飛利浦彩超硬軟件的故障分析與檢修

【作 者】譚峰

貴港市港北區(qū)人民醫(yī)院，貴港市，537100

0 引言

飛利浦彩超M2540A、HD15超聲診斷系統(tǒng)由于性價比高，在國內(nèi)的中、高端彩超市場占有很大的份額。這兩臺彩超是在原有黑白B超圖像處理技術(shù)的基礎(chǔ)上疊加多普勒效應(yīng)并經(jīng)過電腦偽彩技術(shù)的處理實(shí)現(xiàn)超聲圖像流動液體的性質(zhì)、流速快慢、方向的判定，人體組織的真正顏色并不能在彩超上呈現(xiàn)[1]。

1 飛利浦彩超系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及工作原理

該彩超結(jié)構(gòu)分為三部分，左邊是電腦主機(jī)箱，另外一邊是電子箱，外接探頭。電子箱主要由電源板、發(fā)射板、接收板、BPAP板、調(diào)制板、連接器模塊和分配板、APIO板等構(gòu)成。如圖1是飛利浦彩超的系統(tǒng)框圖，顯示了B超機(jī)整個電路原理和信號工作流程。由電子箱將啟動控制信號送到發(fā)射、接收電路板，控制發(fā)射、接收板產(chǎn)生發(fā)射觸發(fā)單極性電壓脈沖并將其送至探頭，探頭將接收的回波送回發(fā)射、接收板，受B超面板上的增益STC和靈敏度時間調(diào)整控制，回波經(jīng)放大檢波后轉(zhuǎn)為回波信號送到電子箱進(jìn)行信號處理成為模擬電視信號輸出給顯示器和工作站[2]。

2 飛利浦彩超M2540A故障實(shí)例

2.1 故障現(xiàn)象

彩超M2540A進(jìn)入B超探測工作界面后，雖然顯示屏亮度、對比度、深度標(biāo)記符號都能改變，但是超聲進(jìn)場扇形界面一片白、無超聲工作切面圖像。

圖1 飛利浦彩超的系統(tǒng)原理圖Fig.1 The system schematic diagram of PHILPS colorful ultrasonic diagnostic apparatus

2.2 故障分析

拔掉顯示屏接口后無任何顯示內(nèi)容，說明顯示屏工作正常。因?yàn)榭梢赃M(jìn)入B超工作界面所以排除由于軟件系統(tǒng)所導(dǎo)致的故障，快速判定為電子箱故障。此故障原因有4個：①探頭故障；②電源板故障；③根據(jù)深度標(biāo)記符號刻度、對比度、字符顯示正常說明顯像電路正常，故障點(diǎn)出在調(diào)制板上的圖像存儲電路；④發(fā)射板故障。故障④由于超聲波發(fā)射電路板一端接到主板上，另一端通過主板插到分配板，擁有64個超聲發(fā)射電路形成的64路發(fā)射通道；系統(tǒng)每次產(chǎn)生聚焦延時脈沖信號經(jīng)過發(fā)射脈沖電路調(diào)制轉(zhuǎn)化后形成單極性脈沖，這些單極性脈沖通過分配板中的脈沖分配器和地址控制分組后，對B超探頭中的上千個陣元進(jìn)行觸發(fā)，使探頭產(chǎn)生波長極短的超聲波；所以，如果發(fā)射板發(fā)生故障則不能形成單極性脈沖，陣元不能產(chǎn)生超聲波，引發(fā)故障。

2.3 故障檢修方案

①首先將腹部探頭與陰道探頭在機(jī)器的3個探頭接口互換測試，故障依舊，排除探頭損壞。②用示萬用表測電源板各輸出電壓，發(fā)現(xiàn)其與所對應(yīng)各插口所標(biāo)電壓一致且穩(wěn)定，排除電路板。③用示波器分組測調(diào)制板上的A/D轉(zhuǎn)換器AD9235的輸入腳27（AVDD）與腳32（VGND）、腳28與腳31之間均有模擬脈沖變化輸入，腳29與腳30之間有工作電壓3 V供電，這說明A/D轉(zhuǎn)換器之前電路無故障。檢測AD9235的輸出腳7至14腳(D0～D7)，腳17至腳20(D8～D11)均有脈沖輸出，故判斷調(diào)制板上的圖像存儲電路正常[3]。④因?yàn)椤熬劢寡訒r脈沖”是“數(shù)字邏輯信號”，不能對探頭上的陣元進(jìn)行觸發(fā)，所以要將這個“數(shù)字邏輯信號”通過“發(fā)射脈沖電路”轉(zhuǎn)換成一個在幅度、寬度、功率都滿足探頭陣元產(chǎn)生超聲波的單極性電壓脈沖，其正常電壓幅度是直流120 V左右[4]。用示波器測各組單極性電壓脈沖，發(fā)現(xiàn)始終為低電平、無電壓，故此板已壞，更換廠家提供的新發(fā)射電路板，重啟彩超后，恢復(fù)正常。

