MEDIX90双能X线骨密度仪基本原理及故障维修

孙少平，杨开泰，李元俊，李 斌，周云波

(云南省玉溪市人民医院 医学工程科，云南玉溪653100)

MEDIX90双能X线骨密度仪基本原理及故障维修

孙少平，杨开泰，李元俊，李 斌，周云波

(云南省玉溪市人民医院 医学工程科，云南玉溪653100)

本文以法国MEDILINK公司的MEDIX90 X线双能骨密度仪为例，介绍几例该设备故障现象，分析其原因及排除的方法。

骨密度仪;原理;故障维修

0 前言

随着医学科学技术的发展，单光子骨密度检测部位的单一性，结果不稳定性再也不能满足临床诊疗需求，单纯依靠骨密度值低来预测骨折是不全面的。为了更加准确、全面的预测骨骼强度，了解骨组织的结构和形态，为临床医生提供能够测量量化/质化骨结构的完善骨密度检测工具，我院2012年底引进法国MEDILINK公司的MEDIX 90型双能X线骨密度仪。

MEDIX90双能X线骨密度仪是目前世界上最先进的骨密度分析仪器之一，可以快速精确地检测全身各个部位的骨密度及骨矿含量，能够快速诊断不同类型的骨质疏松症。对人体各部位骨钙含量检测具有很高的精确度及准确度，既可了解骨质疏松情况，又可监测骨折治疗效果，便于临床医师针对各种情况制订相关治疗方案。另外MEDIX90双能X线骨密度仪可对多个感兴趣区域单独分析及多个区域骨矿密度及肌肉脂肪组织构成任意比较，极大扩展了双能X线骨密度仪在营养、制药、科研和运动医学领域的应用范围。该设备是确诊骨质疏松、骨质密度异常分布的首选设备，在国内目前只有少数几家医院使用。

1 双能X线骨密度仪基本原理

1.1 双能X线吸收法(Dual Energy X－ray Absorptiometry)基本原理

双能X射线穿过人体骨骼和软组织后，其X射线的吸收方程［2］为:

其中:

IO=射线始强度(光子/秒);

I=吸收后射线强度(光子/秒);

M=分析物质总量(克/平方厘米);

μ=衰减系数(克/平方厘米);

L为低能(40keV)能量的下标;

H为高能(65keV)能量的下标;

S，B分别代表软组织和骨骼的下标。

两种射线的能量设置在40keV和65keV，也就是骨质密度检查分析中常用的能量水平，使用低能量射线可以检测到分析系统中两个不同部分的微小变化。射线始强度和吸收后射线强度均可以直接测量，衰减系数取决于使用的不同方法(使用已经公布的相关数字是最简单易行的方法)。

其分析物质总量可以根据以下公式计算得出:

其中:

RS是软组织在40keV和65keV的衰减系数比，而RB是骨骼在40keV和65keV的衰减系数比。

1.2 MEDIX90双能X线骨密度仪的基本原理和系统构成

双能X线骨密度仪基本原理是采用双能X线吸收法(Dual Energy X－ray Absorptiometry，简称DEXA)即就是利用X光管发射的X射线经过吸收过滤后，将连续能量的X线分成高低两种能量的X线，该射线穿过人体后，分别测出它们穿过骨骼和软组织后的强度，根据骨骼和软组织对不同能量的吸收特性，计算出骨矿物含量［3，4］。

MEDIX90双能X线骨密度仪采用双能X光吸收技术进行测量，这个系统由装备有奔腾1.0以上的视窗操作系统进行监测。腰椎、股骨、前臂和全身等不同位置都可以诊察到。此设备通过脉冲式产生高、低双能X线，采用笔形束进行智能扫描，可根据受测者生理参数(身高、体重等)自动调整扫描参数及扫描范围。X线发生器和探测器都可以在X和Y方向上移动，探测器通过探测不被身体组织吸收的X射线来提供测量部位的骨密度。

