GE LOGIQ E9超聲診斷設(shè)備維修案例分析

邸海燕，李婭，白芳芳，李婭

1. 保定市第二中心醫(yī)院 功能科，河北 保定 072750；2. 保定市滿城區(qū)人民醫(yī)院 超聲科，河北 保定 072150

引言

超聲診斷儀是利用超聲波在人體內(nèi)不同介質(zhì)中傳播與反射特性的差異，通過發(fā)射/接收超聲波信號(hào)，將接收到的信號(hào)處理后按一定的方式顯示出不同的圖像。醫(yī)務(wù)人員通過觀察診斷圖像的質(zhì)量判斷人體是否有病變[1‐2]。該診斷方式無輻射，且具有移動(dòng)方便、分辨率高、獲得結(jié)果及時(shí)等優(yōu)點(diǎn)，在現(xiàn)代醫(yī)療診斷中發(fā)揮著重要的作用[3‐4]。

LOGIQ E9是美國(guó)通用電氣公司2010年推出的一款彩色多普勒超聲診斷系統(tǒng)，將超聲圖像與其他成像技術(shù)如CT和MR的圖像融合[5‐6]，且具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)分析能力，廣泛應(yīng)用于臨床腹部、心臟、婦產(chǎn)、血管、泌尿系統(tǒng)及小器官等診斷檢查中[7]。本院引進(jìn)LOGIQ E9超聲診斷儀后，多次發(fā)生開機(jī)顯示故障，結(jié)合工作經(jīng)驗(yàn)，本研究將三例故障和處理過程進(jìn)行總結(jié)和分析。

1 儀器結(jié)構(gòu)和工作原理

LOGIQ E9機(jī)器基本結(jié)構(gòu)由四部分組成：① 人機(jī)交互（顯示器及操作面板）；② 前端（信息獲?。虎?后端（信息處理）；④ 電源部分，見圖1。

圖1 LOGIQ E9機(jī)器基本結(jié)構(gòu)

超聲圖像由后端（PC端）和前端（接收發(fā)射和控制部分）通過探頭連接板與探頭連接產(chǎn)生[8]。例如，在人體組織中，當(dāng)信號(hào)從脂肪組織區(qū)域進(jìn)入肌肉組織區(qū)域時(shí)，由于密度不同，會(huì)在此處形成回波，回波返回至探頭，在此處將其轉(zhuǎn)換為電信號(hào)[9]。這些回波電信號(hào)經(jīng)模擬電路和數(shù)字電路進(jìn)行放大和處理，將高頻電子信號(hào)轉(zhuǎn)換成為一系列數(shù)字圖像信號(hào)，隨后傳到PC后端，后端對(duì)圖像進(jìn)行處理，將圖像實(shí)時(shí)顯示在監(jiān)視器上。所有信號(hào)傳輸、接收和處理特性均由主機(jī)控制[10]。通過在系統(tǒng)控制面板中選擇不同的選項(xiàng)，用戶可以改變系統(tǒng)的特性和功能，廣泛應(yīng)用于各種診斷。

2 GE LOGIQ E9彩色多普勒超聲診斷系統(tǒng)故障兩例

2.1 故障一

2.1.1 故障現(xiàn)象

設(shè)備因科室突然斷電開機(jī)無法進(jìn)入系統(tǒng)，設(shè)備板件指示燈及風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)正常（圖2）。

圖2 無法進(jìn)入系統(tǒng)

2.1.2 故障分析

此報(bào)錯(cuò)在LOGIQ E9機(jī)器上較為常見，但故障原因千差萬別，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)初步判斷問題基本出現(xiàn)在前端。首先對(duì)機(jī)器重裝系統(tǒng)驗(yàn)證是否是系統(tǒng)損壞原因造成的無法進(jìn)入系統(tǒng)，然后進(jìn)一步排查。

2.1.3 故障排查過程

通過開機(jī)按F8進(jìn)行系統(tǒng)最后一次正確配置來恢復(fù)機(jī)器，恢復(fù)后機(jī)器可以進(jìn)入系統(tǒng)但是提示報(bào)錯(cuò)翻譯為“錯(cuò)誤：系統(tǒng)錯(cuò)誤請(qǐng)重新啟動(dòng)系統(tǒng)”（圖3）；點(diǎn)擊確定后第二條報(bào)錯(cuò)提示翻譯為“錯(cuò)誤：硬件配置無效”，系統(tǒng)不會(huì)掃描（圖4）；點(diǎn)擊確定后進(jìn)入操作界面后無圖像且不識(shí)別探頭（圖5）。

