GE Voluson E8 彩色超聲診斷儀故障維修3例

于明濤，于良，陳杰

1. 煙臺(tái)市煙臺(tái)山醫(yī)院 設(shè)備科，山東 煙臺(tái) 264008；2. 煙臺(tái)市福山區(qū)人民醫(yī)院 設(shè)備科，山東 煙臺(tái) 265599；3. 煙臺(tái)毓璜頂醫(yī)院 消毒供應(yīng)中心，山東 煙臺(tái) 264099

引言

GE Voluson E8 是先進(jìn)的實(shí)時(shí)三維超聲診斷儀器，可提供腹部、血管、小器官、產(chǎn)科、婦科、泌尿科、新生兒和兒科等多領(lǐng)域、多方面的應(yīng)用，可以充分滿足臨床診斷和科研的要求，在醫(yī)療活動(dòng)中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用[1]。Voluson E8 在支持最廣泛的容積超聲應(yīng)用、創(chuàng)新的成像模式、最高的圖像質(zhì)量和人機(jī)工程學(xué)設(shè)計(jì)等方面，均具有行業(yè)的最高標(biāo)準(zhǔn)。其相較于普通超聲具有以下優(yōu)勢(shì)：① 更高的細(xì)節(jié)對(duì)比分辨率；② 具有獨(dú)特的空間復(fù)合圖像采集及處理能力，增強(qiáng)了組織和邊界的鑒別效果；③ 可對(duì)容積數(shù)據(jù)進(jìn)行同時(shí)多切面顯示，使動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)的分析和記錄更方便；④ 有助于超聲醫(yī)師快速實(shí)時(shí)獲取完整的胎兒心動(dòng)周期圖像信息，并存儲(chǔ)原始圖像進(jìn)行后續(xù)分析；⑤ 優(yōu)化三個(gè)不同平面的圖像質(zhì)量以便更好地評(píng)價(jià)病變的大小、邊界和內(nèi)部結(jié)構(gòu)；⑥ 可自動(dòng)獲取胎兒心臟的容積圖像，有助于胎兒心臟檢查圖像的規(guī)范化采集[2-3]。但超聲診斷儀的使用頻率較高，隨著使用年限的增加，時(shí)常會(huì)有故障發(fā)生，如突然關(guān)閉電源、不按照步驟關(guān)機(jī)等使用不當(dāng)造成的系統(tǒng)程序錯(cuò)誤，以及硬件出現(xiàn)故障等，這些都會(huì)導(dǎo)致彩超軟件系統(tǒng)無(wú)法啟動(dòng)，進(jìn)而嚴(yán)重影響科室的正常診療工作，增加患者的等候時(shí)間，影像患者的就醫(yī)體驗(yàn)。這就給醫(yī)療設(shè)備的維護(hù)、維修和管理提出了更高的要求。為確保超聲診斷儀可以長(zhǎng)期高效地運(yùn)行，進(jìn)行合理的維護(hù)和維修就十分必要。本文就GE Voluson E8 使用過(guò)程中出現(xiàn)的典型故障進(jìn)行了總結(jié)分析，闡述了故障維修與排除思路，旨在為相關(guān)設(shè)備的故障維修提供參考。

1 GE Voluson E8成像原理

GE Voluson E8 由探頭接收發(fā)射超聲波，得到信號(hào)后傳遞給探頭連接板，經(jīng)過(guò)前端母板和接收發(fā)射板處理后傳遞給RFI 板，然后經(jīng)過(guò)后端處理最終成像顯示在顯示器上[4-5]。具體步驟如下：①RFI 通過(guò)母板將信號(hào)分別發(fā)送給RTM 板和RTF 板，使RST 發(fā)射板發(fā)送射頻信號(hào)給RTF 板，從而通過(guò)探頭發(fā)射超聲信號(hào)；② 由探頭再次回收超聲信號(hào)至RTF 傳送到RTM 板上的RSR 接收板；③RSR 接收板將收到的信號(hào)再傳送回RFI 板上；④RFI 板將信號(hào)傳送至后端PC 主板，主板將信號(hào)通過(guò)DVI 適配器傳送至RTV 進(jìn)行信號(hào)轉(zhuǎn)換，然后將圖像顯示在顯示器上（圖1）。

