劉慶濤，劉 龍，劉 鋒

（青島市中醫(yī)醫(yī)院醫(yī)學(xué)裝備科，山東青島 266011）

0 引言

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(biāo)記藥物來實現(xiàn)體內(nèi)功能和代謝顯像的儀器。SPECT以注射了放射性同位素的患者為放射源，通過探頭對其進(jìn)行γ射線的采集，經(jīng)由準(zhǔn)直器的定位、CT的衰減校正和融合、算法的計算等分析手段，為臨床醫(yī)生提供診斷數(shù)據(jù)和直觀影像[1-2]。與CT、MR和X射線等顯像設(shè)備相比，SPECT主要反映細(xì)胞代謝、酶、受體和基因表達(dá)等在分子水平的信息和變化。尤其是近年來推出的新一代SPECT具有了定量分析功能，這一新功能將核醫(yī)學(xué)的成像從之前的半定量分析提高到了定量分析的新層面，使其敏感區(qū)的攝取值具有了較高的臨床診斷價值[3]。目前，根據(jù)國外多家醫(yī)院SPECT臨床使用綜合分析，SPECT在腫瘤、心血管和內(nèi)分泌系統(tǒng)方面的使用率是最高的，約占全部檢查的95%[4]。

我院引進(jìn)的SPECT為德國西門子Symbia Intevo系列機(jī)型，其兼有全身和斷層成像功能，同時可實現(xiàn)核醫(yī)學(xué)圖像和CT圖像的斷層融合，實用性強(qiáng)、應(yīng)用廣泛，為醫(yī)院帶來了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。目前，關(guān)于SPECT的報道大多集中于臨床應(yīng)用分析[5]，而對設(shè)備的故障分析基本處于空白，一旦設(shè)備發(fā)生故障，醫(yī)院只能單純依賴生產(chǎn)廠家的技術(shù)支持，維修時效性和成本都非常高，因此，醫(yī)院維修工程師能熟悉SPECT工作原理，及時準(zhǔn)確判斷故障進(jìn)行維修，從而減少設(shè)備宕機(jī)時間，對醫(yī)院的高效運(yùn)營就顯得非常關(guān)鍵，以下對SPECT的結(jié)構(gòu)、成像原理，以及使用過程中遇到的2例探頭故障的分析排除過程進(jìn)行介紹，供同行參考。

1 結(jié)構(gòu)及成像原理

1.1 主要部件

Symbia Intevo SPECT主要包括集成線路系統(tǒng)（intergrated circuit system，ICS）、圖像重建系統(tǒng)（image reconstruction system，IRS）工作站、數(shù)據(jù)響應(yīng)系統(tǒng)（data response system，DRS）工作站、機(jī)架[包括核醫(yī)學(xué)機(jī)架（內(nèi)含探頭）和CT機(jī)架2個部分]、檢查床、SNAC計算機(jī)（同步計算機(jī)）、運(yùn)動系統(tǒng)。Symbia Intevo SPECT運(yùn)動系統(tǒng)主要包括ICS工作站、SNAC計算機(jī)、功率控制寄存器（power control register，PCON）、幾何約束（geometric constraints，GCON）部件、HVA（高壓放大板）、LVA（低壓放大板）、高低壓電源、對應(yīng)的運(yùn)動電動機(jī)及相應(yīng)的反饋裝置、CAN通信及stop回路（急?；芈罚?。SPECT運(yùn)動系統(tǒng)構(gòu)成框圖如圖1所示。

圖1 SPECT運(yùn)動系統(tǒng)構(gòu)成框圖

1.2 圖像成像原理

目前，市面上西門子核醫(yī)學(xué)機(jī)型搭載的探頭主要有Duet、HD和Foresight 3種類型。晶體材料均為NaI晶體，晶體厚度有1、3/8和5/8 in（1 in=25.4 mm）3種。

