陶亞飛，馬 彪

0 引言

CT檢查是現(xiàn)代先進(jìn)醫(yī)學(xué)掃描檢查的一種，具有密度分辨率高等特點(diǎn)，且檢查方便、易于被患者接受[1]，因此，其在臨床診斷中扮演著越來(lái)越重要的角色。CT檢查量的提高，對(duì)CT機(jī)的穩(wěn)定性及準(zhǔn)確性提出了更高層次的要求。在日常工作中，使用者應(yīng)通過(guò)監(jiān)測(cè)CT機(jī)在各方面的表現(xiàn)，對(duì)其工作狀態(tài)及性能做出預(yù)判，并及時(shí)采取相應(yīng)措施，確保設(shè)備穩(wěn)定及高效地運(yùn)行。

1 CT機(jī)的性能及運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)

CT機(jī)的組成部分主要包括X線發(fā)生系統(tǒng)、信號(hào)接收系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)及相關(guān)輔助設(shè)備[2]。各部件的穩(wěn)定程度決定了CT機(jī)的運(yùn)行質(zhì)量，使用者應(yīng)對(duì)各部件的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。本文對(duì)CT機(jī)的核心部件提出新的監(jiān)測(cè)與維護(hù)方法，以提升CT機(jī)的穩(wěn)定性。

1.1 X線發(fā)生系統(tǒng)

1.1.1 球管的老化狀態(tài)監(jiān)測(cè)

球管作為X線源，在CT機(jī)中起著關(guān)鍵的作用。設(shè)備使用人員應(yīng)根據(jù)平時(shí)的使用條件、工作方式，監(jiān)測(cè)球管各項(xiàng)參數(shù)的變化，判斷老化程度，及時(shí)采取措施延長(zhǎng)球管的使用壽命。

CT球管熱容量大、散熱率高，和普通X線管特性基本相同。CT球管老化主要由燈絲蒸發(fā)、陽(yáng)極靶面表面損耗和管內(nèi)真空度下降、軸承磨損等原因引起，其結(jié)果就是X線質(zhì)和量的改變。直接或間接地測(cè)量這些變化，就能判斷其老化程度。在日常工作中，燈絲調(diào)整法和軸掃噪聲比較法簡(jiǎn)單易行、準(zhǔn)確度高，可以為判斷球管老化程度提供可靠的依據(jù)。

（1）燈絲調(diào)整法。球管是一種真空二極管，除具有單向?qū)щ娞匦酝?，還有陽(yáng)極特性：當(dāng)管電壓大于一定值時(shí)，管電流主要受控于燈絲電流，故燈絲狀態(tài)決定著球管的性能。新球管燈絲電子發(fā)射能力強(qiáng)，在相同管電流下要求的燈絲電流較低，而隨著球管的老化，燈絲蒸發(fā)變細(xì)，電子發(fā)射能力下降，此時(shí)要獲得同等的管電流就要有較高的燈絲電流。CT管電流一般固定，燈絲電流就需要適時(shí)調(diào)整。運(yùn)行燈絲調(diào)整軟件，球管的實(shí)際電流與目標(biāo)電流會(huì)實(shí)時(shí)顯示，并加以比較。在調(diào)整過(guò)程中，同一條件下2個(gè)電流值越接近，表明燈絲的狀態(tài)越好。在用軟件調(diào)整的過(guò)程中，軟件對(duì)球管設(shè)定的曝光條件為120 kV、10 mA，曝光時(shí)間為0．5 s，而在實(shí)際曝光后檢測(cè)到的電流值與設(shè)定值完全一致，這就直接證明在此條件下燈絲狀態(tài)優(yōu)秀，如圖1所示。

如果檢測(cè)電流與目標(biāo)電流值差距不大，則設(shè)備通過(guò)微調(diào)燈絲電流來(lái)彌補(bǔ)差距。如圖2所示，小條件曝光下檢測(cè)電流與目標(biāo)電流值相差為2 mA，只占目標(biāo)值的6%左右，這個(gè)差距完全可以通過(guò)適當(dāng)調(diào)整燈絲電流來(lái)補(bǔ)償，則可判定此燈絲狀態(tài)良好。

