医用CT 技术及维护保障 陕西省肿瘤医院 王雅军

CT是X射线计算机断层摄影扫描仪（X-ray Computerizaed Tomography Scanner ） 二类大型医疗设备，广泛应用临床诊断患者的头部、胸腹部、心脏、肝脏、胰腺、膀胱等 基层医院都有普及，它为临床诊断提供了非常清晰的人体断层和多种三维图像重建依据，在现代医学中成为不可或缺的先进诊断工具。 作为临床医学工程人员我们有必要了解该设备， 为医疗设备的良好运行做好有效的技术维护保障。

一 CT技术基础 （一）医用CT发展简史 （二）CT用途及优缺点 （三）CT基本原理 （四）CT装置的结构 （五）CT扫描方式及分代

（一） CT 发展简史 1895年德国物理学家W.K.伦琴发现Ｘ射线 1968年，南非-美国物理学家科马克（Cormack,Allan MacLeod)发现人体不同的组 织对X线的透过率有所不同，利用的CT简易模型验证并发展了从X线投影重建图像的方法，奠定了解析图像算法的基础。 1972年英国EMI公司实验中心负责项目的电子工程师豪斯菲尔德（N．Housfield） 依据X射线与计算机结合，利用图像重建技术研制了首台CT， 仅用于头部扫描。 （扫描用时4-20min）

（科马克Cormack ） （豪斯菲尔德Housfield） 1979年Cormack和Housfield由于在CT技术的杰出贡献，荣获诺贝尔生理学和医学奖 （科马克Cormack ） （豪斯菲尔德Housfield）

（二） CT 的应用 在CT下活检穿刺的准确性优于X线透视下的定位穿刺 有助于放射治疗计划系统和治疗效果评价 可以做各种定量计算测量，如骨密度和心脏冠状动脉钙化的测量等 CT的三维成像为手术的制定途径提供了有力帮助

CT检查的优缺点 CT检查的优点： 1、密度分辨率高(20倍)，能更好地显示由软组织构成的器官。 2、是横断面图，可连续扫描若干层，可作冠状、矢状重建。 3、由电子计算机重建的图像，不与邻近体层的影像重叠。 4、CT值为诊断提供参考数据。

CT检查的缺点： 1、图像空间分辨力(10-14LP/cm)不如X线(7-10LP/cm)图像高。 2、观看横断面图要有丰富的断面解剖知识。 3、在粘膜层及肌层的胃肠道疾病等CT检查易漏诊。 4、病变的密度与正常组织密度相近的病变，平扫易漏诊，须增强扫描。 5、有X线辐射影响。

（三）CT基本原理 CT机是从多角度的方向上 检测X线经过被测物体后的 X线衰减量，并靠计算机的 帮助，用数学的方法重建 物质内部结构信息。

CT成像结构原理 1 X射线产生系统 2 数据采集系统 3 数据处理系统 4 图像显示系统

（四）CT装置的结构 CT机 扫描装置 探测器 X射线管 信号转换、传输系统、运动系统 计算机系统、图像显示装置 后处理系统、存储记录系统

逻辑放大、模数转换、信号传送（DAS内） CT成像过程 X射线管发出X射线 经前准直器 准直 窄束X射线透过被检物体 探测器接收（探测器前准直器） 光电转换 （探测器内） 逻辑放大、模数转换、信号传送（DAS内） 图像重建 （阵列计算机处理数据） 数模转换 显示图像 存储、拷贝（打印）

（五）CT扫描方式和分代 第一代CT 扫描方式：单束扫描 成像时间:5min 主要应用范围：脑部 缺点：所采数据少，所需时间长，图像质量差。

第二代CT 扫描方式：窄角扇束扫描 成像时间:20-60S 主要应用范围：头部 缺点：扩大了扫描范围，增加了采集数据，图像质量有所提高，但仍不能避免因患者生理运动所引起的伪影 (Artifact)。

