前沿研究

西门子 Symbia T6 型 SPECT/CT 的 CT 间歇性中断故障分析与维修

发布时间:2025-01-16 09:35:33      浏览  次

作者:廖庆,张峰,彭小林,吴春兴(通信作者)

单位:中山大学附属第三医院 (广东广州 510630)

〔关键词〕SPECT;CT;核医学;CT;中断;故障分析;维修;

〔中图分类号〕R197  〔文献标识码〕B

〔文章编号〕1002-2376(2024)21-0106-03

随着我国综合医疗技术的发展,单光子发射计算机断层成像及计算机扫描系统(single-photon emission computed tomography/computed tomography,SPECT/CT)在临床的应用越来越广泛。作为核医学科的重要大型医疗设备,SPECT/CT 同时结合了SPECT 和 CT 成像技术。其中,SPECT 利用晶体探测器探测注入人体内的放射性核素释放的γ射线,首先将 γ 射线转化为能量较低但数量很大的光信号,再通过光电倍增管转换为电信号并进行放大,最终以不同的亮度显示脏器、组织(吸收放射性核素的脏器、组织呈亮块影像,异常吸收部位偏亮或偏暗);CT 扫描通过精确的 X 线束和高灵敏度探测器逐层扫描人体,并通过计算机处理得到人体横断面、冠状面或矢状面的高分辨率图像,图像上不同的灰度反映了脏器、组织对 X 线的不同吸收程度。2 种成像设备融为一体的 SPECT/CT 通过 1 次扫描可以同时得到 SPECT 图像和 CT 图像,更利于发现早期及隐匿的病灶,提高临床诊断效能 [1]

由于 SPECT/CT 具有高复杂度、高精密度及高使用率等特点,其稳定性易受多种因素影响,因此设备的日常保养维护和及时维修尤为重要 [2]。我院于 2015 年购入 1 台西门子 Symbia T6 型 SPECT/CT,2023 年 4 月开始偶发 CT 间歇性中断故障。此类故障难以精准定位且偶然突发,维修难度较大。最终在影像科技师与医学工程科工程师的共同努力下,该故障于 2023 年 9 月更换 IRS 显卡后未再出现,整个维修过程历时 5 个月。本研究首先介绍西门子Symbia T6 型 SPECT/CT 的基本结构,然后进行 CT间歇性中断故障的原因分析和维修总结,希望为同行解决同类故障提供参考。

1  基本结构

西门子 Symbia T6 型 SPECT/CT 的基本结构包括核医学探测器、检查床、机架、电源系统(instant power supply,IPS)、 核医学(nuclear medicine, NM) 子系统、CT 系统、Siemens 核采集控制器(Siemens nuclear acquisition computer,SNAC) 及后处理站。其中,机架部分由机械运动组件、运动控制电路、电源保障系统、手动控制器及患者摆位监视器(patient placement monitor,PPM)等组成,CT 系统由图像控制系统(image capture system, ICS)和图像重建系统(image reconstruction system, IRS)组成 [3]。西门子 Symbia T6 型 SPECT/CT 的基本结构见图 1。

注:(1)紧急停止按钮;(2)手动控制器;(3)核医学子系统;(4)CT 子系统;(5)床尾;(6)Siemens 核采集控制器;(7)电源开关;(8)患者摆位监视器;(9)触摸板;(10)核医学探测器;(11)集成放射源固定装置;(12)床板;(13)患者检查床;(14)床板手柄;(15)床头手柄

图 1 西门子 Symbia T6 型 SPECT/CT 的基本结构

2  CT 间歇性中断故障

2.1  故障现象

西门子 Symbia T6 型 SPECT/CT 于 2023 年 4 月21 日首次出现无法进行 CT 质控和 CT 扫描时突然中断、无法曝光现象,故障代码如图 2 所示。该代码提示设备存在致命性错误,工作人员尝试读取硬盘原始数据失败,重启后设备可正常启动并顺利通过质控,可正常工作。4 月 21—25 日该故障间歇性出现多次,影像科工作人员报修。

图 2 CT 间歇性中断故障提示

2.2  故障分析

通过 CT 采集计算机查看故障日志显示(图 3)为“Controllers are asynchronous.” 和“CAN communication disturbed.”,即控制器不同步和控制器通信网络(controller area network,CAN)受到干扰,且错误代码为 CT_MAS_1002。

图 3 CT 间歇性中断故障日志

设备各控制器部件的网络通路如图 4 所示。由于故障代码仅指向通信问题而未指向具体部件,可能原因包括 ICS 和 IRS 与 CT 的连接线路故障,也可能为两部件出现故障,或者上一级的 CT 机架静止部分控制系统(master stationary,MAS)发生故障,无法精准定位故障点,需要逐一排查。

注:CAN 为区域控制网络(各部分通过 CAN 总线系统连接通信),ICS 为图像控制系统,IRS 为图像重建系统,MAS 为机架静止部分控制系统

图 4 各控制器部件的网络通路

遵循从简单到复杂的维修原则,确定了如下排查方案及顺序:(1)灰尘静电干扰引起的电脑主机重启;(2)网线 / 接线口等连接故障;(3)ICS、IRS、MAS 硬件故障,包含内存条损坏、主机电源问题、硬盘坏道、CPU 故障、显卡故障等;(4)软件故障,较少出现,可通过重装系统和软件排查。

2.3  维修过程

该故障首次报修后,影像科工作人员与医学工程科工程师对设备进行简单的各部件除尘工作,并检查 ICS 与 IRS 的网线、工作站的主机电源线及内存条连接部分均无松动。考虑故障点不明确、设备重启后可正常工作,维修暂时结束,等待后续观察。

