GE Voluson E8彩超RFI板與RFM板故障維修探討

武警四川省總隊(duì)醫(yī)院 院部，四川 樂山 614000

引言

19世紀(jì)末20世紀(jì)初，物理學(xué)上發(fā)現(xiàn)了壓電效應(yīng)與逆壓電效應(yīng)之后，人們利用電子學(xué)技術(shù)產(chǎn)生超聲波的辦法，揭開了發(fā)展與推廣超聲技術(shù)的歷史篇章[1-2]。

GE Voluson E8是先進(jìn)的實(shí)時(shí)三維超聲診斷儀器，基本可以滿足臨床診斷和科研的要求[3]。與傳統(tǒng)超聲儀比較，它具有高清晰度的圖像質(zhì)量、敏感且真實(shí)的彩色血流信號(hào)、強(qiáng)大的軟件分析功能和圖像存儲(chǔ)功能[4]。特別是專業(yè)的4D容積探頭，在胎兒顯像中優(yōu)勢突顯，是準(zhǔn)媽媽的“四維影院”，可實(shí)時(shí)顯示胎兒在母體中的活動(dòng)狀態(tài)[5]。Voluson E8在胎兒心臟檢查和測定方面有著很獨(dú)特的診斷地位和優(yōu)勢，不但能感覺寶寶的呼吸和運(yùn)動(dòng)，而且能親眼目睹他們的一舉一動(dòng)。

1 GE Voluson E8成像原理

彩超是利用聲束的掃描進(jìn)行成像，首先后端向前端發(fā)出指令。Voluson E8的成像是由探頭接受發(fā)射超聲波，得到信號(hào)后傳遞給探頭連接板，經(jīng)過前端母板和接收發(fā)射板處理后傳遞給RFI，然后經(jīng)過后端處理最終成像顯示在顯示器上。BT15和BT12的區(qū)別在于BT15用發(fā)射接收板替代了BT12版的前端母板和發(fā)射/接收板，并將后續(xù)的處理電路板分別取名為RFI和RFM電路板。其中RFI電路板為BT12版電路內(nèi)容，RFM為BT15版的電路內(nèi)容（圖1）。Voluson E8 BT12版通過前端母板命令16塊發(fā)射板（圖1a）發(fā)出脈沖信號(hào)，經(jīng)過探頭連接板讓探頭進(jìn)行聲束的發(fā)射，通過人體反射，探頭會(huì)接收聲信號(hào)，然后傳輸給16塊接收板（圖2），接收板處理信號(hào)并通過前端母板傳輸給RFI[6]，然后RFI進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換后通過前后端連接線交給后端RTV，后端進(jìn)行后處理將圖像呈現(xiàn)在顯示器上。前后端分離系統(tǒng)也有助于故障發(fā)生時(shí)進(jìn)行快速排查[7]。Voluson E8 BT15版沒有RFI，負(fù)責(zé)數(shù)模轉(zhuǎn)換的是RFM，同時(shí)也負(fù)責(zé)與后端的連接，還有發(fā)射板和接收板已經(jīng)集成為一體（圖1b），但是成像原理是相同的[8]。

圖1 GE Voluson E8成像原理

2 GE Voluson E8彩色多普勒超聲診斷系統(tǒng)案例

2.1 案例一

2.1.1 故障現(xiàn)象

開機(jī)后掃描區(qū)域花屏（圖3），掃描部位不同圖像會(huì)發(fā)生變化，能進(jìn)行切換探頭等操作，切換到任意探頭均有此故障，無法進(jìn)行超聲診斷。

圖2 BT12版發(fā)射板和接收板

圖3 BT12版掃描區(qū)域花屏

2.1.2 故障分析與檢測

根據(jù)上述故障現(xiàn)象，首先推測為前端故障[9]，此故障設(shè)備非新版本Voluson E8，如果是前端損壞，則可能出現(xiàn)在發(fā)射板、接收板、母板、探頭連接板、RFI板，其次懷疑前后端連接線損壞導(dǎo)致圖像無法正常從前端傳輸?shù)胶蠖诉M(jìn)行成像，再就是系統(tǒng)文件或RTV的損壞導(dǎo)致圖像無法正常在后端進(jìn)行后處理成像，最后懷疑探頭損壞導(dǎo)致此故障。

所以推測可能是前端、前后端連接線、探頭、系統(tǒng)文件或RTV出現(xiàn)故障。根據(jù)成像原理，遵從由簡到難對故障進(jìn)行排查，首先是探頭，而所有探頭出現(xiàn)故障的幾率極小，如果沒有可替代探頭維修時(shí)可以暫時(shí)排除，恰巧本院有同型號(hào)正在使用的探頭，將其替換原件安裝在故障設(shè)備上，依舊花屏，排除探頭故障。其次進(jìn)行系統(tǒng)故障排查，先重裝系統(tǒng)，用一塊新硬盤來安裝，防止數(shù)據(jù)丟失，并在安裝前將病例等數(shù)據(jù)進(jìn)行備份，備份后打開后端，將硬盤取下，更換為新硬盤，將系統(tǒng)盤放入設(shè)備光驅(qū)，根據(jù)提示進(jìn)行安裝，重裝后故障依舊，排除系統(tǒng)故障[3]。因探頭切換需要前后端連接線和RTV傳輸信號(hào)，同時(shí)考慮到RTV的損壞會(huì)造成顯示器無信號(hào)，所以在能正常切換探頭且顯示器有信號(hào)的情況下排除前后端連接線和RTV故障。接下來檢查前端板件，因院內(nèi)沒有同型號(hào)設(shè)備，所以暫時(shí)只能先卸下板件和前后端連接線對其進(jìn)行清理，清理安裝后故障依舊，說明不是接觸不良造成的故障[10]。鎖定故障位置在前端。

