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马继民,叶仲鑫(南京军区福州总院,福州350025)
摘 要 圈状伪影多由图像数据采集通道部分产生,本文介绍没有维修测试程序时采用的故障排除方法,并分析其产生原因。
关键词 圈状伪影;数据采集通道Abstract Circularityartifactcomesfromtheparyofimage-data-collectingpassagemainly.Thisstudyintroducesthewaysoftouble-eliminatingwithoutrepair-testingprograms,andgivestheanalysisandtheprobablereasons.Keywords Circularityartifact;datacollectingpassage
CT图像数据采集部分(简称DAS)是CT重要部分,最常见的故障是产生圈状伪影,在缺乏图纸资料或维修测试程序时,查找故障有一定困难,本文就实际查找过程介绍一些可用方法,并进行讨论。
故障现象:压下曝光键时,CT不曝光,且提示CHEEKACQSCANERROR,意思是检查数据采集扫描出错。
故障分析与排除:一般CT主控计算机及应用程序在曝光前要对扫描和数据采集及高压X线、图像处理计算机各部分进行必要的检测,只有上述各部分都准备就绪,才允许进行X线曝光和采集。本例即是在这个阶段出错。为区分故障范围,在没有维修测试程序(密码过期、无法进入)的情况下,先退出应用程序,进入高压调试程序,进行无采集和图像处理的X线曝光,一切正常。表明高压和x线产生部分与故障无关。考虑该CT有一个配置设定程序,可以单独关闭或开启某个功能或部件,进入该程序,将对数据采集通道进行检测的功能关闭(有部分CT没有这个检测步骤,则可免去),再回到应用程序,进行曝光,CT可以曝光。扫出的正常图像上还叠加一个外径约为192毫米(宽度为4毫米的白色圆圈)。一般来说,这是一个简单的数据采集通道伪影故障。若有维修测试软件,可以很快测出是哪一部分通道问题。
下面介绍一下根据结构原理和维修经验来排除故障的方法。大多数CT的DAS部分原理基本相同:通常由500—700个探测器(也叫检测器),加上500—700数据采集通道,包括数据接收,AD转换(模数转换)、数据采样、缓冲,最后经数据并一串转换后送给图像处理计算机进行处理并存储。不少CT采用16个数据通道为一组,把数据前置放大,接收取样,直至模数转换等电路集中在一块电路板上,(早期的CT模数转换电路独立出来)。对于CT的FOV(扫描野)为500毫米时,500个通道共需32块电路板简称通道板用来采集数据;当放大倍数为l时,每个通道对应1毫米的图像像束,CT扫描旋转一圈,采集到全部数据构成FOV为500毫米的CT断层图像。
从上述原理不难看出,当DAS中对应某一个通道的某环节(如探测器、放大器、模数转换、电缆等)如果出错,则至少会产生一个宽度为1毫米的白色或黑色的环状伪影。同理,如果某个通道板公共部分(如电源出错)则可能产生宽度为8—16毫米的圈状伪影;如其它公共部分如母板,并串转换电路出问题,则有可能出现图像传输错误而不仅仅是环状伪影。根据上述原理,在没有维修测试软件的情况下,我们可以利用CT伪影图像(包括断层像和定位像)中伪影的大小和所处的位置来查找故障。本例故障现象中,伪影圆圈外直径为192毫米,则半径为96毫米,以每块电路板16个通道,对应16毫米图像(放大倍数为1)来说,则该伪影对应的通道电路板应为中心往外数第六块及其相关电路,且左右两边都有可能。为判定是由左边或右边的通道板,采用扫描TOP像(定位片)方法从图像上的直条状伪影所处的位置来判定;当球管处于右侧90度时,扫出的定位图像在中心上方出现直长条伪影;当球管位于下方180度时,扫出的定位图像在中心往右约90毫米处出现长条状伪影:根据这两个图像,判定该伪影是由中心往右第六块通道板(右边数过来第十二块板)或相关电路出错。