劉鋒，劉欣，李淑秀，宋潔妮

青島市海慈醫(yī)療集團 醫(yī)學(xué)裝備科，山東 青島 266033

引言

自1960年代第一臺商用閃爍照相機問世以來，伴隨著材料科學(xué)、計算機技術(shù)、藥劑學(xué)和臨床醫(yī)學(xué)的不斷發(fā)展和革新，核醫(yī)學(xué)設(shè)備作為功能成像的特殊影像設(shè)備，逐步普及到各大醫(yī)院、高校實驗室及藥物研究所，對新藥研制、疾病診斷起到了重要作用，其社會效益和經(jīng)濟效益顯著[1-3]。

目前核醫(yī)學(xué)科的功能成像檢查，用到的核素主要為99Tc和131I，開展的診療項目包括：全身骨掃描（99Tc或131I），甲狀腺顯像（動/靜態(tài)），唾液腺顯像，腦灌注顯像（Tc標ECD），關(guān)節(jié)炎癥顯像，腎臟灌注功能顯像，心血室顯像，心肌灌注功能顯像，肺灌注顯像，前哨淋巴結(jié)顯像（Tc標硫膠體），肺灌注等等[4-5]。這些檢查項目給臨床診斷，提供了一個全新的功能學(xué)成像的視角，對于診斷和治療都提供了重要依據(jù)。尤其是近年來推出的核醫(yī)學(xué)設(shè)備，具有了定量分析功能。這一新功能將核醫(yī)學(xué)的診斷從之前的半定量分析提高到了全新的定量分析的新層面[6]，使其感性區(qū)的攝取值，具有了較高的臨床診斷價值。

1 基本原理

單光子發(fā)射計算機斷層成像（Single-Photon Emission Computed Tomography，SPECT）作為一種功能性成像的特殊影像設(shè)備，是借助于單光子核素標記藥物來實現(xiàn)體內(nèi)功能和代謝顯像的儀器[7]。設(shè)備本身并不產(chǎn)生射線，而是以注射了放射性同位素的患者為放射源，通過探頭對其進行伽馬射線的采集，經(jīng)由準直器的定位、CT的衰減校正和融合、算法的計算等分析手段，從而為臨床醫(yī)生提供診斷數(shù)據(jù)和圖形。

2 維修思路

筆者以德國西門子核醫(yī)學(xué)設(shè)備Symbia S/T系列的機型為例，對設(shè)備構(gòu)成及維修做以下簡介。

2.1 系統(tǒng)構(gòu)成

系統(tǒng)組成框圖，見圖1。主要包括以下主要部件：運動控制系統(tǒng)；數(shù)據(jù)采集電腦系統(tǒng)提供運動和探頭數(shù)據(jù)和控制；探測器用于伽馬射線的采集計數(shù)，提供能量信息和位置信息，采集系統(tǒng)的核心部件；運動控制器（Hand Held Controller）；用戶界面切換：設(shè)備的各種位置傳感器的統(tǒng)稱；平板顯示器（Flat Panel Display Assembly，F(xiàn)PDA）觸屏顯示，用于探頭的變角度，具有部分控制功能；可以顯示設(shè)備各運動部件的位置信息；DVD可用于播放多媒體文件進行演示和培訓(xùn)，或舒緩病人的情緒；ECG提供心電門控功能；設(shè)備供電200～480 V；CT計算機斷層掃描系統(tǒng)，可以為核醫(yī)學(xué)成像提供衰減校正和解剖學(xué)信息；圖像管理系統(tǒng)，包括核醫(yī)學(xué)和CT部分的圖像重建和處理。

圖1 系統(tǒng)框圖

2.2 運動故障維修思路

2.2.1 永久性錯誤

在“永久性錯誤”狀態(tài)下，設(shè)備無法正常運行，無法做進一步的故障排查。若系統(tǒng)報“永久性錯誤”，則比較容易排查，根據(jù)報錯信息，找到對應(yīng)的運動方向，一般問題就出在相應(yīng)方向上運動電機的“backup nut”上或“tilt switch”，更換或重置就能解決。

2.2.2 手動模式

步驟為reset＞S2＞S1。在此型號的設(shè)備上，手動模式是一種常用的維修手段。它可以屏蔽系統(tǒng)的stop回路報錯和CAN通訊報錯，來逐個運動方向?qū)υO(shè)備的運動進行排查（因為一些運動控制板出問題后[8-9]，會引發(fā)stop回路或CAN通訊的錯誤，在常規(guī)模式下設(shè)備的運動被禁止，無法排查故障）。

2.2.3 電路控制最小化系統(tǒng)設(shè)置

如果無法進入手動模式，則需要對電路控制（Power Control，PCON）進行最小化系統(tǒng)設(shè)置，步驟如下：關(guān)閉運動部分；移除PCON上的接線口J2，J3，J4，J5和J6（這是4路運動控制系統(tǒng)的供電）；移除J34，J35上的網(wǎng)線接口，插上CAN通訊跳線（這是其中2路運動的CAN通訊）；移除J36，J37上的網(wǎng)線接口，插上CAN Loopback（這是剩余2路運動的CAN通訊）；恢復(fù)PCON供電并嘗試進入手動模式；若此時成功進入手動模式，則說明J2-J6中，至少有一路有問題，可以進一步縮小范圍排查；若仍然不能進入手動模式，則問題應(yīng)該在PCON的前端或其自身，比如：檢查低壓供電（12、24、27 V），高壓供電(+125、-125 V)，手控盒功能是否正常，急停開關(guān)是否正常。電路控制跳線位置，見圖2。

