Philips FD20 系列DSA 故障分析與維修

仲建生，劉 蕾，夏云成

數(shù)字減影血管造影 （digital subtraction angiography，DSA）的基本原理是將注入造影劑前后拍攝的兩幅X 射線圖像經(jīng)數(shù)字化輸入圖像計算機，通過減影、增強和再成像過程把血管造影影像上的骨與軟組織影像消除來獲得清晰的純血管影像，是電子計算機與常規(guī)X 射線血管造影相結(jié)合的一種檢查方法[1]。 DSA主要用于觀察血管病變、血管狹窄的定位測量，以及為介入治療提供真實的立體圖像，是各種介入治療的必備設(shè)備，適用于心腦血管、外周血管、腫瘤的檢查和介入微創(chuàng)治療。 DSA 檢查的特點是具有對比度分辨率高、檢查時間短、造影劑用量少、濃度低、患者X 射線吸收量明顯降低等優(yōu)點，在血管疾病的臨床診斷及治療中具有十分重要的意義。其維修和保養(yǎng)是保證其設(shè)備正常運行的基礎(chǔ)。 現(xiàn)將2 臺DSA 數(shù)年來所發(fā)生部分故障的分析、維修過程進(jìn)行總結(jié)。

1 故障一

1.1 故障現(xiàn)象

荷蘭Philips Allura-Xper FD20 DSA C型臂運動緩慢， 數(shù)據(jù)監(jiān)視器 （Data Monitor） 警告（Warning）：TUBE BODYGUARD Active（Override）。

1.2 故障分析

根據(jù)故障現(xiàn)象及上述提示可知故障部位在機器的防碰撞傳感器部分。

1.3 故障維修

該故障在梅雨季節(jié)發(fā)生率較高，通常數(shù)據(jù)監(jiān)視器顯示如下：Reduced speed，bodyguard blocks high speed movement；Warning：bodyguard faulty，move at own risk Clean bodyguard；Warning：bodyguard faulty or too close at start-up，risk。 FD20 共有10 個防碰撞傳感器，分別位于球管四周、平板的四角及球管前端。 根據(jù)提示首先查看球管、探測器周圍有無異物，若沒有異物可以嘗試清潔所有防碰撞傳感器，清潔后仍無效，則可以做防碰撞傳感器校準(zhǔn)[2]。首先開啟設(shè)備、空調(diào)及除濕機1 h 左右，待機房內(nèi)溫度、濕度穩(wěn)定后再進(jìn)行校準(zhǔn)。 具體步驟如下：①確認(rèn)機架位于工作區(qū)（L 臂在天軌2個黑三角之間的區(qū)域），球管、探測器周圍80 cm 無任何障礙物； ②點擊主機屏幕左上角Option-Start field service-Yes-OK， 進(jìn)入現(xiàn)場服務(wù)模式 （field service framework，F(xiàn)SF） 模式， 選擇Adjustment-Geometry-Front stand-sensor-Bodyguard Sensor Adjustment，點擊OK，手術(shù)間會響一聲；③踩住腳閘中間的曝光開關(guān)不松開，平板、C型臂等會自動運動，機器開始對防碰撞傳感器進(jìn)行校準(zhǔn)，完成后再響1 次；④點Next，再點擊2 次OK 后校準(zhǔn)結(jié)束； ⑤點擊System-Accept New Settings 保存后退出。 如未能通過則需要重復(fù)校準(zhǔn)或者利用診斷工具查找對應(yīng)的傳感器并進(jìn)行更換。

2 故障二

2.1 故障現(xiàn)象

Philips Allura-Xper FD20 DSA 開機后自檢時未聽到床和L 臂等機械部分自檢的聲音。 重啟動后主機報錯，Geometry restarting：Do Not change SID；Warning：Geometry movements partly available。