成像方式：γ射線經(jīng)由準(zhǔn)直器過濾掉散射線后，與閃爍晶體層（NaI晶體）發(fā)生熒光反應(yīng)產(chǎn)生光子，光子經(jīng)過光擴(kuò)散層放大，到達(dá)光電倍增管的陰極表面。當(dāng)光子到達(dá)光電倍增管的陰極表面后被陰極吸收并轉(zhuǎn)化成相應(yīng)數(shù)量的電子，該電子經(jīng)過光電倍增管的電流放大作用到達(dá)光電倍增管的陽極形成電流輸出（該電流輸出值與到達(dá)晶體表面的γ射線強(qiáng)度具有數(shù)學(xué)模型上的對應(yīng)關(guān)系）。該電流再經(jīng)放大板的放大，到達(dá)采集電路板進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換并加載相應(yīng)的校正值計算，經(jīng)由計算機(jī)傳至主機(jī)并經(jīng)過處理后形成圖像。

2 故障維修

2.1 故障一

2.1.1 故障現(xiàn)象

系統(tǒng)做骨掃描時，1號探頭突發(fā)無計數(shù)，如圖2、3所示。

圖2 探頭突發(fā)無計數(shù)

圖3 骨掃描探頭故障成像圖內(nèi)左側(cè)無圖像

2.1.2 故障分析

故障發(fā)生在掃描過程中，但檢查可順利進(jìn)行，僅是圖像出現(xiàn)異常，因此可排除機(jī)器運(yùn)動方面出現(xiàn)問題的可能性。對于該E.CAM雙探頭機(jī)型，探頭2是主探頭，探頭1的圖像數(shù)據(jù)是經(jīng)過探頭2的AEB（采集電路板）共同傳輸?shù)絊NAC主機(jī)的，所以根據(jù)故障現(xiàn)象可以確定問題出現(xiàn)在探頭1上。綜合分析，出現(xiàn)該故障的可能原因包括：（1）探頭1通信故障；（2）探頭1的AEB硬件故障；（3）探頭1的圖像校正參數(shù)故障。

2.1.3 故障排查

（1）通過飛1根備用網(wǎng)線或者通過網(wǎng)絡(luò)命令來測試探頭1的物理連接是否正常，經(jīng)測試物理連接正常，排除了探頭1通信故障。

（2）準(zhǔn)備約30μCi99mTc點(diǎn)源，打開一個tuning程序，查看探頭1的能峰，發(fā)現(xiàn)能峰在35 keV左右，遠(yuǎn)遠(yuǎn)偏離能窗（140 keV）。出現(xiàn)這種情況有可能是探頭的校正數(shù)據(jù)導(dǎo)致，可通過2種方法進(jìn)行判別：①恢復(fù)探頭備份數(shù)據(jù)排除校正數(shù)據(jù)的可能性；②通過clear DACs功能將當(dāng)前數(shù)據(jù)清除，然后用前期準(zhǔn)備的30μCi99mTc點(diǎn)源重新做tuning程序，把能峰尋回。故障現(xiàn)象未消除，排除圖像校正參數(shù)故障。

（3）排查探頭的供電。首先檢查OEM（電源模塊）的輸出是否正常（OEM的正常輸出是探頭各電路板正常工作的基礎(chǔ)），再檢查HVM（高壓模塊）是否正常（HVM給光電倍增管提供-100 V和-200 V的高壓）。經(jīng)檢查，HVM上的高壓燈DS3、DS4、DS5均不亮，說明高壓部分有問題。HVM沒有高壓輸出亦可能非其本身故障，也可能是其后級有短路造成，通過交換探頭1、2的HVM來排除HVM自身故障的可能性。如HVM自身沒有故障，則需繼續(xù)往下級的AEB和PMTs排查，具體如下：觀察AEB上液晶顯示器顯示的系統(tǒng)狀態(tài)或者更換AEB；如探頭內(nèi)部的PMTs有短路或者連接PMTs的扁平線纜有損壞，則需用到廠家提供的Flex Jumper（柔性跳線），每次bypass（旁路）掉14根扁平電纜中的1根，然后運(yùn)行Test-Preamp Static Test和Test-FC PADDACs Interface Test這2條命令，根據(jù)反饋的結(jié)果來逐條排查14根扁平線纜和與其相連的PMTs。排查出故障的那一路后，需要進(jìn)一步細(xì)化到故障個體時，先打開探頭，露出內(nèi)部的59個PMTs和線纜，將Flex Extension Cable延長線（需要廠家提供）單獨(dú)接到該通路上，每次摘掉其中一個PMTs上的前方板，根據(jù)前述2個test命令來確定具體的故障PMTs。本故障案例中，最終更換了探頭1的AEB并恢復(fù)原校正數(shù)據(jù)后，故障排除。