圖1 燈絲狀態(tài)優(yōu)秀

圖2 燈絲狀態(tài)良好

如圖3所示，X線管燈絲調(diào)整后示值與目標(biāo)值完全一致，達(dá)到了預(yù)期調(diào)整目標(biāo)，此管狀態(tài)優(yōu)良。可將調(diào)整數(shù)據(jù)建立坐標(biāo)，橫坐標(biāo)X軸為調(diào)整過(guò)程中的曝光毫秒數(shù)，縱坐標(biāo)Y軸為對(duì)應(yīng)的探測(cè)毫安值，如圖4所示生成燈絲毫安信號(hào)曲線，可更為直觀地反映燈絲的狀態(tài)，曲線上升越平滑，燈絲狀態(tài)越優(yōu)秀。

圖3 狀態(tài)優(yōu)良X線管的燈絲示值

圖4 燈絲信號(hào)曲線圖

球管老化到一定程度，電流比較值相差較大，為保證相對(duì)恒定的管電流，須升高相應(yīng)幅度的燈絲電流，然而這就加速了燈絲蒸發(fā)和球管老化，燈絲電流又不能滿(mǎn)足管電流的要求，繼而又升高電流，如此惡性循環(huán)導(dǎo)致了球管燈絲的迅速老化。若檢測(cè)電流差值持續(xù)增大，則更需注意執(zhí)行預(yù)熱等維護(hù)程序，并減少不必要的曝光以盡量延長(zhǎng)燈絲的使用壽命。大部分曝光條件下的差值超過(guò)目標(biāo)值的30%，就表明燈絲狀態(tài)已不能滿(mǎn)足正常工作，建議更換新管。

（2）軸掃噪聲比較法。CT設(shè)備經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的使用，有效射線量下降，圖像噪聲增加[3]。對(duì)同一只球管不同時(shí)期的軸向掃描圖像進(jìn)行噪聲測(cè)量、記錄和比較，也可比較直觀地判斷其老化程度。

在設(shè)備處于常規(guī)工作狀態(tài)時(shí)，將球管熱容量OLP預(yù)熱至30%～40%，采用相同常規(guī)體部掃描條件掃描中場(chǎng)水模，在圖像中心與四周邊緣處均勻選5個(gè)10 mm×10 mm的感興趣區(qū)（ROI），測(cè)量其 CT標(biāo)準(zhǔn)偏差SD值的平均值[4]。常規(guī)7 500 kHU球管每曝光3萬(wàn)次做一次此檢測(cè)，長(zhǎng)期用此方法監(jiān)測(cè)圖像質(zhì)量，加以記錄總結(jié)比較，可以較為系統(tǒng)地得到球管的老化情況，了解球管的性能狀態(tài)。如發(fā)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差值有加速增大現(xiàn)象，則需要使用者引起注意，可適當(dāng)縮短檢測(cè)間隔至1萬(wàn)次，提高檢測(cè)頻率。據(jù)此檢測(cè)數(shù)據(jù)制作坐標(biāo)系，更為直觀。球管性能相對(duì)穩(wěn)定，則繪制出各點(diǎn)的連線接近于水平。因此種監(jiān)測(cè)方法不需特殊軟件，利用設(shè)備自帶基本測(cè)量功能即可，易于使用者所掌握，現(xiàn)已成為常規(guī)監(jiān)測(cè)方法。

1.1.2 球管真空度下降的監(jiān)測(cè)

球管真空度下降主要是由球管過(guò)熱和管芯材料的蒸發(fā)、冷卻油耐壓降低及球管漏油進(jìn)氣等引起的。

使用者及一般維修人員無(wú)法準(zhǔn)確量化其真空度，但在日常工作中，可以從設(shè)備的一些特殊表現(xiàn)中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。如果球管真空度下降，必然會(huì)在X線的發(fā)生過(guò)程中產(chǎn)生放電現(xiàn)象，在圖像掃描的實(shí)時(shí)重建顯示中偶爾出現(xiàn)某一幀圖像突然抖動(dòng)，并伴有條紋狀偽影，此為輕微放電所致。嚴(yán)重的放電現(xiàn)象會(huì)使設(shè)備在掃描過(guò)程中突然中斷工作，并清晰提示發(fā)生放電（Arc）。放電現(xiàn)象具有從輕到重漸進(jìn)的特點(diǎn)，可通過(guò)維護(hù)軟件中的老化訓(xùn)練（X-ray tube aging）功能來(lái)嘗試解決。老化訓(xùn)練通過(guò)，球管即可繼續(xù)使用一段時(shí)間，否則就必須在短期內(nèi)更換新球管。

