fā)生)。我們隨后立即采取措施,對第三塊母板進(jìn)行電阻測試,+18V、+1OV電源對地、電阻明顯偏小,取下來清掃炭粉后裝回,電阻值恢復(fù)正常,從而避免了再次發(fā)生電源故障的情況。