2.2 故障分析

根據(jù)故障現(xiàn)象及上述提示可知故障部位在機械部分的控制單元。

2.3 故障維修

經(jīng)詢問操作者得知該機上次使用途中因停電機器停機，未再開機。此次開機即報上述錯誤，懷疑意外斷電后位于輔助控制柜（R Cabinet）內(nèi)控制機械運動的計算機軟件崩潰。 查看主機的日志文件，提示控制機械運動的計算機與主控計算機之間無通信[3]。 將控制機械運動的計算機連接顯示器并重啟， 進(jìn)入Win7系統(tǒng)，桌面上無機械運動軟件啟動的2 個命令模式的對話框，確認(rèn)控制機械運動的計算機軟件故障，需要重新安裝。 具體步驟如下：①關(guān)機并將Philips 提供的格式化硬盤的U 盤插入計算機，再插入USB 鍵盤；②開機后按DEL 鍵并輸入密碼進(jìn)入BIOS，設(shè)置改為U盤啟動，保存并退出計算機；③從U 盤啟動，選擇清除引導(dǎo)設(shè)備的選項， 完成后重啟計算機； ④拔出U盤，按F12 使用網(wǎng)絡(luò)啟動，從IP 地址為172.22.1.1 的主機找到一個文件file:BOOTWINPE.wim 后自動格式化硬盤并重新安裝系統(tǒng)及軟件； ⑤約30 min 后重啟計算機，可見Win7 桌面顯示C:Geo_bootStartGSU.exe 和GSC 2 個命令模式的對話框，點擊2 個命令模式的對話框，機器自檢時床及L 臂部分聽到電磁鐵動作的聲音，至此機器運行正常。

3 故障三

3.1 故障現(xiàn)象

Philips Allura-Xper FD20 DSA 開機后Warning：Table movements partly available。 床面被鎖定，床水平方向和垂直方向均不能動作，重復(fù)開關(guān)機數(shù)次無效。

3.2 故障分析

根據(jù)故障現(xiàn)象可知故障部位可能在機械控制信號回路或者驅(qū)動部分[4，5]。

3.3 故障維修

根據(jù)Philips 隨機提供的服務(wù)手冊中床部分運動原理框圖（圖1）及日常維修經(jīng)驗，該故障在控制信號傳輸部分的可能性較大[6]。 具體維修步驟如下：①開機檢查床自檢時只聽到2 聲電磁閥（剎車）動作的聲音， 查看床下垂直與水平方向的模擬量伺服驅(qū)動器（advanced motion control，AMC）狀態(tài)（Status）指示燈紅色，電源（Power）指示燈綠色，狀態(tài)正常；②將輔助柜中由計算機控制的檢查床運動控制 （table motion control）板卡金手指部分清潔后再開機[7]，床的自檢聲音變得正常，但報錯未變；按下機架控制模塊（geometry control module）上的床面移動解鎖按鍵后剎車不能釋放，按床面上升按鍵后報錯警告（Warning）：Motorized movement unavailable；③點擊主機計算機屏幕左上角option-save log for service 手動導(dǎo)出系統(tǒng)日志文件，用含有預(yù)安裝環(huán)境（preinstallation environment，PE） 工具的U 盤啟動主機計算機， 在C:ftprootSaveDevDatalod_YYYYMMDD_TIME 文件夾找到Event.zip 壓縮文件，解壓縮后在Eventlog.txe 文件內(nèi)看到機器開機自檢時報錯床垂直方向的控制器（Smart Drive）故障，自檢未能通過；具體報錯信息是警告（Warning）：AD7 POST：Height drive test failed；錯誤 （Error）：Application error：POST failed：，Height drive， 當(dāng)垂直方向控制器故障后系統(tǒng)自檢不通過， 會導(dǎo)致垂直和水平方向均不能動作； 交換水平、 垂直方向驅(qū)動器報錯一樣且開機自檢時床面的電磁鐵無有動作，確認(rèn)垂直方向驅(qū)動器故障；④拆開垂直方向驅(qū)動器發(fā)現(xiàn)驅(qū)動板上電源輸入端一只型號為2.2-35.0L 貼片變?nèi)荻O管、2 只4.7 nF 貼片電容燒毀，上層寫有固件的控制（通信）板（NIU 板）上未見明顯異常；更換故障元器件后上機測試正常；⑤分析燒毀的幾個元器件是經(jīng)過直流-直流變換電路給后端電路提供電源 （圖2），2.2-35.0L 變?nèi)荻O管燒毀后導(dǎo)致后續(xù)某部分電路無供電從而開機自檢失敗。

圖1 檢查床機械運動信號示意圖Fig. 1 Schematic diagram of mechanical motion signal of inspection bed