圖1 GE Voluson E8成像原理圖

2 故障案例

2.1 案例一

2.1.1 故障現(xiàn)象

設(shè)備在使用過(guò)程中，二維圖像間歇性變模糊，具體表現(xiàn)為設(shè)備遠(yuǎn)場(chǎng)圖像模糊，局部放大圖像后呈小方格狀，在做四維時(shí)圖像表面凹凸不平且偶爾會(huì)出現(xiàn)無(wú)法開(kāi)機(jī)故障，見(jiàn)圖2。

圖2 二維圖像模糊（a）及四維圖像表面凹凸不平（b）

2.1.2 故障分析與檢測(cè)

由于該故障是間歇性出現(xiàn)，所以初步懷疑該故障與臨床科室檢查時(shí)所選的應(yīng)用條件或者特定的操作習(xí)慣有關(guān)。聯(lián)系廠家的應(yīng)用醫(yī)生來(lái)醫(yī)院超聲科觀察醫(yī)生使用儀器的情況，確實(shí)在使用過(guò)程中發(fā)現(xiàn)了上述問(wèn)題后，故嘗試調(diào)節(jié)應(yīng)用條件以改善圖像質(zhì)量，但是圖像質(zhì)量并未有明顯改善，由此判斷此故障與設(shè)備的調(diào)節(jié)及參數(shù)無(wú)關(guān)。

進(jìn)一步排查設(shè)備硬件故障。因?yàn)檫@臺(tái)設(shè)備此前出現(xiàn)過(guò)圖像呈方塊狀的故障，通過(guò)逐步的故障排查最終通過(guò)更換RFI 板排除故障。此次故障與之前出現(xiàn)的故障現(xiàn)象類似，嘗試按照先前故障排查的思路，首先測(cè)試一下RFI 板有無(wú)問(wèn)題，通過(guò)部件互換法將本科室另外一臺(tái)同型號(hào)的Voluson E8 的RFI 板和故障設(shè)備的RFI 板對(duì)調(diào)，故障排除，但使用10 d 左右發(fā)現(xiàn)該設(shè)備又出現(xiàn)同樣的故障，而另外一臺(tái)設(shè)備則使用正常。由此斷定，故障設(shè)備的RFI 板并無(wú)問(wèn)題。而由于此次故障直接表現(xiàn)為圖像質(zhì)量存在問(wèn)題，追本溯源屬于設(shè)備的顯示問(wèn)題，于是懷疑故障點(diǎn)可能存在于后端顯示的硬件（如顯卡），嘗試將設(shè)備的顯卡拆下后安裝到旁邊的工作站電腦上測(cè)試，經(jīng)過(guò)1 d 的使用發(fā)現(xiàn)電腦出現(xiàn)了屏幕閃爍花屏且顯示不正常的問(wèn)題。經(jīng)過(guò)反復(fù)開(kāi)機(jī)測(cè)試發(fā)現(xiàn)有時(shí)會(huì)出現(xiàn)無(wú)法開(kāi)機(jī)且蜂鳴器報(bào)警一長(zhǎng)三短的現(xiàn)象，由此基本可以確定是設(shè)備的顯卡出現(xiàn)問(wèn)題[6-7]。通過(guò)進(jìn)一步觀察發(fā)現(xiàn)，該故障本質(zhì)是顯卡風(fēng)扇卡頓、轉(zhuǎn)速非常慢而導(dǎo)致顯卡溫度過(guò)高，從而導(dǎo)致出現(xiàn)部分元件脫焊。

2.1.3 故障維修

將幾處脫焊的位置重新焊接，并更換一個(gè)同型號(hào)的顯卡風(fēng)扇，再將顯卡安裝到設(shè)備上，開(kāi)機(jī)測(cè)試，設(shè)備圖像顯示正常，在后續(xù)的使用過(guò)程中未再出現(xiàn)類似故障。

