前沿拓展：

DR 即數字化X 射線攝影系統，飛利浦公司生產的Digital Diagnostic 系列DR 設備可用于患者頭頸

部、胸部、腹部、盆腔、脊柱、四肢和全身多部位的X 射線檢查[1]，且具有輻射劑量低、成像速度快、圖像分辨率高、數字化處理能力強等技術優點[2]，被廣泛應用于醫院放射檢查科室。該系列DR 設備的系統架構秉持了X 射線成像系統的一貫方式，由檢查室的高壓發生器柜、產生X 射線的球管、臥位床或立位胸片架的平板探測器、懸吊系統，以及控制室的控制臺主機、曝光手閘組成[3]。

一、工作原理簡介

（ 一）系統組成由于飛利浦Digital Diagnost 系列DR 設備在市面上存在不同的系統版本，各個版本之間存在著一些差異，本文根據應用的實際，選擇介紹共性最多的R2.0 版本DR 系統。系統檢查室組成見圖1。X 射線球管是產生X 射線的部件，其上安裝了束光器以限制X 射線射出范圍；立位胸片架和臥位檢查床都是接收X 射線的部件，內部包括了電離室、濾線柵和平板探測器；高壓發生器柜內包括了激發X 射線的高頻高壓發生器和逆變器、控制X 射線參數的千伏毫安電路板、電源分配模塊以及TRB 通訊連接板等部件。另外，在操作控制室中放置了AWS（Acquisition Work Spot）主機和曝光手閘，用于X 射線檢查的控制操作和圖像顯示。

（ 二）飛利浦DR 工作原理

數字化X 射線成像系統的基本原理都是利用X射線穿透人體后能攜帶人體信息的特性，使用數字

平板接收透射后的X 射線來成像，用于臨床診斷。飛利浦DR 的X 射線來自型號為SRO 33100 ROT360 的X 射線球管，其內部的X 射線管工作原理與普通白熾燈類似。白熾燈點亮燈絲用于產生可見光，而X 射線管燈絲作為陰極點亮用于產生電子?？梢姽庥糜谡彰鳎帢O產生的電子在高壓電場作用下轟擊旋轉陽極靶面產生X 射線[4]。X射線的接收使用Trixell 4600 數字平板探測器，該平板探測器為碘化銫+ 非晶硅材質，針狀CsI（碘化銫）晶體將X 射線轉換為可見光，激發a-Si（非

晶硅）光電二極管陣列產生電流，電流在光電二極管自身的電容上積分形成儲存電荷，每個像素的儲存電荷量和與之對應范圍內的入射X 射線光子能量與數量成正比，此類電信號就能作為數字圖像輸出的基礎。法國Trixell 公司生產的平板探測器對X 射線吸收性好，能有效減少可見光的散射，像素尺寸小，分辨率高，成像速度快，影像質量極佳，綜合技術水平很高，目前這類平板探測器是世界公認最成熟最高端的DR 平板技術[5-6]。

（ 三）同步信號傳輸時序

在飛利浦Digital Diagnost 系列DR 的工作過程中，有兩類通訊信號，第一類稱為CAN（Controller

Area Network）信號，主要傳輸檢查床、胸片架、懸吊系統等機械運動的控制信號，與時序相關性不高；第二類稱為SAN（Sync Area Network）信號，是一種同步信號，時序性很強，主要傳輸系統對曝光過程的時序信號，與球管、手閘、高壓發生器、平板探測器等部件有關。在故障發生時，通過對SAN 信號的了解和各部件工作狀態的分析，就能較快較準地找出故障位置，為后續故障原因分析和維修工作打下扎實的基礎。在DR 正常曝光成像過程中的SAN 信號時序傳輸情況如圖2 所示。在系統處于隨時可以進行X 線攝影操作時，系統就緒指示燈會亮起，表示X 射線

球管、平板探測器、濾線柵、高壓發生器等工作狀態正常[7]。當曝光手閘按下時，控制信號經由TRB 通訊連接板傳輸至EZ 控制模塊，EZ 控制模塊內的中央控制電路、千伏毫安控制電路根據放射技師設置的具體曝光參數為球管X射線產生提供電壓、電流條件。