圖2 AMC 驅(qū)動器燒毀部分電路圖Fig.2 Circuit diagram of burned part of AMC driver

4 故障四

4.1 故障現(xiàn)象

Philips UNIQ FD20 DSA C 型臂旋轉(zhuǎn)途中偶發(fā)突然停止，剎車動作，顯示器無報錯信息。

4.2 故障分析

根據(jù)故障現(xiàn)象可知是C 型臂旋轉(zhuǎn)控制部分偶發(fā)故障導(dǎo)致。

4.3 故障維修

①查看系統(tǒng)日志，故障發(fā)生時提示平板防碰撞裝置（Force Sensor）動作[8]，進(jìn)FSF 模式。②打開Service—Adjustment-Geometry-Frontal Stand-Sensor-Force Sensor Adjustment 時報錯力傳感器校準(zhǔn)失?。‵orce Sensor calibration FAILED；Weight=489.6 N，offset=-56.9 N）。③關(guān)機拆開L 臂后殼，用轉(zhuǎn)接板接在下面的AMC 控制器上CN3 接插件， 測量該接插件3、4 引腳（Sensor+24 V 供電）阻值278 kΩ，8、11 引腳（sensor 運放輸出對地）正常時阻值10.39 kΩ，故障時559 Ω（圖3A），判斷可能是傳感器內(nèi)運放不穩(wěn)定導(dǎo)致該故障。④嘗試進(jìn)行ForceSensor 校準(zhǔn)失敗，進(jìn)Service--Diagnostics—Geometry—Monitoring—Frontal Stand--Frontal Stand All Movements Monitoring 查看故障時Force Sensor active在Yes 和No 之間跳變（圖3B），下面的Force Sensor Voltage 和Force Sensor force 也在變化， 當(dāng)C 型臂旋轉(zhuǎn)時電壓值和壓力值也在連續(xù)變化，而故障時上述電壓值和壓力值會跳變。 據(jù)此確認(rèn)為該Force Sensor 故障， 訂購相同型號傳感器 （ALTHERIS AA6-300N-0.5B），按照服務(wù)手冊更換并校準(zhǔn)后機器正常運行。

圖3 力傳感器（Force Sensor）電路圖（A）和校準(zhǔn)狀態(tài)界面（B）Fig.3 Diagrams of Force Sensor circuit(A)and calibration state(B)

5 討論

Philips FD20 DSA 主要由高壓發(fā)生器、X 射線球管、探測器、計算機系統(tǒng)、導(dǎo)管床和專用機架等部件組成，還有配套的高壓注射器、各種后處理工作站等（圖4）。 結(jié)構(gòu)復(fù)雜，維修和保養(yǎng)難度相對較高。

圖4 Philips FD20 DSA 結(jié)構(gòu)框圖Fig.4 Structure diagram of Philips FD20 DSA

通過上述4 例故障的分析及處理過程可知DSA作為一個電子技術(shù)與計算機軟硬件相結(jié)合的系統(tǒng)，對工程技術(shù)人員提出了更高的要求，不僅要具有電子技術(shù)基礎(chǔ)和一些機械方面的技能，同時也要熟練掌握計算機軟硬件技術(shù)[9，10]。 隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，越來越多的電路板被計算機板卡或相應(yīng)的軟件所替代，筆者所在醫(yī)院原先使用的ALLURA 12 DSA 的機械運動控制是由一個控制柜內(nèi)數(shù)塊電路板來完成，而目前2臺DSA 的機械運動都由1 臺計算機控制， 故障率相較于原來的電路板提高了不少，所以日常使用中更加要注意預(yù)防性維護、保養(yǎng)工作[11，12]，同時將機器中計算機的系統(tǒng)軟件盡量用GHOST 或其他工具做好備份，以便軟件故障時可以恢復(fù)，從而可以避免軟件出現(xiàn)故障時繁瑣的安裝、設(shè)置工作[13]。

6 結(jié)論

作為集診斷與治療功能于一體的大型影像設(shè)備，DSA 對設(shè)備使用者及工程技術(shù)人員都有嚴(yán)格的要求，且其一旦在使用途中發(fā)生故障將會對心內(nèi)科等科室造成較大影響，所以需要工程技術(shù)人員能夠熟練掌握設(shè)備的工作原理及發(fā)生故障后的應(yīng)急處理措施，當(dāng)然如醫(yī)院能夠有2 臺以上的同類型設(shè)備，那對于發(fā)生故障時的患者轉(zhuǎn)移及后續(xù)的設(shè)備維修都有很大幫助。作為醫(yī)院的臨床醫(yī)學(xué)工程師，平時除了做好設(shè)備的維修工作之外，還要重視并積極參與預(yù)防性維護保養(yǎng)及質(zhì)量控制工作， 才能保證設(shè)備檢查及治療的有效性、準(zhǔn)確性，從而體現(xiàn)出工程技術(shù)人員的價值[14，15]。