接著，排查發(fā)射板和接收板，在前端中各有16塊，某一塊發(fā)射或者接收板出現(xiàn)損壞會(huì)表現(xiàn)為圖像的縱向缺失，并不會(huì)導(dǎo)致圖像整體消失，本機(jī)還能看到圖像，所以排除所有發(fā)射板或接收板同時(shí)損壞。目前能正常識(shí)別并切換探頭，說明探頭連接板件正常，排除其故障。探頭連接板通過母板與發(fā)射板、接收板交換信號(hào)，此時(shí)切換至心臟探頭，探頭指示燈亮起，且貼近耳邊能聽到電流聲，說明探頭發(fā)射接收正常，所以暫時(shí)排除母板故障。RFI板負(fù)責(zé)將信號(hào)數(shù)模轉(zhuǎn)換后通過前后端連接線傳輸給后端，基于前面的判斷排除前端其他板件的故障，由此基本確定RFI圖像傳輸損壞造成無圖像故障。

2.1.3 故障維修

基本確定后為設(shè)備更換了新的RFI板（圖4），故障消失。

2.1.4 小結(jié)

當(dāng)圖像出現(xiàn)問題時(shí)首先應(yīng)該考慮到前端故障。此版本Voluson E8上出現(xiàn)圖像縱向缺失，可將發(fā)射板和接收板各自調(diào)換板件位置，根據(jù)圖像縱向缺失位置判斷哪一塊損壞。出現(xiàn)無圖像且無法識(shí)別探頭故障主要排查探頭連接板，而無圖像但能識(shí)別探頭時(shí)，故障主要出現(xiàn)在RFI，但也有較小的可能是母板問題。

2.2 案例二

2.2.1 故障現(xiàn)象

開機(jī)后能正常進(jìn)入超聲系統(tǒng)，可以進(jìn)行探頭切換等操作，但掃描區(qū)域無圖像，無法進(jìn)行超聲檢查（圖5）。

圖4 BT12版RFI板

圖5 BT15版 掃描區(qū)域無圖像

2.2.2 故障分析與檢測

根據(jù)上述故障現(xiàn)象，僅圖像異常，說明后端啟動(dòng)無問題[11]，推測故障出現(xiàn)在系統(tǒng)文件損壞、前端或探頭部位，此故障設(shè)備為BT15版Voluson E8，所以前端故障一般出現(xiàn)在發(fā)射接收板、探頭連接板、RFM板中，此案例也是整個(gè)圖像出現(xiàn)問題，所以與案例一排查方式相似，遵從由簡到難的原則，首先將另一把同型號(hào)正常使用的探頭連接到設(shè)備上，故障依舊，排除探頭故障[12]。然后重新安裝系統(tǒng)后故障依然沒有解決。此故障中也可以正常切換探頭，所以排除探頭連接板故障。BT15版Voluson E8是集成發(fā)射接收板，損壞時(shí)也會(huì)造成整個(gè)掃描區(qū)域無圖像，所以不能排除發(fā)射接收故障。最后是RFM，此板件不僅負(fù)責(zé)前后端連接，同時(shí)還負(fù)責(zé)進(jìn)行信號(hào)數(shù)模轉(zhuǎn)換[13]，由此懷疑RFM板或發(fā)射接收板出現(xiàn)故障，于是決定將兩塊板件重新拔插，隨后打開前端，打開的一瞬間能聞到一股燒焦的味道，然后將發(fā)射接收板和RFM卸下仔細(xì)檢查，這時(shí)發(fā)現(xiàn)RFM有一處短路（圖6、圖7），發(fā)射接收板外觀上未發(fā)現(xiàn)問題，所以確定為RFM板短路燒毀造成的故障。

圖6 BT15版RFM板

圖7 BT15版RFM板短路處

2.2.3 故障維修

確認(rèn)后訂購新的RFM板，更換后故障完全消失，可正常使用。

2.2.4 小結(jié)

當(dāng)所有探頭無掃描圖像，多數(shù)是由信號(hào)處理和傳輸故障引起的[14]，RFM為排查重點(diǎn)，如果無明顯故障，院內(nèi)有同版本設(shè)備也可通過替換板件進(jìn)行判斷。

3 總結(jié)

當(dāng)Voluson E8圖像出現(xiàn)故障時(shí)，可以首先考慮前端問題[15]，如若科室有同型號(hào)探頭可拿來先確認(rèn)是否探頭故障。當(dāng)故障為縱向缺失時(shí)多數(shù)是發(fā)射板、接收板故障，部分集成發(fā)射接收板的設(shè)備故障不同。Voluson E8沒有圖像或花屏但能切換探頭時(shí)基本是RFI或RFM故障。如果沒圖像同時(shí)也不能識(shí)別探頭，需要依次排查BT12版Voluson E8探頭連接板、母板、RFI或BT15版Voluson E8的探頭連接板、發(fā)射接收板和RFM。如無法準(zhǔn)確判斷故障所在，可根據(jù)原理進(jìn)行分析，找出最有可能出現(xiàn)故障的配件，如院內(nèi)有同型號(hào)設(shè)備也可以通過替換配件來最終確認(rèn)故障。