DSA 球管过热的检修二例

医用X线是自由电子经过高压加速后撞击靶面产生的。其产生过程中,只有大约1%的能量转化为X线,99%的能量转化为热量。如果产生的
医用X线是自由电子经过高压加速后撞击靶面产生的。其产生过程中,只有大约1%的能量转化为X线,99%的能量转化为热量。如果产生的热量持续积累,不能迅速转移出去,产生X线的金属靶面,即使采用最耐高温的金属—钨也会熔化。因此,对需要持续产生大量X线的DSA机球管,配备强劲的冷却系统快速将伴随X线产生的大量热量转移出球管,维持球管处于正常工作温度范围,是保障球管连续工作的必要条件。一般DSA机球管热容量设计得比较大,介入治疗过程中连续数分钟,甚至十数分钟透视及图像采集DSA机都不会出现球管过热现象。最近,我院有两台DSA机先后出现球管过热现象。现将这两台 DSA 机的维修过程总结如下。
第一台DSA机,西门子平板型心脏介入治疗专用DSA机,型号: Artis DFC。
故障一:
较长时间关机后开机正常,能够正常输入新患者检查信息,更改机器检查模式、浏览既往诊治患者影像资料等操作。患者介入诊疗开始, 进行透视操作约3-5min后,机器报警,提示球管过热,机器过热保护,球管不再产生 X 线。
故障分析:
较长时间关机后,机器能够正常启动表明此时机器各个系统能够通过机器启动时的各项检测。而且,患者信息处理正常说明机器计算机系统及软件无故障,可基本排除计算机系统故障, 引起计算机误判机器工作状态,导致机器错误报警并进入保护状态。患者开始介入诊疗工作后,机器报警提示球管过热应该是球管实际使用时的温度过高所致。该DSA机平常使用时,连续透视或摄影10min都不会产生球管过热和球管保护,不能产生X线的状况,这次故障应该首先考虑球管冷却系统故障。
检修过程:
检查球管: 球管外观完整,外壳没有磕碰、破裂,没有溢油及烧灼的痕迹。球管外壳温度较平常检测明显偏高,有烫手的感觉。球管内部没有听到异常声响。打开机柜检查: 球管冷却液液面高度正常; 冷却液温度较低; 散热器上积有较多灰尘,表面温度正常偏低; 散热器风扇工作正常。以吸尘器清理散热器后,故障未能消除。对照机器图纸检查显示: 该机采用油水两级散热。第一级: 冷却油将球管靶面产生的热量导出,在球管内通过热交换器 与机柜内的冷却系统—第二级管路相联通,通过管路将球管产生的热量传递到机柜散热器,经风扇驱动空气将热量散发到环境中。机柜内冷却液温度较低说明球管产生的热量未能通过冷却系统的第二级管路有效传递到机柜内的散热器。拆开球管检查球管内冷却系统显示: 第一级管路及热交换器温度明显偏高; 触之,有烫手的感觉。显然,冷却系统第二级未能有效地将热量带离球管; 结合机柜内冷却液及散热器温度偏低,首先考虑冷却系统第二级冷却液循环障碍。检查二级冷却液循环泵发现泵损坏,不能驱动冷却系统第二级管路中的冷却液正常循环。立即订购新的冷却循环泵,订单显示: 设备将在一周后到达。
我院病人较多,正常使用三台DSA机已经处于严重加班状态,如果一台机器停止使用,将导致病房患者严重积压,甚至会有患者因为病情严重丧失诊断和治疗的机会。考虑到机器球管过热是二级散热冷却液循环障碍所致。恢复冷却液循环,球管过热现象应该会立即消失。机器将立即恢复正常工作状态。咨询西门子公司冷却液的成分,得知冷却液的主要成分是纯净水。如果利用自来水的压力将其接入到冷却系统的第二级,建立有效的水循环,不失为简单有效的应急手段。立即购买铝塑管。通过该管将自来水接入冷却系统第二级的进水端,将另一根铝塑管接入冷却系统第二级的出水端,引向下水道,建立通畅的进出水通路和压力梯度。开启自来水,建立有效水循环,开启DSA机,模拟患者检查和治疗,故障消失,恢复患者正常检查和治疗。一周后,冷却液循环泵到货,将新泵安装到位,机器故障完全消除。