3 飛利浦彩超HD15故障實(shí)例

3.1 故障現(xiàn)象

彩超HD15啟動后未能正常進(jìn)入系統(tǒng)“PHILIPS”開始界面、顯示屏全部都是藍(lán)色背光且無顯示內(nèi)容，同時工作站也是此現(xiàn)象。

3.2 故障分析

據(jù)上述工作原理可知電腦主機(jī)箱出現(xiàn)故障，再由藍(lán)屏無內(nèi)容可確定主機(jī)箱的顯卡帶S端口視頻采集卡壞所導(dǎo)致。由于原顯卡上只有廠家內(nèi)部專用條碼而型號無法獲知，詢問廠家換顯卡需3萬元?？紤]到價格昂貴，筆者到電腦城花幾百元買了普通電腦所用的顯卡帶S端口視頻采集卡裝上機(jī)器。啟動主機(jī)箱后順利進(jìn)入彩超工作界面，但進(jìn)行操作時圖像延時、卡頓嚴(yán)重，這說明更換后的顯卡型號與系統(tǒng)的顯卡軟件驅(qū)動版本不兼容所致，尋找到飛利浦彩超安裝第三方軟件驅(qū)動系統(tǒng)新硬件的方法成為關(guān)鍵。首先“彩超加載系統(tǒng)軟件安裝包來驅(qū)動硬件運(yùn)行”分為3個過程：①屏幕僅顯示字體“PHILIPS”，同時最下行顯示“F2進(jìn)入System Setup設(shè)置?！痹撨^程完成對計算機(jī)主板BIOS的加載，對顯卡、內(nèi)存條等基本模塊的監(jiān)測[5]。②顯示白色字體“PHILIPS”時伴隨下面的藍(lán)色滾動進(jìn)度條，這個階段是運(yùn)行微軟的Windows系統(tǒng)后完成對電腦硬件的驅(qū)動。③屏幕出現(xiàn)Vison版本號并以圖片為背景，這是查詢并加載“超聲系統(tǒng)的引導(dǎo)文件”后才能開始對B超系統(tǒng)的應(yīng)用軟件進(jìn)行加載，完成后進(jìn)入B超探測工作界面。我們要想安裝第三方驅(qū)動顯卡的程序，就必須在彩超加載完Windows系統(tǒng)后切斷第③個過程，所以在Windows中找到這個“超聲系統(tǒng)的引導(dǎo)文件”至關(guān)重要。