二、故障分析與處理

（ 一）故障現象

DR 設備系統就緒指示燈不亮，無法曝光。系統正常開機，AWS 主機正常運行，Eleva 工作站界

面左下角系統就緒指示燈不亮，檢查室X 射線球管面板系統就緒指示燈未亮起，無法進行曝光操作。

（ 二）故障分析

根據SAN 信號時序傳輸方式對該故障現象進行分析。首先，系統就緒指示燈沒有亮起，意味著主

機在接收到TRB 通訊連接板傳輸過來的信號后，判定前級部件工作狀態有誤，不予執行X 射線曝光操作。所以，故障問題大致分為兩種情況：第一種，反饋至主機的信號不正確，TRB 通訊連接電路板與前級部件通訊連接故障，或者TRB 通訊連接電路板本身存在問題；第二種，反饋至主機的信號真實可靠，前級部件工作狀態異常，不能滿足曝光要求。其中，第二種情況較為常見，可能出現問題的主要前級部件分別為：球管的位置、角度不滿足X線攝影要求[8] ；數字平板探測器存在供電異常等故障，自檢不通過；濾線柵未在正確位置，自檢不通過；高壓發生器狀態異常，不滿足產生X 射線要求；聯動的鉛屏蔽門關閉的感應開關處于門打開時的狀態，存在對外輻射危險。針對上述的所有情況，應采取最快最有效的判斷方式，即利用設備自身報錯功能，完成故障問題的快速檢查?？闪⒓窗聪缕毓馐珠l一檔，Eleva工作站界面左下角系統狀態提示位顯示錯誤詳情“ERROR: Grid is not insert.”此時，基本可以判斷濾線柵位置異常，導致系統未能正確檢測到濾線柵的存在。造成故障的原因可能是濾線柵未能被電磁鐵正確吸合，或者濾線柵彈出開關存在誤觸發現等。

（ 三）故障處理

通過分析已判斷故障位置在濾線柵附近，由于本次攝影選擇臥位檢查床作為X 射線接收部件，故

進入檢查室，查看臥位檢查床的濾線柵是否處于正常位置。事實證明，濾線柵指示燈閃爍，表示濾線柵并未處在正確位置，即未被后方電磁鐵正常吸合。處理步驟如下：按下濾線柵彈出按鈕，將濾線柵從卡槽中彈出；取出濾線柵，觀察濾線柵是否存在導致無法被正常吸合的破損；發現濾線柵完好后重新插入卡槽，聽到濾線柵被電磁鐵正常吸合聲響；濾線柵指示燈常亮，系統就緒指示燈亮起，可以正常曝光。回顧處理過程，未進行任何修復性操作，即可排除故障。懷疑存在故障隱患，且認為故障分析中的彈出開關誤觸發、電磁鐵故障兩種可能性依然存在，故留在現場繼續觀察設備工作情況，測試處理后的設備性能。經過多次曝光操作之后，相同故障再次出現。重復之前處理步驟后，系統就緒指示燈再次亮起?？紤]優先排除濾線柵彈出開關誤觸發的可能性，取下開關面板，將濾線柵彈出開關的排線從電路板上取下，繼續曝光操作進行測試。多次測試后，相同故障再次出現。此時可判斷電磁鐵存在故障，將濾線柵彈出開關排線復位后，打開濾線柵卡槽另一側面板，觀察電磁鐵工作情況。多次取出、放入濾線柵，發現電磁鐵偶爾不能正常吸合，首先測量電磁鐵供電是否穩定，萬用表測得濾線柵放入后電磁鐵5V 直流供電穩定；其次，因電磁鐵大多數情況下可以正常吸合濾線柵，故電磁鐵本身故障概率不大；然后，觀察電磁鐵周圍部件對其是否產生不利影響；最終，發現電磁鐵后座與固定支架之間有一片薄鐵片，該鐵片直接作用在電磁鐵上，很可能起到一定的緩沖作用，故先行取下觀察。該薄鐵片呈圓形網狀結構，但已經磨損嚴重，失去緩沖能力，根據其原有形狀和功能特點，就地取材，使用膠片折疊剪裁后替代薄鐵片位置，多次測試系統均能正常曝光，故障排除。之后，根據取下的薄鐵片樣式定制類似鐵片，將臨時替代的膠片換下，故障徹底解決。