1.1.3 球管油循環(huán)冷卻系統(tǒng)的狀態(tài)監(jiān)測(cè)

大部分CT球管的冷卻系統(tǒng)采用風(fēng)冷卻—油冷卻球管的循環(huán)方式，冷卻系統(tǒng)的正常運(yùn)行對(duì)于延長(zhǎng)球管壽命來(lái)說(shuō)極為重要。

定期清潔油箱濾網(wǎng)和散熱器的塵土，使散熱風(fēng)扇始終保持最佳狀態(tài)，可以提高油循環(huán)的冷卻效率。此外，應(yīng)仔細(xì)觀察油箱接口處有無(wú)漏油及開(kāi)裂情況。油管與油箱以焊接方式連接，在維護(hù)與維修中用力向油箱方向扯動(dòng)油管易使焊接口破裂，造成漏油、進(jìn)氣情況的發(fā)生。此外，油循環(huán)的流速也非常重要，流速是否在正常范圍內(nèi)，在設(shè)備的日志中可以體現(xiàn)。流速出現(xiàn)問(wèn)題，球管熱量堆積至一定程度，CT機(jī)會(huì)開(kāi)啟熱保護(hù)停止工作，直至故障排除。7 500 kHU球管在CT熱容量升至50%后，油箱散熱風(fēng)扇高速運(yùn)轉(zhuǎn)，油箱流入端外表溫度一般不超過(guò)60℃，流出端維持在35℃左右，若溫度高出此正常值40%以上，表明油循環(huán)出現(xiàn)問(wèn)題，需要立即停機(jī)檢修，避免設(shè)備故障面積擴(kuò)大化。

1.2 探測(cè)器（detector）性能狀態(tài)的監(jiān)測(cè)

探測(cè)器是穿過(guò)受檢體攜帶重要信息的X線的接收裝置，在CT中同樣有著舉足輕重的地位[5]。作為CT成像的主要部件，其性能（如探測(cè)器的暗電流偏置、增益、探測(cè)器單元響應(yīng)非線性、響應(yīng)均勻性等）對(duì)成像質(zhì)量有著重要的影響[6]。以重建中心為圓心的偽影多由探測(cè)器單元性能不一致以及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)故障所引起。設(shè)備長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行后，由于探測(cè)器之間存在參數(shù)和余輝時(shí)間的差異，加之球管輸出的變化，在下次掃描時(shí)各通道的輸出便會(huì)有所不同，各通道的探測(cè)器以及積分放大器性能就會(huì)出現(xiàn)差異。這種差異在掃描時(shí)被帶入原始數(shù)據(jù)中，經(jīng)360°掃描，在圖像上就形成了工作中最常見(jiàn)到的環(huán)狀偽影。在日常工作中，使用者應(yīng)實(shí)時(shí)關(guān)注圖像質(zhì)量，如果發(fā)現(xiàn)有明顯的同心圓偽影，可以首先選擇做空氣校正（air calibration）來(lái)消除，從而保證采樣數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。此項(xiàng)工作也應(yīng)該作為一項(xiàng)長(zhǎng)期的維護(hù)工作進(jìn)行下去（建議2～3個(gè)月校正1次），這對(duì)于保持相對(duì)高的圖像質(zhì)量大有裨益。

