GE INNOVA 系列數(shù)字減影血管造影機(jī)電力電器電源故障分析與處理

李運(yùn)運(yùn)，鄭天雷（通信作者），陳飛宇，張仕錦，沙俊誠(chéng)，耿詩(shī)

徐州醫(yī)科大學(xué)附屬醫(yī)院 （江蘇徐州 221004）

隨著影像技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字減影血管造影機(jī)（digital subtraction angiography machine，DSA）因其在血管成像領(lǐng)域的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，被廣泛應(yīng)用于血管、腫瘤等多種疾病的診斷和治療中[1-3]。近年來(lái)，隨著各級(jí)診療機(jī)構(gòu)胸痛中心、卒中中心的建立，DSA 設(shè)備作為必要的診療設(shè)備被大量購(gòu)置。但隨著DSA 設(shè)備數(shù)量不斷增加，由于其體積龐大、設(shè)計(jì)精密、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且使用時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，故障率也逐漸增加，其中以電源故障最為常見(jiàn)[4]。我院介入導(dǎo)管室目前共有5 臺(tái)INNOVA 系列DSA 設(shè)備。INNOVA系列DSA 設(shè)備是一款性能優(yōu)良的通用型C 臂全數(shù)字化平板探測(cè)器血管造影系統(tǒng)，擁有術(shù)中射線低劑量功能和獨(dú)有的多模態(tài)影像融合技術(shù)，可優(yōu)化醫(yī)師手術(shù)操作，提高手術(shù)效率[5]。電力配電器（power distribution box，PDB）電源是INNOVA 系列DSA設(shè)備中所有子系統(tǒng)的供電單元。隨著DSA 設(shè)備使用年限延長(zhǎng)，PDB 電源故障頻發(fā)，一旦電源發(fā)生故障將導(dǎo)致整個(gè)DSA 系統(tǒng)無(wú)法運(yùn)行[6]。本研究從PDB 電源的原理出發(fā)，整理并總結(jié)了兩例PDB 電源故障及處理情況，為同行提供參考。

1 INNOVA 系列DSA 設(shè)備PDB 電源結(jié)構(gòu)

根據(jù)實(shí)物和技術(shù)手冊(cè)，使用Altium Designer 22 電路設(shè)計(jì)軟件繪制INNOVA 系列DSA 設(shè)備的PDB 電源電路原理圖（圖1）。PDB 電源的工作原理：當(dāng)醫(yī)院的380 V 三相交流電源接通后，電路走向分為2 路，一路供給20 kVA 不間斷電源（uninterruptible power supply，UPS），UPS 輸 出380 V 交 流 電 供給JEDI，同時(shí)UPS 也輸出230 V 交流電到變壓器TR3，TR3 變壓輸出24 V 交流電24 VAC_P 到Total OFF 模塊，并激活繼電器K6，給C1F 提供信號(hào)；另一路PDB 電源進(jìn)行相序檢測(cè)，如相序正常，400 V 交流電會(huì)通過(guò)S4 常閉開(kāi)關(guān)輸入到TR1 變壓器，在TR1 變壓器初級(jí)并聯(lián)的電容C2 和電阻R1 形成RC 濾波回路，消除電路中的尖銳部分，產(chǎn)生24 V 交流電，經(jīng)急停開(kāi)關(guān)EPO1、EPO2（在正常工作時(shí)是閉合狀態(tài)，一旦出現(xiàn)異常情況，可直接切斷24 V 交流電向后續(xù)電路的供應(yīng)），通過(guò)急停開(kāi)關(guān)EPO1、限流電阻R8 和電阻R3 驅(qū)動(dòng)K5 繼電器吸合，同時(shí)K5 繼電器也會(huì)驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)S4 轉(zhuǎn)向常開(kāi)觸點(diǎn)，切換供電方式；24 V 交流電還通過(guò)常閉開(kāi)關(guān)PDB Start 向繼電器K1 供電，驅(qū)動(dòng)繼電器K1 吸合；在點(diǎn)擊Console On 開(kāi)關(guān)后，24 V 交流電通過(guò)電阻R2 向電容C1、C3、C7 充電，JEDI 檢測(cè)到電容C3 的電壓信號(hào)滿足條件后，開(kāi)始上電，電容C7 給C1F 提供電壓信號(hào)，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)給導(dǎo)管床、1 號(hào)機(jī)柜、2 號(hào)機(jī)柜、水冷供電，完成啟動(dòng)。