2.2 故障二

2.2.1 故障現(xiàn)象

質(zhì)控結(jié)果超標(biāo)（如圖4所示）。

圖4 200M均勻度質(zhì)控結(jié)果

2.2.2 故障分析

一般情況下，質(zhì)控結(jié)果超標(biāo)需要做探頭的全面校正來解決，但校正之前，需要先排除硬件問題。

2.2.3 故障排查

（1）排查過程中，發(fā)現(xiàn)探頭2 tuning不通過，本故障案例中是因為探頭2存在硬件問題，造成tuning不通過，如圖5所示（17、26號光電倍增管有問題）。

圖5 59個光電倍增管工作狀態(tài)指示結(jié)果

（2）因每個光電倍增管做功的差異，決定了其性能參數(shù)不完全一樣，需要通過校正源將這59個光電倍增管校正到一定的范圍內(nèi)。而校正的上下限極值分別為511和-512。本故障案例中，2個光電倍增管分別居于上下限極值，導(dǎo)致無論如何調(diào)整，這2個光電倍增管都限制了調(diào)整范圍，造成tuning失敗。

（3）更換17、26號這2個光電倍增管后，探頭2 tuning通過；通過探頭校正工具完成全面的探頭校正后，質(zhì)控指標(biāo)得到顯著改善，有效視野控制在出廠標(biāo)準(zhǔn)（3.74%）以內(nèi)（如圖6所示），設(shè)備恢復(fù)使用。

圖6 更換光電倍增管后的200M均勻度質(zhì)控結(jié)果

3 小結(jié)

在美國每年約有2/3以上患有腫瘤、心血管和內(nèi)分泌系統(tǒng)等疾病的患者接受SPECT檢查，在國內(nèi)各核醫(yī)學(xué)科SPECT作為核醫(yī)學(xué)中最基礎(chǔ)、最實用、最重要的顯像設(shè)備在核醫(yī)學(xué)檢查中廣泛使用。SPECT在實現(xiàn)全身掃描和斷層采集功能時，需要在探頭和機(jī)架運(yùn)動過程中完成數(shù)據(jù)采集，探頭和準(zhǔn)直器、鉛屏蔽等大質(zhì)量部件的同步運(yùn)動頻繁，電器件老化及環(huán)境溫濕度變化導(dǎo)致原機(jī)器參數(shù)和現(xiàn)有的機(jī)器狀態(tài)不匹配等[6-7]，容易造成SPECT出現(xiàn)圖像故障、圖像質(zhì)量變差。在日常維護(hù)保養(yǎng)中溫濕度的控制非常重要，溫度變化太大，容易造成晶體開裂，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，故探頭部分（晶體）要保持24 h供電，以保證其恒溫和干燥，因此供電不穩(wěn)的使用部門須給SPECT加配UPS電源。SPECT的質(zhì)控直接影響到診斷的準(zhǔn)確度[8-9]，除了對CT部分的日常check up自檢以外，對核醫(yī)學(xué)部分也要定期做均勻性校正。

SPECT檢查項目采取預(yù)約形式，設(shè)備發(fā)生故障時醫(yī)院單純依賴生產(chǎn)廠家的技術(shù)支持，維修時效性差、維修成本高，非計劃性停機(jī)極易造成病患流失和醫(yī)療糾紛，嚴(yán)重影響科室日常工作。醫(yī)院維修工程師若能熟悉SPECT工作原理，定期檢測環(huán)境、保養(yǎng)設(shè)備，出現(xiàn)故障及時、準(zhǔn)確判斷并進(jìn)行維修，減少設(shè)備宕機(jī)時間，對醫(yī)院的運(yùn)營非常關(guān)鍵。