2.1.4 小結(jié)

在故障分析過(guò)程中，當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)圖像模糊并且局部放大后呈現(xiàn)馬賽克狀時(shí)，應(yīng)該考慮可能與前端的RFI 板及后端的顯卡有關(guān)，就如同在看電視或視頻時(shí)如果信號(hào)弱或解碼器處理能力不夠都會(huì)出現(xiàn)類似的現(xiàn)象[8-9]，RFI 板故障類似于前者而顯卡故障類似于后者。

2.2 案例二

2.2.1 故障現(xiàn)象

設(shè)備在使用過(guò)程中顯示器突然花屏，強(qiáng)制關(guān)機(jī)后再次開(kāi)機(jī)時(shí)，開(kāi)機(jī)鍵黃色燈按下時(shí)不變綠。

2.2.2 故障分析與檢測(cè)

因設(shè)備供電正常，設(shè)備通電后按下開(kāi)機(jī)鍵沒(méi)有任何反應(yīng)，無(wú)法開(kāi)機(jī)，判斷可能是后端主板負(fù)載過(guò)高導(dǎo)致的。所以首先將設(shè)備后端的顯卡拆下測(cè)試，拆下顯卡再按開(kāi)機(jī)鍵時(shí)，設(shè)備可以正常啟動(dòng)，由此說(shuō)明可能是顯卡故障導(dǎo)致設(shè)備無(wú)法開(kāi)機(jī)以及顯示器花屏，可以通過(guò)更換顯卡排除故障。由于原裝顯卡價(jià)格昂貴，且需預(yù)定，會(huì)影響科室的正常診療工作，查看顯卡型號(hào)發(fā)現(xiàn)可以在市場(chǎng)上找到替代產(chǎn)品，將新購(gòu)置的顯卡安裝完成后設(shè)備開(kāi)機(jī)正常，但是本該在顯示器顯示的內(nèi)容卻轉(zhuǎn)移到了觸摸屏上（圖3a）。猜測(cè)可能是從市場(chǎng)購(gòu)置的顯卡和設(shè)備本身的顯卡驅(qū)動(dòng)有出入所致，所以選擇重新安裝系統(tǒng)看是否能排除顯卡驅(qū)動(dòng)的問(wèn)題。但設(shè)備關(guān)機(jī)后發(fā)現(xiàn)開(kāi)機(jī)鍵的燈不亮了，測(cè)量UPS 顯示輸出220 V 正常，測(cè)量RTN 主電源模塊的電壓220 V 也正常，再將設(shè)備前端的GBF 波束形成模塊拆下，測(cè)量RTN 的輸出電壓，結(jié)果發(fā)現(xiàn)RTN的35 V 輸出電壓沒(méi)有正常輸出，無(wú)測(cè)量數(shù)值（圖3b），懷疑可能是RTN 主電源模塊損壞造成的。于是查看RTN 和RTP 兩個(gè)電源模塊，但其指示燈都不亮，RTN 為主電源模塊，直接連接墻電，既然RTN 沒(méi)有輸入，那么需要RTN供電的RTP 也就沒(méi)有電流輸入，所以基本確定該故障是RTN 沒(méi)有任何輸出造成的。于是將設(shè)備的RTN 主電源拆下，測(cè)量里面的保險(xiǎn)是否熔斷。RTN 主電源模塊保險(xiǎn)分布如圖4 所示，當(dāng)檢測(cè)到F6 位置的保險(xiǎn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)該保險(xiǎn)已經(jīng)被熔斷，于是更換了一個(gè)同安數(shù)的保險(xiǎn)，測(cè)試供電正常，但通電測(cè)試一段時(shí)間后再次開(kāi)機(jī)發(fā)現(xiàn)故障回到顯卡驅(qū)動(dòng)的問(wèn)題上，準(zhǔn)備重新安裝一遍系統(tǒng)來(lái)解決顯卡驅(qū)動(dòng)的問(wèn)題。于是用一塊新的硬盤(pán)進(jìn)行安裝，為防止數(shù)據(jù)丟失，需在安裝系統(tǒng)前將病例資料進(jìn)行備份[10]；備份后將原硬盤(pán)取下更換為新硬盤(pán)，將系統(tǒng)盤(pán)放入設(shè)備光驅(qū)，根據(jù)提示進(jìn)行安裝，但是重新安裝系統(tǒng)后故障依舊，顯卡的驅(qū)動(dòng)還是未安裝成功。