3.3 故障檢修方案

“尋找超聲系統(tǒng)引導(dǎo)文件”的操作步驟為:（1）進(jìn)入彩超虛擬PE系統(tǒng)方法步驟：制作完成U盤一鍵啟動安裝Windows虛擬PE系統(tǒng)后，U盤插入彩超主機(jī)箱電源啟動鍵正上方的USB接口。重啟彩超后一直按彩超鍵盤上的Patient（F2）鍵，進(jìn)入Windows的“System Setup設(shè)置界面”，把硬件作為第一啟動改為U盤優(yōu)先第一啟動:按“→”鍵選擇“Boot選項界面下”，通過“↑↓”鍵選擇“Boot USB Devices First”項，按回車鍵選擇“Enable”。在“Advanced界面下”選擇“USB Configuration”按回車鍵后，全部選擇Enable，在“Exit界面”中保存退出后，彩超自動進(jìn)入U盤啟動的“PE系統(tǒng)”。（2）在PE系統(tǒng)下，雙擊“我的電腦”→C盤→ProgramFiles→philip s→mercury→Release→Ultrasound.exe，此Ultrasound.exe即為Windows系統(tǒng)下調(diào)用的“超聲系統(tǒng)的引導(dǎo)文件”，重命名為“Ultrasound2.2exe”使其在彩超加載系統(tǒng)軟件過程的第③個運(yùn)行過程中不被調(diào)用加載超聲系統(tǒng)的應(yīng)用程序。即使在PE系統(tǒng)下能完成第三方軟件安裝，只是PE下能驅(qū)動硬件，但是在彩超的Windows系統(tǒng)下仍不能驅(qū)動硬件；如果在上述“彩超加載系統(tǒng)軟件安裝包來驅(qū)動硬件運(yùn)行”的第②個過程完成Windows系統(tǒng)的加載后使用“移花接木”的思想，即在第③個過程中把引導(dǎo)文件“Ultrasound.exe”用Windows 系統(tǒng)的提示命令符“cmd.exe”文件進(jìn)行替換后，彩超進(jìn)入第③個過程就會直接加載cmd命令行接口運(yùn)行窗口，用DOS命令安裝第三方格式為.exe的程序或者刻錄在光盤上的應(yīng)用軟件。具體操作步驟：用電腦上網(wǎng)下載格式為“.exe的萬能顯卡驅(qū)動安裝包程序”解壓后并重命名為123.exe；在用于啟動PE系統(tǒng)的U盤中新創(chuàng)建文件夾并重命名為ab，把解壓后的“123.exe”安裝包程序復(fù)制粘貼到ab文件夾內(nèi)。進(jìn)入彩超的PE系統(tǒng)中，直接把U盤中的ab文件夾粘貼到C盤里；找出可執(zhí)行文件提示命令符cmd.exe步驟：打開C盤→windows →System32→cmd把cmd復(fù)制黏貼到“尋找超聲系統(tǒng)引導(dǎo)文件的操作步驟(2)中的Release文件夾中”，將該文件“cmd.exe”重命名為“Ultrasound.exe”。拔出U盤重啟彩超運(yùn)行完第②個過程后，彩超顯示屏馬上彈出cmd命令行接口運(yùn)行窗口。用彩超鍵盤輸入cd c:ab按“回車鍵”（打開C盤里ab文件夾），程序自動運(yùn)行至下一行顯示c:ab＞（在c盤ab文件夾），輸入123按“回車鍵”（運(yùn)行123文件），立刻彈出“萬能顯卡驅(qū)動程序的安裝界面”，一直點(diǎn)擊下一步裝在C盤中。安裝完成后重啟彩超插入啟動U盤進(jìn)入PE系統(tǒng)下，按上述“尋找超聲系統(tǒng)引導(dǎo)文件的操作步驟”第（2）步進(jìn)入Release文件夾中，把已修改成Ultrasound.exe文件（實(shí)際是cmd文件）刪除，同時在此文件夾Release中把已修改成名為Ultrasound2.2exe的文件重命名為原來的Ultrasound.exe后，重啟彩超并拔出U盤。彩超運(yùn)行完3個過程后進(jìn)入彩超探測工作界面，再無卡頓現(xiàn)象、圖像清晰，系統(tǒng)兼容新顯卡，工作站顯示正常。

4 討論

現(xiàn)在的許多B超以及CT等大型醫(yī)療設(shè)備都采用基于Windows的控制系統(tǒng)，我們平時檢修過程中要除了考慮硬件電路板會出現(xiàn)故障外，還需要考慮軟件系統(tǒng)的故障，養(yǎng)成把這些Windows系統(tǒng)先備份的好習(xí)慣，創(chuàng)新性探討安裝第三方軟件驅(qū)動新硬件的方法。熟悉Windows命令提示符、Dos窗口的常用編程語句；了解單片機(jī)的C語言、匯編編程語言；明白通訊信號采用FPGA進(jìn)行處理，用Verilog語言編寫程序；圖像信號適用DSP快速處理。在維修硬件電路板方面，要以學(xué)好模擬電子技術(shù)和數(shù)字電路技術(shù)為基礎(chǔ)，理解好各電路系統(tǒng)的工作原理，才能盡量少受制于廠家所提供的一般性維修技術(shù)方法，更加快速地檢修好故障，為醫(yī)院節(jié)省更多的維修費(fèi)用[6]。