第二台DSA机,飞利浦通用平板型DSA机,型号: FD20。
故障二:
开机正常,能够正常输入新患者检查信息,更改机器检查模式、浏览既往诊治患者影像资料等操作。患者进行介入诊疗开始,透视或影像 采集约半小时后,机器建议使用低剂量透视模式, 提示球管旋转阳极故障,球管不再产生 X 射线。 关机休息较长时间,重新开机时,机器能够正常启动,并进行短时间介入操作。
故障分析:
机器能够正常启动表明机器冷启动状态,机器的关键部件状态是正常的,能够通过机 器启动时的各项检测。机器启动后,可以正常处理患者信息,浏览既往影像资料说明机器计算机系统及软件无故障,可基本排除计算机系统故障。患者开始介入诊疗工作后,能够进行短时间的诊断和治 疗工作。随着时间的推移机器的参数产生了较大的变化,机器为了防止参数出现进一步恶化,进入保护状态,切断球管工作。结合机器建议使用低剂量透视模式,提示球管旋转阳极故障,应该首先考虑正常介入操作过程中球管旋转阳极参数出现了严重偏移。鉴于机器关机休息较长时间后能够正常启动并使用,机器虽然提示球管旋转阳极故障,但是短时正常使用开始时并没有提示球管旋转阳极故障, 所以,旋转阳极故障应为随着介入操作产生的软故障。旋转阳极的软故障中最为常见的是旋转阳极过热。
检修过程:
检查球管: 球管外观完整,外壳没有磕碰、破裂,没有溢油及烧灼的痕迹。球管外壳温度较平常检测明显偏高,有烫手的感觉。球管内部无异常声响。打开机柜检查: 球管冷却油液面高度正常; 油泵运转正常; 油温明显偏高; 散热器风扇工作正常; 散热器上积有较多灰尘,表面温度明显偏高。机房温度较高。以吸尘器清理散热器后,故障未能消除。检查机房空调发现机房空调故障,空调停止运转。修复空调,将机房温度调至 22℃,重新启动机器,故障消除。
维修体会:
球管过热是球管故障最常见的原因之一,导致球管过热的最常见原因是球管冷却系统故障,不同厂家生产的不同型号的DSA机器有着不同的球管冷却方式。例如本文中提及的西门子Artis DFC和飞利浦FD20 的球管冷却方式就有很大的区别。西门子机器使用二级冷却的方式进行冷却; 飞利浦机器则直接使用导热油进行冷却。因此,它们虽然具有相似的故障表现,但是修理的方式方法却可以有天壤之别。
一切维修都是基于机器本身的设计提出的个性化的方案。因为西门子机器使用以水为主要成分的冷却液在冷却系统第二级中导热,我们可以采用具有压力的自来水代替冷却系统第二级中的冷却液和循环泵。如果有同样的情况发生在飞利浦FD20机器上,就无法以自来水替代导热油。较新型号的DSA机器球管热容量都比较大,并且由于使用数字平板采集影像灵敏度较高,球管正常使用时管电流较过去使用影像增强器的DSA机器的管电流有了显著的下降,正常使用过程中球管产生的热量较过去的机器有了明显的降低。 因此,正常使用过程中很少发生球管过热的现象。如果出现球管过热的现象,多数情况下是冷却系统出现了故障。但是,发生故障的不仅仅局限于机器本身,因为球管产生的热量最终是要传递到周围环境才能保证球管持久工作。本文中提及的飞利浦FD20机器散热片上虽然有较多的灰尘,却不是机器发生故障的主要原因,导致故障的主要原因是保持机柜所处的环境温度良好的空调发生了故障,热量积聚,温度升高,最终引起球管旋转阳极过热。
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