圖1 PDB 電源模塊電路原理圖

2 故障案例

2.1 故障一

2.1.1 故障現(xiàn)象

DSA 設(shè)備突然斷電，再次點(diǎn)擊PDB 電源的Start 按鍵，機(jī)器無(wú)任何反應(yīng)。

2.1.2 故障分析與處理確認(rèn)為PDB 電源故障后，在排查過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)7 保險(xiǎn)管（圖1 箭頭處）熔斷，更換后，故障解決，DSA 設(shè)備可正常使用。但設(shè)備工作數(shù)周后，F(xiàn)7 保險(xiǎn)管再次熔斷，根據(jù)故障情況可推斷出，導(dǎo)致F7保險(xiǎn)管反復(fù)熔斷的原因?yàn)楹蠖穗娐冯娏鬟^(guò)大。通過(guò)分析PDB 電源電路原理圖可知，在K5 驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)S4 轉(zhuǎn)向常開(kāi)觸點(diǎn)，切換供電方式后，TR1 變壓器是其中一路的主要負(fù)載。TR1 變壓器初級(jí)并聯(lián)20 μF 電容C2（圖2 圈內(nèi)所示）和功率電阻R1 共同構(gòu)成RC 濾波回路，在排查中發(fā)現(xiàn)20 μF 電容C2 觸點(diǎn)燒焦，導(dǎo)致RC 濾波回路失效，電流波動(dòng)增大，導(dǎo)致F7 保險(xiǎn)管熔斷，在更換20 μF 電容C2 后，故障解決。

圖2 前端保護(hù)穩(wěn)壓電容

2.2 故障二

2.2.1 故障現(xiàn)象

DSA 設(shè)備每周均會(huì)不定期出現(xiàn)無(wú)法曝光現(xiàn)象，系統(tǒng)提示“Lateral JEDI Power Fail”，但重新開(kāi)機(jī)后設(shè)備可恢復(fù)正常。

2.2.2 故障分析與處理

因JEDI 是DSA 設(shè)備的高頻高壓解決方案[7-8]，排查發(fā)現(xiàn)JEDI 無(wú)電壓，結(jié)合電路原理圖排查JEDI接線，未發(fā)現(xiàn)異常；檢查JEDI 供電前端，發(fā)現(xiàn)故障應(yīng)在PDB 電源部分和JEDI 相關(guān)供電部分。R110 繼電器（圖3 框內(nèi)所示）、P110 電流檢測(cè)線圈（圖4 框內(nèi)所示）與JEDI 供電電路連接，P110 電流檢測(cè)線圈的功能是檢測(cè)線路電流并將信號(hào)反饋到R110 繼電器上，當(dāng)線路電流過(guò)大時(shí)，可驅(qū)動(dòng)R110 繼電器動(dòng)作，保護(hù)JEDI[9-10]。維修中發(fā)現(xiàn)，設(shè)備報(bào)錯(cuò)時(shí)，R110 繼電器亮橙色燈，與設(shè)備正常工作時(shí)亮綠色燈的狀態(tài)不一致，高度懷疑R110 繼電器和P110 電流檢測(cè)線圈性能下降導(dǎo)致偶發(fā)故障，更換R110 繼電器和P110 電流檢測(cè)線圈，故障解決。

圖3 R110 繼電器

圖4 P110 電流檢測(cè)線圈

3 總結(jié)

在各類介入手術(shù)操作中，DSA 作為核心設(shè)備有著十分重要的作用，其中PDB 電源的運(yùn)行狀況直接關(guān)系到整個(gè)DSA 設(shè)備的正常使用。同時(shí)，電源安全也與介入手術(shù)醫(yī)患雙方的生命健康及安全密不可分。在面對(duì)INNOVA 系列DSA 設(shè)備的PDB電源故障時(shí)，醫(yī)學(xué)工程師可根據(jù)電源原理圖結(jié)合故障現(xiàn)象，全方位系統(tǒng)地分析故障來(lái)源，擬定可行的解決方案，以便快速解決設(shè)備故障，保障臨床一線工作順利開(kāi)展。針對(duì)此類高端儀器，要求工程師一定要細(xì)致、用心地掌握各類元器件和提示報(bào)警電路的工作原理，并且做好后期的故障維護(hù)經(jīng)驗(yàn)整理工作，高效快速地解決臨床遇到的各類設(shè)備故障問(wèn)題，更好地保障醫(yī)院醫(yī)療診治工作的正常開(kāi)展。