第三代CT 扫描方式：广角扇束扫描 成像时间:5-10S 主要应用范围：全身 特点：收集更多的数据，扫描时间在 5s以内，伪影大为减少，图像质量明显提高。 螺旋CT，但它采用了滑环技术，取消了往复的旋转，是单向的连续旋转。

第四代CT 扫描方式：反扇束扫描 成像时间:1-5S 主要应用范围：全身 特点：扫描速度快，图像质量高。 第四代CT机的探测器可获得多个方向的投影数据，故能较好地克服环形伪影。但随着第三代CT机探测器稳定性的提高，并在软件上采用了相应的措施后，第四代CT机探测器数量多且在扫描中不能充分发挥作用，相对于第三代CT机它已无明显的优越性。

第五代CT 扫描方式：电子束扫描 成像时间:<5S 主要应用范围：心、肺动态器官 推出的64层CT，仅用0.33s即可获得病人的身体64层的图像，空间分辨率小于0.4mm，提高了图像质量，尤其是对搏动的心脏进行的成像。

（六）螺旋CT及进展 1987年，西门子公司 启动、加速、均速、取样、减速、停止等几个过程被取代 连续旋转扫描，围绕人体的一段体积螺旋式的采集数据，被称为体积扫描 真正的三维重建图像，使血管立体成像（CT Angiography）成为可能。 功能增加，如组织容积与分段显示技术、实时成像技术、三维重建图像、仿真内窥镜技术及心脏功能评估等等。 心脏成像

螺旋扫描技术 Multislice CT MSCT 在扫描过程中，X线球管围绕机架连续旋转曝光，曝光同时检查床同时检查床同步匀速运动，探测器同时采集数据。由于扫描轨迹呈螺旋线，又称体积或容积扫描

螺旋CT相关的技术进展 锥形线束算法 降低扫描剂量 （1）智能滤过技术 （2）自动mA （3）自动mA设置调制 （4）可变速扫描和期相选择性曝光技术

螺旋CT扫描优点 1整个器官（部位）一次屏息下的容积扫描，不会产生病灶的遗漏。 2单位时间内扫描速度提高，减少了运动伪影,造影剂的利用率提高  2单位时间内扫描速度提高，减少了运动伪影,造影剂的利用率提高 3无层间隔大小的约束和重建次数的限制 4容积扫描，提高了多方位和三维重建图像的质量

多排CT多层CT 多层螺旋CT(Multi-slice CT)是指扫描一圈所得到的图像数 （如： 16层CT 即 16层图像） 多排螺旋CT(Multi-detector 或Multi-row CT)是指组成CT的探测器排数（如:64排CT即64排探测器采集） 理论上组成多层螺旋CT的排数约接近层数越好，可以减少探测器的间隔，减少噪声，现在的多层螺旋CT的排数都大于层数(双层除外)

CT机器的评价 ①图像质量：决于空间和密度分辨率的高低、伪影 和噪声的消除程度； ②扫描速度； ③有无螺旋扫描及螺旋扫描的质量； ④图像的后处理功能； ⑤X线球管的热容量MHU及散热率KHU； ⑥计算机的计算速度与容量等。

（七）CT关键技术指标 扫描时间： 如：0.33秒/360度 探测器：材料 性能 旋转：磁悬浮驱动技术 普通皮带驱动方式 探测器排数： 最小扫描层厚： 最佳时间分辨率： 高对比空间分辨率： 心脏成像情况：软件功能 图像质量： 辅助参考 价格： 维修成本 球管　球管阳极散热率

CT机主要技术指标（例GE）

(八)CT主要部件组成 扫描机架：旋转、倾斜功能，滑环技术 球管：大容量，旋阳，飞焦点，散热，冷却系统 准直器：（准直，去除散射线）、楔形滤过器（均匀） 探测器：固体（稀土陶瓷） 气体, DAS（data acquisition system）系统(A/D转换器) 高压发生器： 碳刷（易损）：电源刷，信号刷 光纤导轨、光耦器件 检查床：精确平移、升降控制系统 控制台：图像后处理主机，操作主机及工作站 辅助：稳压电源，照相机等