5 月 17 日设备再次发生报错,CT 扫描时突然中断,显示“Scanning not possible,mode check failed. Probably due to missing tuneup tables.”(扫描失败,模式检查失败。调优表可能缺失),提示与之前的故障一致。工程师远程查看内存条正常,重启后设备可正常工作。在 ICS 上远程读取 IRS 的硬盘原始数据(Raw Data Disk)失败,测试 ICS 与 IRS 的连接网络失败 , 显示“CAN communication disturbed”, 更换 ICS、IRS 网线后设备恢复正常工作,维修暂时结束,观察后续运行状态。

6 月 5 日,设备再次报错 CT 无法扫描,故障与之前相同。怀疑 IRS 硬件故障,更换 IRS 主机电源后设备可正常工作。考虑上述处理措施已排除部分可能原因,下一步重点排查 ICS、IRS、MAS 主机软硬件。ICS、MAS 与显示器连接,故障发生时并无异常显示,而 IRS 未连接显示器,因此无法直接查看故障发生时IRS 的运行状态。于是将 IRS 外接显示器并实时监控其运行状态,等待下次报错时查看报错信息。

6 月 15 号,设备再次出现 CT 中断故障。通过IRS 的外接显示器查看故障发生时的状态,发现 CT中断时显示器显示蓝屏或直接黑屏(正常工作状态显示器应显示“process IRS started”),蓝屏代码为 0X00000116 或 0x0000009c,说明系统在尝试重置显示驱动程式时遇到问题,通常与显卡驱动或硬件有关。查阅文献 [4] 发现导致 IRS 蓝屏的原因包括硬件和软件多方面因素,其中,硬件问题包括内存条丢失或接触不良、散热不均、硬盘坏道、中央处理器(central processing unit,CPU)超载等,软件问题包括病毒入侵、重要文件丢失、系统资源不足等。而黑屏问题进一步明确故障指向 IRS 电源不稳定(俗称掉电),可能为设备运行温度过高的保护机制也可能为硬件故障。因此先检查 IRS 通电情况及主板指示灯和散热风扇的运行状况,确定电源工作正常并非温度过高导致,重启后设备可正常运行。通过更换可疑故障组件(如内存、主板、CPU、显卡等)逐一排查,均未发现异常。维修暂时结束,观察后续运行状态。

7 月 11 日,设备再次出现 CT 中断,IRS 外接屏幕显示黑屏,重启后设备可正常工作。继续排查IRS 的硬件故障,测试 IRS 硬件的内存条无坏道且可正常通过测试,决定继续观察后续运行状态。

7 月 18 日,设备再次报错,IRS 外接屏幕显示黑屏,故障仍指向 IRS 硬件。更换 IRS 主板后设备可正常运行,继续观察运行情况。

8 月 1 日,设备无法完成 CT 质控,重启后恢复正常并顺利通过质控,怀疑软件系统故障。重装IRS 的 Windows 系统后故障暂未出现。

9 月 14 日,设备再次出现 CT 中断,IRS 外接屏幕显示黑屏,怀疑 IRS 显卡损坏。将 IRS 关机后打开外盖,卸下固定显卡的螺钉后取出显卡,更换显卡后重启 IRS,通过设备管理器识别显卡型号为“LSIAdapter,SAS 3000 series, 4-port with 1064E-StorPort”,与换下的显卡型号一致,因此无须重新安装驱动,检查驱动可正常运行,原始数据测试可通过。检查完毕后测试设备的 CT 扫描功能,IRS 可正常运行(图 5),后续观察 1 年再未出现该故障。

图 5 更换显卡后 IRS 正常显示运行

3  小结

该故障间歇性出现,重启后设备可正常启动并顺利通过自检,但无法彻底排除故障。加之故障报错方向不明确,需要逐一排除可能原因,因此难度较大,耗费时间较长。本研究通过理清 CT 中断故障的维修思路,参考类似型号设备的同类故障维修案例,总结不足之处,寻求改进方法,为类似故障处理提供经验,以节省时间成本。首先,CT 中断故障发生时,可先对 ICS、IRS、MAS 进行简单的除尘工作。机箱灰尘聚集造成散热性差可能导致主机温度过高而死机,甚至烧毁电脑某一配件,而除尘是最简单易行的故障排除方法 [5-6]。设备恢复散热后可进一步检查 ICS、IRS 的网线、电源线等有无松动,判断故障是否为连接线路故障导致。由于引起 CT中断故障的原因多种多样,若报错日志仅提示 IRS和 ICS 存在通信故障,应第一时间为 IRS 外接显示器,加快诊断效率。IRS 连接显示器黑屏可考虑 IRS电源不稳定,蓝屏则可通过查看代码明确故障类型。有文献发现,设备开机后显示器黑屏通常与计算机硬件有关 [10-12]。因此,此类故障发生时应优先排除各硬件原因,最后考虑软件原因,可节省排查时间。故障排查过程中,需要理清设备的构造,遵循先整体后局部、先简单后复杂的故障查找思路。

另外,日常要做好定期维护工作,保证机房温湿度正常,避免因散热不良或灰尘堆积造成计算机温度升高引发故障,为各部件的稳定运行创造良好环境,降低故障率 [7-8]。每次故障维修后做好记录,以便下次查阅校对,再次出现同类故障时可做初步处理并及时总结。

【参考文献】

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[5]张峰,陈宇导,吴春兴,等 .SPECT/CT 采集工作站故障的处理案例 [J]. 医疗卫生装备,2014,35(10):156-157.

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[11]刘锋,刘欣,李淑秀,等 . 单光子发射计算机断层成像设备简介及维修思路 [J]. 中国医疗设备,2018,33(10):103-106.

[12]梁永南,刘雄英,曾家欢 .SPECT/CT 日常质量控制与故障分析处理 [J]. 医疗装备,2016,29(5):90-91.

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