圖3 系統(tǒng)錯(cuò)誤

首先對(duì)機(jī)器重裝系統(tǒng)，驗(yàn)證是否是系統(tǒng)損壞原因造成的無法進(jìn)入系統(tǒng)，對(duì)機(jī)器重裝系統(tǒng)后圖3的系統(tǒng)報(bào)錯(cuò)消失，但是圖4的報(bào)錯(cuò)還存在，點(diǎn)擊確定后進(jìn)入操作界面同樣無圖像和探頭顯示（圖5），根據(jù)報(bào)錯(cuò)提示進(jìn)行下一步排查。根據(jù)錯(cuò)誤提示“硬件配置無效”，同時(shí)沒有圖像及探頭顯示，根據(jù)此情況排除系統(tǒng)原因后，分析為前后端通信連接及發(fā)射接收或者探頭連接板故障。隨后，對(duì)機(jī)器前端板件進(jìn)行逐一排查：關(guān)閉設(shè)備前后端通信線纜，進(jìn)行重新插拔并清理連接，機(jī)器重新啟動(dòng)故障依舊，排除前后端連接通信故障。進(jìn)行進(jìn)一步排查：機(jī)器發(fā)射和接收采用了DSP和FPGA處理器，前后端通訊采用高速串行點(diǎn)對(duì)點(diǎn)雙通道高帶寬傳輸PCIE總線，這些技術(shù)使圖像分辨率、穿透力等大幅提高。這些技術(shù)使前端板卡元器件故障判斷更加困難，由于設(shè)備是斷電造成的故障，因此很有可能是機(jī)器板件集成度比較高造成短路元器件燒毀。查看機(jī)器前端板件是否有元器件損壞現(xiàn)象并進(jìn)行清理，通過逐一排查，未發(fā)現(xiàn)異常。在安裝過程中對(duì)發(fā)射接收板不同通道進(jìn)行調(diào)換啟動(dòng)機(jī)器后，故障依舊。由于對(duì)發(fā)射接收板進(jìn)行了調(diào)換發(fā)射接收都是以通道一為主，如果進(jìn)行調(diào)換，某塊板子有問題會(huì)體現(xiàn)在圖像區(qū)域，同時(shí)發(fā)射接收板件所有都損壞的幾率非常小，同樣前端控制板有一根通訊線連接到后端PC，前端控制板有問題會(huì)造成機(jī)器無法進(jìn)入系統(tǒng)。通過最小化排查鎖定故障是探頭接口板，更換探頭接口板后設(shè)備探頭識(shí)別圖像區(qū)域正常。

圖4 硬件配置無效

圖5 操作界面后無圖像且不識(shí)別探頭

2.1.4 小結(jié)

當(dāng)我們初步看到故障時(shí)，了解故障報(bào)錯(cuò)詳細(xì)信息，根據(jù)機(jī)器結(jié)構(gòu)線路條理分析是前端故障、電源故障還是后端故障，減小確定故障范圍然后再進(jìn)行逐步排查，在這個(gè)過程中要理清思路才能找到故障根源解決問題。

2.2 故障二

2.2.1 故障現(xiàn)象

機(jī)器開機(jī)慢，設(shè)備正常開機(jī)2～3 min，此設(shè)備每次開機(jī)需要十幾分鐘 ，進(jìn)入系統(tǒng)后操作正常無其他故障。

2.2.2 故障分析

根據(jù)故障現(xiàn)象描述判斷造成此現(xiàn)象的原因可能有：① 系統(tǒng)原因；② 灰塵過多；③ 硬盤原因；④ 電源供電電壓?jiǎn)栴}；⑤ PC主板問題。本著先外再內(nèi)、先易后難的維修過程進(jìn)行檢測(cè)維修。

2.2.3 故障排查過程

首先重裝機(jī)器系統(tǒng)，重裝系統(tǒng)過程正常安裝時(shí)間為25 min左右，本次重裝花費(fèi)45 min，重裝系統(tǒng)后，故障依然存在。拆機(jī)對(duì)機(jī)器后端PC部分板件進(jìn)行清理除塵，開機(jī)故障依然存在。拆卸硬盤對(duì)硬盤進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果正常，硬盤并沒有過多壞道，屬于正常范圍，排除硬盤故障。對(duì)板件的ATX電源供電進(jìn)行檢測(cè)，為能準(zhǔn)確判斷電源故障，拆下主板電源線用導(dǎo)體把綠色和黑色線連接，用萬用表測(cè)量供電紅色+5 V、黃色+12 V、橙色+3.3 V、白色‐5 V、藍(lán)色‐12 V、紫色+5 V，通過測(cè)量發(fā)現(xiàn)電源對(duì)硬盤供電的12 V和5 V供電不足，測(cè)量值為11.2 V和4.3 V，硬盤供電不足會(huì)造成運(yùn)行速度慢、無反應(yīng)，嚴(yán)重會(huì)造成死機(jī)重啟現(xiàn)象，所以推斷為硬盤供電不足原因造成設(shè)備開機(jī)緩慢，更換ATX電源設(shè)備開機(jī)正常。