为进一步确认,分别断开第十一块、第十三块、第二十三块、(即中心往右第七块、第五块,中心往左第六块)通道板的信号输出电缆,再扫描断层像分别出现直径约220毫米、160毫米、190毫米的宽度为16毫米的圆圈伪影。扫定位像时,当断开第二十三块板上电缆时,伪影出现在另一方向。上述结果证明判定基本正确。但在实际排除时,将第十二块板用好板替换后,伪影仍然存在!接下来有两种可能,一是查找与该板前面相关的电缆,电源以及探测器本身,二是该板后面的母板及相关电缆电路。考虑到电缆及探测器损坏可能性较小,则先查后面的母板。
经观察发现,本机32块通道板数据进出和电源供给都经过三块母板(不同CT母板数据不一样,每块母板接11块通道板),其中第一块母板上四盏红灯中有两盏不亮,标示是+18V和—7V,其余两块母板四盏全亮。关机,取下该母板,发现该板上F3(5A)保险丝已断,该保险丝是+18V和一7V直流电源的负载保险丝。在用万用表检测板上没有明显短路现象的前提下,换上一个5A保险丝再开机通电试验,红灯一亮又灭,这表明电源基本正常,负载有短路现象。断电后测+18V端子对地电阻为零n,说明确实负载有短路现象。由于+18V是提供给通道板用的,采用一边逐个断开第一至第十一通道板与母板联接的电缆,一边同时测量电阻,发现第九块通道板上有短路现象,将第九块板用好板代替后,重新开机,经校正后CT正常。
在故障板上经检查发现+18V电源滤波电容击穿,将其取下后,短路消失,重新装上使用,一切正常。讨论:本例故障查找思路对头,但查出的通道板与原理分析定位不是同一块板,回顾一下查找过程并无不妥。将电路图找出分析,发现该机母板上18V电源这一组电缆是三块母板并联,也就是说第一块母板的18V负载有短路,不仅造成第一至第十一块板全部工作不正常,也同时可能影响到第二块母板上的边上第十二块通道板的采集,把原先扫的定位像重新调出来观察,也发现距中心96毫米以上(右)的图像全部不正常。这给我们一个重要提示,圆圈状伪影虽然可以帮助定位故障所在,但同时也要考虑与其相关联的因素,否则就有可能走弯路。若按原来思路,下一步要更换第十二块板、对应的信号电缆和检测器模块,有可能事倍功半。上述故障排除后不久,又发生一次现象相同的故障,同样提示,通道检查出错,不能曝光。
故障排除过程如下:先取消了通道检测功能,然后分别做定位和断层曝光,扫出的断层图像是直径120毫米的一个白色大圆,中间有几个密度不同的黑、白小圆,定位图像是对应这些圆圈的黑白长条。考虑到是大面积的圆圈,而不是单独的圆圈,分析这是由不只一块以上通道板的公共部分出错造成。打开机架盖,观察到中间11块通道板的母板上+IOV电源红灯不亮,断电后,测试+lOV对地电阻与另外两组相比差别很大,但并没有短路击穿现象,保险丝电阻也没断。取下这块母板观察,发现板上不少地方粘有黑色的炭粉,此现象,前次故障也有发生。用万用表测示没有明显短路现象。将所有炭粉清扫干净后,装回CT,再测电阻,已恢复正常。开机通电+lOV正常,扫描图像也恢复正常。
分析讨论:两例故障现象基本相同,查出最后的故障原因都不同,第一次是由不对应位置通道放大板上+18V电容击穿造成。第二次则仅仅是母板上由于炭粉粘附形成的局部异常造成。
小结:圆圈状伪影主要是由于通道板故障造成,其伪影的大小和位置与故障原因有对应关系,但也要考虑到相互关联的公共电路之间的影响。
另外,此类机器定期预防维护对电路板进行清扫十分必要。实践中发现,采用滑环的螺旋CT使用数年后,机架内所有物体表面都粘有因滑环与炭刷摩擦而产生的炭粉;而电路板的某些地方,由于冷却风扇的吹风效应,造成局部粘附大量炭粉,一旦天气潮湿,就会形成某种短路效应,导致负载过重电源失效引起CT故障(两次故障都在连续阴雨天气发生)。我们随后立即采取措施,对第三块母板进行电阻测试,+18V、+1OV电源对地、电阻明显偏小,取下来清扫炭粉后装回,电阻值恢复正常,从而避免了再次发生电源故障的情况。 |