2 MEDIX90双能X线骨密度仪故障分析

2.1 扫描臂停止运动故障

故障现象:机器在运行过程中出现响声，运行一段时间后，机器左侧扫描臂不能动作。

维修与分析:根据发出响声部位，查询故障所在位置。拆开扫描臂，发现内部电机轴承由于长时间运行，磨损严重，更换新轴承，重新安装，试机观察机器运行正常，无响声。此机器左侧扫描臂和检查床之间是通过电机和皮带连接的，病人检查过程中，扫描臂会在电机和皮带的带动下，不断的移动位置，进行病人多个部位的扫描。扫描臂长时间移动就会出现内部电机轴承的损坏，由于病人量较多和使用较频繁，在使用一年多时间里已经更换两次轴承。在日常的维护和保养中，发现有类似问题，应及时检查、处理故障，以免更加严重的故障发生，影响正常检查工作。

2.2 采集板故障

故障现象:机器的扫描臂移动到病床中点位置时，机器突然断电，重新开机时，开不了机。

维修与分析:根据故障现象，首先怀疑机器电源板出现短路现象，检查电源板，各线路正常，输入输出正常。检查连接电源板的采集板，发现采集板FU3保险烧坏，重新更换新的同参数的保险还是烧坏。检查采集板上的4个保险的电压值正常，FU1为 3V、FU2为 －5V、FU3为 5V、FU4为12V，即判断采集板供电正常。检测采集板上的连接线，发现J16(连接扫描臂的键盘面板)和J17(连接扫描臂的紧急开关)接线在扫描臂移动到病床中点位置时就会出现短路现象(时好时坏)，重新制作新的数据线后，开机后机器正常运行。通过以上处理，观察数天，再无发生此故障。MEDIX90双能X线骨密度仪的扫描臂可以根据需要沿着病床位置移动，每扫描一个病人都需要移动数次，连接控制面板和采集板的数据线也会随着扫描臂的运动来回不断的移动，在运行过程中就会出现内部连线之间相互摩擦产生短路现象，导致扫描臂运行到某个位置时自动停止保护。这也是此设备在设计时的缺陷，经常会出现类似数据线短路的问题。

2.3 激光点消失、质控不稳定

故障现象:机器扫描臂在运行至病床中间位置时，红色激光点消失。同时在扫描病人或做质控时，常报 0x4(scanner error)和 0x6(Generator fault)错误。

维修与分析:根据故障现象，首先检查机器球管和探测器，均正常。经过反复检查和测试，发现球管连接探测器的电源线(CA015120线)有短路现象，重新做电源线，更换后机器正常运行。连续观察几天后，发现质控不稳定，有时候偏高或偏低，怀疑可能是因为空气湿度过大引起。MEDIX90双能X线骨密度仪在一定的条件下才会正常运行:温度: 20～28℃;湿度:20% ～80%;质量控制的稳定性可以确保该仪器的精确度和已进行检测的可靠性，所以操作人员每天在对病人进行检查前都要执行质量控制。通过一段时间的观察，检查室各项条件已经符合设备正常工作的要求，但是在做质控时，BMD值仍然漂移，调整adj系数无效。对机器进行全面的检查，当发射射线时，磁盘转速反馈值上万转;停止射线时，转速正常，由此确定这种现象是由逆变干扰导致。故障原因是由于之前更换的CA015120电源线不带屏蔽功能，导致质控一直漂移，不稳定。最后，厂家发来原装带屏蔽功能的CA015120电源线后，机器运行正常，质控稳定，各项参数正常。由此可见，一个小小的疏忽都会影响整个维修效果。

MEDIX90双能X线骨密度仪虽然是目前世界上最先进的骨密度分析仪器之一，但是在日常的使用过程中也发现了一些缺陷。该机器大部分故障都是由于其内部不断移动的各类数据线短路或者断路引起的，希望可以以此为医学工程师们维修该类型机器提供一些思路和手段。

3 结论

本文主要介绍双能X线骨密度仪的基本原理以及MEDIX90型骨密度仪的常见故障，对故障的原因和解决过程进行详细的分析。对维修人员处理类似的故障提供一定的帮助，以便做好日常的维修维护工作，保证临床检查工作的顺利进行。

［1］杨宗炎.骨质疏松与骨密度仪进展［J］，中国医疗器械信息，2005，11(2):39－41.

［2］蔡建新，包尚联，王卫东，等.双能X线骨密度仪的原理和结构［J］，核电子学与探测技术，1996，16(6):424－426.

［3］孙黎明.双能X线骨密度仪原理及质量控制［J］.医疗设备信息，2007，22(9):37－39.

［4］曾锦清，杨东，潘弟.双能X线骨密度仪测量原理和维修校准的技术分析［J］.临床医学工程，2008，15(9):31－33.

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