(九)机房的工作环境 温度：18-22°C 湿度：40-65% 防尘：保持清洁 电源：独立电源 频率稳定 稳压+/-10%

二 CT维护保障 （一）掌握基本知识 （二）故障检修原则和方法 （三）预防性维护 （四）维护记录 （五）信息与协作 （六）举例 （七）讨论 分享

（一）掌握基本知识 1.技术基础 2.医学及解剖常识 3.基本原理 4.分析能力 5.动手能力（干活与技巧） 6.勤学多思

（二）故障检修原则和方法 原则 1.先易后难 simple first，由外而内 2.由强到弱 AC-DC， 3.细观察，望（多观察）闻（声、味）问（操作人）切（先静后动，测试） 4.利用诊断软件 熟悉原理，资料，综合分析，缩小判断，提出思路 方法 1.直接观察检查 松动、脱离、断裂、烧焦、漏油等 2.分段排除法 3.替换法 4.对比法 5.测量等 6.软件参考

注意事项 1.人身安全：强电，高压，辐射 2.机器安全：精密 球管训练，故障范围，误操作等 3.人员协同 2.机器安全：精密 球管训练，故障范围，误操作等 3.人员协同 4.检测设备的状态是否正常（需校准） 5.使用工具安全，避免漏电，造成短路等

（三）预防性维护 1.保证独立供电，运行稳，稳压状态好，减少电压波动干扰，防止正在运行时断电的情况发生（不可控）； 2.严格按程序指令进行正常操作及开关机； 3.及时认真记录设备非正常运行情况； 4.在软件维护方面：非扫描状态关闭各类非正常运行窗口，禁止使机器处于待曝光扫描状态; 5.保持机房室内清洁，防尘、净化控制室内温度在18-22°C,防潮保干，有利球管的散热，增加管套冷却率； 6.建议正确控制曝光条件，依患者题型等精确设定最佳扫描条件，尽量缩短非检查部位的曝光，提高效率 7.季节气温及环境温湿度变化及时保养 8.发现系统出现错误信息，及时分析反馈处理

（四）维护记录 1.做好详细的维护设备记录笔记 2.善于总结易出故障点 3.询问操作人员异常现象情况 4.记录个别数据的变化 5.定期检测(如空气校准，水模校准， 检查床的位移精准度，图像质量控制参数， 及时清理硬盘空间，保证数据运行通畅等)数据

故障排除思路 1.故障现象 2.分析判断 3.检修过程 4.故障原因 5.排除方法

（五）信息与协作 1.厂方技术咨询多交流学习 2.软件设置权限 3.和同类型号设备的医院工程师交流 4.第三方协作 5.厂方技术保修 6.中华好医工网上交流

CT机主要性能参数指标要求

CT机主要性能参数指标要求

CT技术参数（例SIMENS）

维修典型实例 软件应用 DAS测试： 1）Offset test； Noise test； Data transfer test； Offset stability test； Pic test； Offset plot；

常见故障 螺旋CT中滑环与碳刷引起的故障： 1．碳刷与滑环引起的故障： 这其中包括： 电源供电、控制信号传送和数据的传输。接触不良导致接触电阻增大，使导电性能降低因而引发故障。

（1）碳刷周围堆积的碳粉会产生打火引起断层扫描过程中曝光中断，而且此故障与空气的相对湿度有关，相对湿度过大或过小都会使故障增多； （2）碳刷周围的碳粉堆积会导致扫描过程中信号传输不稳定因而数据丢失，严重时还可能引起机器掉电； 碳刷与滑环的维护保养： 碳刷与滑环的接触将直接影响到整个系统的工作稳定性与可靠性。因此应当充分重视滑环与碳刷保养与维护： (1) 要经常检查碳刷的长度，当碳刷磨损到一定程度，剩余的长度到达极限时，就要及时更换，以保证系统工作的正常