2.2.4 小結(jié)

此次故障，首先把故障鎖定在后端PC區(qū)域，此故障因電源供電造成的開機(jī)緩慢比較少見，多數(shù)為系統(tǒng)原因或者硬盤故障，容易忽略硬盤供電問題，所以在維修過程中不要忽略細(xì)節(jié)檢測(cè)。

2.3 故障三

2.3.1 故障現(xiàn)象

機(jī)器間歇性地自動(dòng)重啟，頻率不規(guī)則，時(shí)間包括幾分鐘、半小時(shí)、幾小時(shí)不等。

2.3.2 故障分析

首先，對(duì)電壓進(jìn)行查看，使用不間斷電源進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)果顯示與電壓無關(guān)。然后對(duì)機(jī)器部件進(jìn)行查看，以此插拔內(nèi)存、硬盤、前端板卡并對(duì)機(jī)器進(jìn)行清潔，顯示故障未解除。查看Log未發(fā)現(xiàn)有異常之處，查看手冊(cè)內(nèi)容推斷可能是MRX板上的相關(guān)時(shí)鐘信號(hào)引發(fā)的故障，但更換MRX板后，故障未解除。除此之外，機(jī)器重啟也可能是直流供電電源電路保護(hù)或欠壓、過壓等故障引發(fā)[11]，查看電源模塊，進(jìn)行更換，故障未解除。最后分析可能是后端處理器出現(xiàn)故障，拔除硬盤及前后端通訊線纜后開機(jī)測(cè)試，機(jī)器仍然存在自動(dòng)重啟，判斷此故障為后端處理器故障。

2.3.3 故障檢修過程

分析得到該故障由后端處理器引起，更換后端處理器發(fā)現(xiàn)每次開機(jī)一直停在GE LOGO界面不動(dòng)，按F1按鍵依舊無效，對(duì)基本輸入輸出系統(tǒng)（Basic Input Output System，BIOS）芯片進(jìn)行放電仍未恢復(fù)；因BIOS芯片都是卡在卡套里，取出芯片，進(jìn)行清潔，解除接觸問題，裝上后開機(jī)恢復(fù)正常。

2.3.4 故障總結(jié)

LOGIQ E9定制化和集成度越來越高[12]，當(dāng)醫(yī)學(xué)工程師在判斷分析故障時(shí)，既要求與普通電腦主板端進(jìn)行分析，又要求根據(jù)具體機(jī)器進(jìn)行分析。LOGIQ E9間歇性自動(dòng)重啟后端問題可能與BIOS有關(guān)，對(duì)機(jī)器LOGO進(jìn)行重啟等無法進(jìn)行排除，由本故障提供思路，在處理該故障時(shí)可嘗試插拔BIOS芯片，更換后端處理器進(jìn)行故障排查，本故障可為醫(yī)學(xué)工程師排除故障，提供排查思路。

3 總結(jié)

GE LOGIQ E9彩色多普勒超聲診斷系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于各疾病超聲檢查中，其運(yùn)行精度高且結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，大量的檢查導(dǎo)致故障發(fā)生率升高。為保證患者得到及時(shí)檢查，保證醫(yī)院正常工作秩序，提高工作效率，工程師需及時(shí)了解需要維修設(shè)備的結(jié)構(gòu)及運(yùn)行原理，從而快速精確地解決機(jī)器故障[13‐14]。

彩超設(shè)備主要分為前端、后端及電源部分，機(jī)器前端有故障一般體現(xiàn)在機(jī)器圖像部分；后端有故障一般情況下會(huì)有無法開機(jī)的現(xiàn)象及系統(tǒng)錯(cuò)誤；電源故障比較復(fù)雜，因?yàn)殡娫磿?huì)給前后端進(jìn)行供電，所以電源有故障會(huì)造成前端或者后端有問題，或者前后端有問題會(huì)造成電源損壞，部分機(jī)器有電源指示燈，比較好排查，如果沒有，則需根據(jù)機(jī)器的結(jié)構(gòu)和原理以及在維修過程中總結(jié)的思路和辦法去判斷、排查問題，同時(shí)在維修過程中學(xué)習(xí)，在學(xué)習(xí)中總結(jié)經(jīng)驗(yàn)[15‐16]。本研究對(duì)故障進(jìn)行詳細(xì)分析，順利排除故障，對(duì)同行有一定的借鑒價(jià)值。