如在圖像中只有一個(gè)或幾個(gè)較亮的環(huán)狀偽影，同時(shí)做空氣校正不能消除，可以嘗試掃描水模來(lái)重新做基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的校正，即模型校準(zhǔn)（phantom calibration）。如掃描水模無(wú)效，則一般為相應(yīng)通道或積分板發(fā)生故障，此時(shí)需要使用相應(yīng)的設(shè)備診斷軟件來(lái)判斷故障所在。如判斷出某一通道異常，可用軟件關(guān)閉該故障通道；如某一積分板損壞，可將其與最邊緣的積分板相調(diào)換，保證參與成像工作的探測(cè)器通道及積分板性能良好，排除故障硬件對(duì)成像的干擾。

探測(cè)器分為固體探測(cè)器與氣體探測(cè)器。固體探測(cè)器是利用射線能使某些物質(zhì)閃爍發(fā)光的特性來(lái)探測(cè)射線的裝置。由于此類(lèi)探測(cè)器具有探測(cè)效率高、分辨時(shí)間短等優(yōu)點(diǎn)，其在CT機(jī)中得到了廣泛的應(yīng)用。目前各設(shè)備廠家大多采用固體探測(cè)器。但固體探測(cè)器的輸出信號(hào)強(qiáng)度與溫度的關(guān)系極大，CT機(jī)的探測(cè)器及DAS電路的工作溫度需要保持恒定，因此，采用此探測(cè)器的系統(tǒng)均配備溫度自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置。如果溫度不穩(wěn)，探測(cè)器以及DAS電路輸出的信號(hào)會(huì)隨溫度產(chǎn)生漂移，圖像就會(huì)產(chǎn)生偽影，甚至導(dǎo)致探測(cè)器自我保護(hù)，終止工作。探測(cè)器外周均配有LED溫度顯示器實(shí)時(shí)顯示溫度，使用者應(yīng)密切關(guān)注顯示溫度的變化及探測(cè)器散熱風(fēng)扇的運(yùn)轉(zhuǎn)情況，及時(shí)清理風(fēng)扇積塵，風(fēng)扇出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)及時(shí)更換，保證散熱效率。

1.3 計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)的狀態(tài)監(jiān)測(cè)

計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)包括硬件（服務(wù)器）及軟件（CT掃描程序、圖像處理）等。相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展已經(jīng)相當(dāng)成熟，計(jì)算機(jī)硬件即為小型服務(wù)器，軟件為各廠商針對(duì)自身機(jī)器特點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)和優(yōu)化，并會(huì)在后續(xù)過(guò)程中進(jìn)行相關(guān)升級(jí)。操作者應(yīng)定期做服務(wù)器的清潔除塵工作，經(jīng)常查看系統(tǒng)日志信息，從中得到一些系統(tǒng)軟硬件的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，如風(fēng)扇轉(zhuǎn)速、硬盤(pán)健康、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)等相關(guān)信息，這對(duì)于提前做好預(yù)案也是大有幫助的。

1.4 相關(guān)輔助設(shè)備（醫(yī)用照相機(jī)）的狀態(tài)監(jiān)測(cè)

醫(yī)用照相機(jī)（medical imager）作為圖像顯示介質(zhì)化的一個(gè)重要媒介，它的性能直接影響到打印的膠片質(zhì)量。隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的高速發(fā)展，數(shù)字醫(yī)學(xué)診斷系統(tǒng)不斷地被更新與完善，激光照相機(jī)作為CT、DR、MR、DSA等先進(jìn)醫(yī)療設(shè)備的輸出設(shè)備，已基本取代了多幅相機(jī)，成為大多數(shù)醫(yī)院的最佳選擇[7]。激光相機(jī)一般由激光打印系統(tǒng)、膠片傳送系統(tǒng)、信息傳遞與存儲(chǔ)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)4個(gè)部分組成。

1.4.1 激光打印系統(tǒng)

此系統(tǒng)主要包括激光發(fā)射器、調(diào)節(jié)器等。激光發(fā)射器（俗稱(chēng)激光頭）是相機(jī)的光源。由于某些機(jī)型設(shè)計(jì)上的缺陷造成曝光倉(cāng)密閉性較差或使用環(huán)境惡劣，灰塵易覆蓋于激光頭表面，致使檢測(cè)出的激光強(qiáng)度未能達(dá)到系統(tǒng)要求，使相機(jī)不能正常工作，遇此故障清理激光頭即可。此外，相機(jī)使用時(shí)間過(guò)長(zhǎng)激光頭老化也可能導(dǎo)致激光強(qiáng)度的下降，適當(dāng)提高激光頭的供電電壓也是一種排除此類(lèi)故障行之有效的方法。