（ 四）處理總結

本次故障的排除充分利用了同步信號時序傳輸特點，通過故障現象對SAN 信號傳輸路徑進行溯源

追蹤，分析可能出現問題的信號來源，列舉了各種故障原因。同時，結合了飛利浦DR 設備的工作原理和實際維修經驗，利用曝光手閘一檔按下可促使系統報錯的特性，快速判斷故障位置。處理故障過程中，必須思考全面，對于可能存在隱患之處要多加留意，盡可能做到維修徹底。維修也需要一些靈活機動性，在保證設備正常安全運行的前提下，利用觸手可及的材料制作損壞部件的替代品，優先解決使用部門的燃眉之急。最后，臨時的部件替代品只是一時之用，徹底解決故障必須使用與原部件相同或類似的部件。

三、維修擴展

在故障分析與處理中只分享了一個維修案例，而飛利浦Digital Diagnost 系列DR 的常見故障還有很多，而且與設備工作原理有著密切的關系，所以在此進行簡略的擴展介紹。

（ 一）平板探測器故障

Trixell 公司生產的數字平板探測器作為設備內部最重要的成像部件，常見的故障有兩類[9]。第一類，主要表現為系統就緒指示燈不亮，無法曝光，系統報錯“Digital Flat Detector Error”。這類故障需要了解平板探測器側面5 個指示燈的意義，如表1 所示。正常狀態下，D1―D4 四個指示燈常亮，D5 熄滅。根據指示燈亮滅情況，酌情進行故障原因判斷與維修即可。常見為D2 自檢指示燈不亮，原因是為平板探測器供電的VPN1 提供的直流24V 電壓誤差超過±0.05V 的誤差范圍。在這種情況下，需要重新調整臥位或者立位平板探測器的供電電壓，用十字螺絲刀調節VPN1 上的旋鈕，使萬用表在X2排線8 腳和9 腳間測得的電壓值在23.95V~24.05V范圍內。此時D2 燈能正常亮起，探測器自檢正常，故障排除。

第二類，主要表現為X 線攝影得到的圖像有偽影，原因大多是數字平板探測器有壞點或者需要

校正，可能會出現系統提示“Detector Calibration isnow due”。一般情況下，進行探測器校正即可消除偽影。校準前應取出濾線柵，將球管對準探測器中心，保證兩者之間沒有物體，調節SID，臥位檢查床SID110cm，立位胸片架SID150cm，束光器調節光野大小至47cm×47cm，內部濾過設置為0。然后在束光器前放置21mm 的鋁板，在工作站使用“Eleva”用戶名登陸，點擊“System”選項卡，選擇“Quality Assurance”模式，依次進行“OffsetCalibration”“Gain Calibration”和“Pixel Calibration”三項校準[10-12]。

（ 二）其他部件常見故障

其他常見故障主要集中在散熱風扇、束光器燈泡、胸片架和檢查床等部件附近[13]。部分故障

現象及分析方法簡要介紹如下：球管面板錯誤代碼“0860”，束光器12V 100W鹵素燈泡不亮，更換即可；球管面板錯誤代碼“0870”，束光器定位燈散熱風扇故障，更換風扇即可；主機風扇、平板探測器風扇異響，對異響風扇進行更換即可；胸片架移動故障，檢查胸片架電機、鏈條和編碼器狀態，根據實際處理；檢查床移動故障，檢查腳踏微動開關、限位開關狀態，測量電路板供電；曝光后無圖像傳輸，檢查探測器到主機之間光纖是否完好，必要時可更換。

四、總結與討論

飛利浦Digital Diagnost 系列DR 設備遵循了醫用X 線機的工作原理和系統結構，故障分析方法主

要根據故障現象是否涉及曝光時序控制來進行分類，涉及時序控制的可根據SAN 信號傳輸圖來進行索引；其余與機械、電路控制相關的可根據串行信號CAN 信號連接圖來追溯故障位置。故障分析則需要充分結合系統工作原理，查閱機器維修手冊，參考系統連接圖紙，考慮前后級影響因素，做出準確有效快速的判斷。DR 設備由于平時使用率較高，良好的操作習慣和維護保養工作也尤為重要，曝光手閘在使用時兩檔齊下，延長球管燈絲壽命，一檔只用來進行故障分析使用。周期性地對設備安全開關、懸吊組件、X 線發生器、平板探測器等部件進行檢查和校正，能有效減少故障發生幾率[14]。由于DR 設備線路大部分從地槽經過，防治鼠患也尤為重要，一旦線路被咬斷，須要花費大量時間進行查找修復和測試。最后，維修處理工作一定要力求徹底解決故障，不留隱患，保證設備修復后運行的穩定性，提高使用部門和患者的使用體驗。

拓展知識：