2.2.4 其他

如果GCON可以進入手動模式，但還是有某些運動無法完成。這說明PCON和GCON及其供電正常，問題出在運動系統(tǒng)的某一路或幾路上。需要用其它方法，逐個旁路掉CAN1，CAN3A，CAN3B，CAN3C等來縮小故障范圍。

圖2 電路控制跳線位置

3 故障實例一

3.1 故障現(xiàn)象

偶發(fā)做全身骨掃描（非斷層）時，系統(tǒng)報“Controller 2”電機溫度高，掃描停止或開機后直接報旋轉(zhuǎn)電機溫度高，機器無法運動。

3.2 故障分析

首先，判斷這不是個永久性錯誤（永久性錯誤系統(tǒng)都有提示）；其次，我們用2.2.2節(jié)的方法，進入手動模式。成功進入該模式后，我們各個運動方向都試了一遍，運動都正常，這說明運動電機及電機驅(qū)動板都是基本正常的；第三步，Controller 2指向旋轉(zhuǎn)電機。這可能是電機溫度傳感器的反饋異?；螂姍C過熱造成的。結(jié)合之前發(fā)生故障的現(xiàn)象，系統(tǒng)在沒有進行旋轉(zhuǎn)的時候就報出了這個錯誤，這說明傳感器反饋和反饋接收板異常的可能性很大（后者可以通過電路板的互換來排除，該款設(shè)備在旋轉(zhuǎn)、前后床及長短軸向運動的電路板是一樣的）[10-11]。

3.3 解決方案

旋轉(zhuǎn)電機與HVA接線框圖，見圖3。結(jié)合圖3，我們可以看到，溫度傳感器是直接連到HVA的J61上的。在排除了HVA板本身J61接口問題后（通過與其他位置的HVA板互換排除）。然后，我們檢查了這個溫度傳感器的電纜。發(fā)現(xiàn)它有很明顯的折痕，從而造成了虛斷，造成反饋給HVA板的信號異常。我們把它重新焊接后，故障排除。

圖3 旋轉(zhuǎn)電機與HVA接線框圖

4 故障實例二

4.1 故障現(xiàn)象

探頭1和2，月質(zhì)控200 M采集均勻度超標（圖4），有效視野的積分值分別為5.01%和5.77%，超出廠家的出廠標準3.74%。

圖4 均勻度質(zhì)控200 M

4.2 故障分析

（1）需要對探頭晶體進行偏峰測試，該測試的目的是首先確定，晶體的物理和化學(xué)特性沒有發(fā)生改變（如開裂，水解等）。

（2）對于月質(zhì)控的有效視野積分值超標但小于6%的，可以嘗試用部分校正的方法，重新采集新的ZMAP能譜，對原數(shù)值進行修正從而起到改善均勻度的作用。

（3）在部分校正法無法有效降低指標時，才考慮用全面校正的辦法來處理。全面校正法需要有相應(yīng)的模具（包括LC Dot模具和MASK模具），重新采集新的ZMAP能譜，LC Dot數(shù)據(jù)（線性校正數(shù)據(jù)），Gradient Acquisition（梯度采集，主要針對于5/8”和1”晶體）。

4.3 故障解決方案

在對探頭晶體進行檢測時，發(fā)現(xiàn)了探頭晶體的水解（圖5）。如圖5所示的白色斑點，即為晶體（NaI）水解后，對伽馬射線的熒光效應(yīng)發(fā)生改變，進而在偏峰測試中被檢測出來。對于已經(jīng)發(fā)生了水解的探頭，必須盡快更換晶體。因為水解是個不可逆的過程，一旦發(fā)生，說明晶體已經(jīng)受損，均勻度只會越來越差，任何形式的校正都沒有意義。

圖5 Off-peak （偏峰）檢測

5 維修心得

核醫(yī)學(xué)設(shè)備的維修，基本可分為兩類：一類為運動控制部分的故障；一類為圖像質(zhì)量的問題。對于前者，可以通過前文的維修步驟，進行逐步排查，縮小故障范圍；而對于后者，則要參考具體的維修案例，先行判斷探頭晶體的好壞，再選擇維修方案。即：若晶體出現(xiàn)開裂或者水解，則應(yīng)立即更換探頭；若晶體本身沒有損傷，則應(yīng)選擇探頭晶體的校正程序來對原校正數(shù)據(jù)進行更新，進而提高圖像質(zhì)量。

6 設(shè)備的日常維護保養(yǎng)

核醫(yī)學(xué)設(shè)備作為一種較為復(fù)雜的大型診斷設(shè)備，在日常維護保養(yǎng)中需遵循以下幾點：

（1）掃描間的建議溫度為22℃～24℃，每小時變化不超過4℃；建議濕度為40%～60%，無冷凝水。溫濕度的控制，對于核醫(yī)學(xué)設(shè)備尤其重要，溫度變化太大，容易造成晶體的開裂，而濕度過高，會影響電子元件的壽命，尤其是容易造成晶體的水解。

（2）核醫(yī)學(xué)設(shè)備的探頭部分（晶體）要保持24 h供電，以保證其恒溫和干燥[12-16]。這就需要供電不穩(wěn)的使用部門給設(shè)備加配UPS電源。

（3）設(shè)備的質(zhì)控非常重要，這直接影響到診斷的準確度。除了對CT部分的日常check up自檢以外，對核醫(yī)學(xué)部分要定期做均勻性校正（圖4）。做到對設(shè)備的狀態(tài)心中有數(shù)。