1.4.2 膠片傳送系統(tǒng)

此系統(tǒng)包括片盒、吸盤(pán)、輥軸、電動(dòng)機(jī)及動(dòng)力傳動(dòng)部件等。其功能是將膠片從片盒中取出，經(jīng)過(guò)傳動(dòng)裝置送至激光掃描位置，膠片曝光、顯定影完畢將其傳送至輸片口，完成膠片的傳動(dòng)與輸送。此部分為電子機(jī)械裝置，隨著相機(jī)使用時(shí)間的增加會(huì)逐漸老化，注重平時(shí)的檢查與清理對(duì)此部分有著重要的意義。發(fā)現(xiàn)損壞的部件應(yīng)及時(shí)維修更換。

1.4.3 信息傳遞與存儲(chǔ)系統(tǒng)

此系統(tǒng)包括電子接口、硬盤(pán)、電纜或光纜以及A/D轉(zhuǎn)換器、計(jì)算機(jī)等。其主要功能是將CT成像裝置顯示的圖像信息通過(guò)電纜及電子接口、A/D轉(zhuǎn)換器輸入到存儲(chǔ)器，再進(jìn)行激光打印。一臺(tái)激光相機(jī)可以連接多個(gè)成像裝置。為保證多機(jī)輸入同時(shí)進(jìn)行，激光相機(jī)裝有硬盤(pán)，以緩沖進(jìn)入的圖像進(jìn)行隊(duì)列打印，確保連續(xù)圖像輸入和打印的進(jìn)行。

1.4.4 控制系統(tǒng)

此系統(tǒng)包括鍵盤(pán)、控制板、顯示屏以及各種控制鍵或者按鈕，用來(lái)控制激光打印程序、幅式選擇、圖像質(zhì)量控制調(diào)節(jié)等。

2 結(jié)語(yǔ)

CT機(jī)作為一種高度集成化、科技化的大型醫(yī)療設(shè)備，各部組件既相對(duì)獨(dú)立又緊密聯(lián)系，任一單元發(fā)生故障，都可能導(dǎo)致整套設(shè)備的功能喪失。在日常工作中，采用上述方法，做好各部分的性能和運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)測(cè)，對(duì)相關(guān)問(wèn)題提前做好預(yù)案，才能為醫(yī)院掌握CT機(jī)的實(shí)時(shí)狀況提供有力的依據(jù)，保障設(shè)備更加準(zhǔn)確穩(wěn)定地運(yùn)行。

[1] 孫衛(wèi)紅.CT成像技術(shù)的發(fā)展及技術(shù)特點(diǎn)[J].醫(yī)療裝備，2007，20（6）：19-20.

[2] 王忠杰.CT機(jī)檢測(cè)對(duì)機(jī)器性能的評(píng)定[J].計(jì)測(cè)技術(shù)，2008，28（6）：57-58.

[3] 張衛(wèi)東，阮興云，徐志榮.CT成像的質(zhì)量保證測(cè)試方法[J].中國(guó)醫(yī)學(xué)影像技術(shù)，2004，20（2）：164-166.

[4] 王曉峰，吳毅.X射線計(jì)算機(jī)斷層攝影成像物理指標(biāo)檢測(cè)與評(píng)價(jià)的研究[J].醫(yī)療設(shè)備信息，2001，16（9）：11-14.

[5] 劉景鑫，梅海山.CT機(jī)影像質(zhì)量保證檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)的研究與制定[J].中華放射學(xué)雜志，2000，34（1）：17-20.

[6] 邵軍明，徐曉東，孔軍.CT成像質(zhì)量影響因素綜述[J].CT理論與應(yīng)用研究，2006，15（3）：61-67.

[7] 魏長(zhǎng)國(guó)，呂鵬濤.醫(yī)用干式激光相機(jī)的維護(hù)[J].中國(guó)醫(yī)藥指南，2011，9（5）：173-174.