圖3 內(nèi)容顯示在觸摸屏上（a）及RTN輸出測(cè)量點(diǎn)（b）

圖4 RTN主電源模塊保險(xiǎn)分布

2.2.3 故障維修

重新分兩步安裝系統(tǒng)，先安裝Windows 系統(tǒng)然后再安裝顯卡驅(qū)動(dòng)（圖5），最后再安裝設(shè)備的軟件，安裝完成后故障排除，多次開(kāi)關(guān)機(jī)確認(rèn)故障未再出現(xiàn)，故障徹底排除。

圖5 Windows下安裝顯卡驅(qū)動(dòng)

2.2.4 小結(jié)

對(duì)于Voluson E8 開(kāi)機(jī)鍵黃燈不變綠不能開(kāi)機(jī)的問(wèn)題，要先考慮后端負(fù)載故障所致，其中最易排查的部分為顯卡，當(dāng)設(shè)備輸入正常但無(wú)輸出電壓時(shí)，RTN 里面的保險(xiǎn)很有可能存在問(wèn)題[11-12]。運(yùn)用此思路進(jìn)行故障排查可節(jié)省較多時(shí)間。

2.3 案例三

2.3.1 故障現(xiàn)象

設(shè)備掃描區(qū)域靠左的位置有一道類似鉛筆頭的白色高回聲干擾（圖6）。

圖6 類似鉛筆頭的白色高回聲干擾

2.3.2 故障分析與檢測(cè)

出現(xiàn)此問(wèn)題時(shí)首先應(yīng)該排除探頭自身是否有問(wèn)題，更換探頭后發(fā)現(xiàn)每一把探頭的類似位置都有這個(gè)鉛筆狀高回聲干擾，由此基本可以排除探頭自身問(wèn)題。因?yàn)槭窃趻呙鑵^(qū)域上出現(xiàn)的問(wèn)題，那么判斷故障點(diǎn)應(yīng)該在設(shè)備的圖像處理單元，所以考慮是否是設(shè)備的發(fā)射板與接收板存在問(wèn)題[12]，于是將設(shè)備前端GBF 波束形成模塊拆下（圖7a）。

圖7 GBF波束形成模塊（a）和對(duì)調(diào)后干擾位置發(fā)生偏移（b）

將模塊上的RST 發(fā)射板和RSR 接收板拆下并逐一標(biāo)號(hào)為1～32，然后將1～16 號(hào)和17～32 號(hào)左右對(duì)調(diào)，也就是將左側(cè)的16 塊發(fā)射板與接收板和右側(cè)的16 塊發(fā)射板與接收板的位置對(duì)調(diào)。對(duì)調(diào)完成后將GBF 波束形成模塊安裝上再次開(kāi)機(jī)測(cè)試，發(fā)現(xiàn)鉛筆狀高回聲干擾的位置發(fā)生了偏移，由原來(lái)的左側(cè)偏移到了中間靠右的位置（圖7b）。由此斷定故障點(diǎn)存在于1～16 號(hào)發(fā)射板與接收板上。由于圖像上的故障點(diǎn)在中間偏左的位置，根據(jù)RST 和RSR 對(duì)應(yīng)的位置分析，懷疑故障板件應(yīng)該存于左側(cè)1～16 號(hào)發(fā)射接收板的10～16 號(hào)。為了縮小范圍，將10～16 號(hào)發(fā)射接收板逐個(gè)拆下開(kāi)機(jī)測(cè)試，當(dāng)測(cè)試到12 號(hào)發(fā)射板時(shí)，發(fā)現(xiàn)掃描區(qū)域存在一塊圖像缺失，同時(shí)該缺失部分也包含了鉛筆狀高回聲干擾。由此可以斷定是此設(shè)備的這一塊RST 發(fā)射板存在問(wèn)題。仔細(xì)觀察該板，發(fā)現(xiàn)其接口處銅觸點(diǎn)上覆蓋了一層氧化物，判斷該故障可能是使用環(huán)境造成的觸點(diǎn)生銹所致。