(2) 要定期清理附着在滑环上的碳粉； (3) 机器运行当中为了减少滑环和碳刷的无效磨损，应当尽量在不扫描病人时停止扫描架的旋转；

2机械故障： 机架内的多发故障是机械故障，它致使扫描中断。 最为常见的原因是限位开关失灵；紧急制动开关压合；定位光耦失效等。 要解决这些问题有时必须更换微动开关，解决光耦的问题。另外由于长期的旋转震动会导致某些接插件松动（如电路板插座、电缆插头等）造成接触不良，影响系统工作的。这类故障一般与旋转有关。因此应当经常检查扫描架内的接插件的接触问题。需进行定期的维护与保养。

散热通风： 机柜过热导致电路损坏的情况时有发生。这种情况往往是由于机柜的散热风扇损坏或防尘过滤网被灰尘堵塞气流不畅，因而影响了电路板上元器件的散热而损坏。更换风扇清理过滤网上的灰尘且更换已经损坏的元器件系统就能恢复正常。

灰尘过大： 扫描架内灰尘大有可能堵塞某些光耦和电路的光通路，导致系统故障。清除扫描架内的灰尘特别是光耦元件的灰尘一般系统能恢复正常工作。 接触不良： 系统中的继电器用久了经常有触点接触不良而使机器不能正常工作的情况出现。改善继电器的触点接触状况或更换继电器可使机器恢复正常工作。

典型故障实例（一） 《PLUS 4 CT 环状伪影的消除》也给我们提供了很好的经验 2. 故障分析与排查： 2. 故障分析与排查： 1）DAS系统； 2）球管质量； 3）球管、准直器和探测器的位置； 4）电网波动； 5）软件：

采用排除法进行检查，最后将问题集中在 探测器的位置上，并进行维修调整； 3. 调整校正：利用机器提供的维修模式进行 调整（service-adjust-DetAli）： 1）Focus Alignment.； 2) Voltage Adjust.； 3) CCR Correct； 4) Beam Centering； 5) Beam Hardening； 6) Water Scaling； 经过上述调整后，伪影消失图像质量明显 得到改善。

4. 总结：从这个维修实例来看，可以得到如下的启示： 1）图像出现伪影后，应当查找出产生伪影的根源并加以消除，否则可能使图像质量变得更坏； 2）实例所谈到的调整是个很细致和繁琐的过程。我们一定要过细心认真工作，是进行图像质量控制过程的保证。 3）这个实例说明了机器所带的维修软件和维修程序的利用，要深入地了解和熟悉掌握的重要性。

典型故障实例（二） 2. 故障分析与排查： 《飞利浦brilliance 6排阴极高压模块故障排查特例 》 1. 故障现象：屏幕提示的错误为：Resources allocation for scan failed（扫描资源配置失败） X- ray system can not comply（X射线系统不能完成） 2. 故障分析与排查： （1）光纤信号传输接头积尘，光学采集通道 （2）高压模块出现故障 （3）重进入操作界面，在低电压扫描（90KV）条件下可以正常扫描，提升扫描电压(100KV、110KV)后出现异常，提示Rail DC over voltage，随后出现 Gantry Failed(机架启动失败)

4. 总结： （4）维修模式：数据存储相应的logger文件下的data文件 data.mdb文件 提示CMP（Cathode Power Module) 模块过压错误 缩小判断CMP模块故障（价格昂贵，谨慎判断） 3. 更换校正： 更换CMP模块，用原来模块芯片参数电路板调试 自检显示灯333，正常状态 4. 总结： 借助维修软件排查，详细排查，谨慎判断；厂方协查

讨论 1.提高自身专业水平 2.相应机型的学习 3.同行之间的交流与提高 4.时效性,及时性 5.配件及软件（password） 6.第三方技术 7.技术咨询交流

如何成为一棵大树？

一定要！ 第一 有时间 就是经验的积累 第二 要不动 经风霜 历雨露 屹立不动 第三 有根基 学习 充电 深入根底 吸收营养 第一 有时间 就是经验的积累 第二 要不动 经风霜 历雨露 屹立不动 第三 有根基 学习 充电 深入根底 吸收营养 第四 向上长 向上才有发展空间 第五 向阳光 心向光明 争取更多阳光 积极成长

谢谢