2.3.3 故障維修

清潔打磨RST 銅觸點(diǎn)上的氧化后，再將RST 安裝回原位，開(kāi)機(jī)測(cè)試故障排除。

2.3.4 小結(jié)

這是一個(gè)相對(duì)典型的故障，工程師平時(shí)在維修Voluson E8 機(jī)器時(shí)碰到的類似二維及彩色干擾，都可以通過(guò)這種方法判斷。因Voluson E8 的RSR 和RST 正好將圖像分配疊加成32 塊，所以按照故障點(diǎn)位置可大體判斷并縮小故障的可能范圍，再結(jié)合逐一測(cè)試能更好、更快地完成故障的排查和排除。

3 討論與總結(jié)

在醫(yī)院正常運(yùn)行中，超聲設(shè)備屬于使用頻率較高的醫(yī)療設(shè)備，高頻率的使用導(dǎo)致超聲的故障率也較高。但由于技術(shù)保密等原因，廠家一般不提供設(shè)備的具體電路圖和用戶維修手冊(cè)，這給醫(yī)院工程師的自主維修帶來(lái)較大困難[13-14]。因此醫(yī)院工程師若能熟練地掌握設(shè)備的運(yùn)行原理及工作原理，在故障的排除及維修的過(guò)程中及時(shí)了解設(shè)備的工作狀態(tài)，就可以通過(guò)故障現(xiàn)象判斷可能出現(xiàn)的故障點(diǎn)，再本著先易后難的思路逐一排除可能的故障點(diǎn)，就可以節(jié)約維修時(shí)間，為診療工作的正常進(jìn)行提供有力保障。

在GE Voluson E8 出現(xiàn)圖像相關(guān)故障時(shí)，工程師應(yīng)當(dāng)首先考慮圖像處理的部分，如顯卡或RFI 板，而顯卡故障又可能導(dǎo)致設(shè)備無(wú)法開(kāi)機(jī)。因此出現(xiàn)設(shè)備無(wú)法開(kāi)機(jī)或者開(kāi)機(jī)后圖像有問(wèn)題時(shí)應(yīng)首先排除顯卡故障，然后再依次排查其他板件，進(jìn)而通過(guò)設(shè)備的不同表現(xiàn)來(lái)判斷設(shè)備的故障點(diǎn)，這樣可以節(jié)省較多的維修時(shí)間，從而為使用科室節(jié)省維修成本和時(shí)間成本。除此之外，因醫(yī)院工程師缺少?gòu)S家工程師的檢測(cè)軟件秘鑰和檢測(cè)設(shè)備，所以在故障的分析與排除過(guò)程中可通過(guò)更換同型號(hào)設(shè)備的相關(guān)元器件，運(yùn)用替代法來(lái)判斷是否是此元件出現(xiàn)的故障[15-16]。

本文分享的幾則維修案例均屬于設(shè)備圖像故障，在維修過(guò)程中也可以借助外部設(shè)備來(lái)判斷設(shè)備的板件是否存在故障，如超聲設(shè)備旁的工作站電腦可以判斷設(shè)備PC 端顯卡等板件是否存在故障，工作站的顯示器可以判斷超聲設(shè)備顯示器是否存在問(wèn)題。希望本文所提供的維修思路能為廣大醫(yī)工同行提供一定的參考，為日常設(shè)備的維修工作帶來(lái)幫助。