飞利浦HD15彩超基本原理及故障排查.docx

图1 hd15前端超声发射系统飞利浦hd15彩超基本原理及故障排查troubleshooting and basic principle of philips hd15 ultrasound system飞利浦 hd15 彩超（下称 hd15）不仅综合继承了 hd 的iu22 与 ie33 成熟优势，还创新地吸取了磁共振成像与造影成 像的技术精髓，使图像显示更快、更精致，拓展了医院超声 科对更高诊疗需求的技术职能 1。本文介绍 hd15 的基本结构 以及工作流程，然后将几种常见的故障进行深入的剖析。像系统，从 acb 板接收探头的识别信号。bp 板提供 fe、aim、acb 和 db 板的连接数据通 路。fe 发射和接收板， 发射的时候形成电子束，并处理接收信号，每块板提供 64 个通道去接收、发射超声声束，两块 fe 板一共 128 个通 道数据叠加起来，然后由其中 1 块 fe 合成射频数据送到 acb 进行处理。aim 板的主要作用是产生主晶振时钟给系 统的前端。acb 板用于控制和解调、波束处理，提供成像探 头的控制信号，执行前端的图像处理并进行模数转换（adc）， 并且通过线缆将前端采集的数字射频信号传输至计算机进行 图像的处理。mc 板的功能是驱动三维探头的马达。hd15 的电源系统分成两个部分，分别是主电源和计1 hd15的系统结构与其他超声设备基本原理相似，hd15 的系统结构主要由前端电路板箱（e-box）、计算机（main pc）、电源系 统等几大部分组成。e-box 统称为系统的前端（图 1），主 要包括 ：1 块 db 板（分配板 ）、1块 bp板( 底 板 )、1块 aim 板 ( 模拟输入板 )、1 块 acb 板 ( 采集控制板 ) 以及 2 块 fe 板 ( 发射接收板 )、1 块 mc 板（马达控制板）2。3算机电源 。外接的交流电压通过主电源输入至设备中，主电源会对输入的 220 v 交流电压进行电压调节，得到 设备各个部分所需要的交直流电压 ；计算机有单独的 atx 电源。整机上电流流程是：在机器外接市电的情况下， 主电源只有一组电压输出（110 v 交流电压），此组电压 通过一条电缆给计算机电源供电，当开机时实际上是让 计算机启动，计算机启动后，安装在计算机里面的接口 板卡（pcio）在计算机的驱动下，通过一根线缆经 acb 板给主电源一个启动信号，主电源其他各组电压才真正 启动，负责 hd15 的前端，外接打印机以及 led 显示器 的电源供应。了解各组电压的工作状态和流程，在 hd15 出现内部供电故障时，对分析故障帮助很大。2 hd15常见故障方案及维修各个板块的功能如下 ：db 板传输探头控制信号至图收稿日期：2012-11-14 作者邮箱：修回日期：2012-12-18hd15 的常见故障判断主要有两种方法，我们结合一些134设备运行与保2013年第28卷 04期vol.28 no.04operation & guarantee for instrumen黄庆丰广西医科大学第一附属医院 设备科，广西 南宁 530027huang qing-fengequipment department, the first affiliated hospital of guangximedical university, nanning guangxi 530027, china摘 要 hd15彩超优秀的成像质量及出色的系统性能为大量临床疑 难案例提供高效、优质的解决方案。本文主要介绍hd15彩超的基 本结构和工作原理，从设备启动、进行错误日志分析两个方面阐 述hd15彩超的常见故障排查方法。关键词 彩色超声诊断仪；医疗设备维修；设备结构；工作原理中图分类号 r197.39 文献标志码 b doi：10.3969/j.issn.1674-1633.2013.04.048 文章编号 1674-1633(2013)04-0134-02设备运行与保障operation & guarantee for instruments例子进行阐述。2.1 通过开机启动顺序来判断故障的来源hd15 的开机过程大体分成 3 步 ： 仅仅显示“philips”, 这段时间主要完成计算机主板 bios（基本输入输出系统） 的加载，检测计算机内部的基本板块 ； 显示“philips” 时伴随下面的滚动进度条，这个阶段开始加载基本的操作系 统，如果这个阶段出现故障，我们主要怀疑系统软件是否 崩溃 ； 出现蓝色底的飞利浦加载界面，主要用于加载超 声系统的应用软件系统。这个阶段是运行应用软件，接收前 端各部件进行自检的状态信息数据。由于这个阶段的加载涉 及系统的各个组成部分，所以出现故障时我们可以怀疑的方 向很多 4 ：有可能是电源系统无法提供探头所需要的电压电 流 ；也有可能是由于计算机硬件及超声相关软件的损坏 ；还 有可能是前端电路板故障或前端与计算机之间的通讯出现故 障，控制面板的连接故障也会导致系统停顿在这个阶段。系 统如果停留在这个阶段，就需要用到后面介绍的第二种故障 判断方法。例如，机器自动重启，一开始是正常使用过程中偶尔 出现，后来现象越来越频繁，最后发展到在开机的过程中 也会出现重启，毫无规律。经分析得知，机器的重启通常 是由电源和软件系统的不稳定引起（也包括负载过重原因 引起的电源断电重启），从尽量简单的处理原则出发，重装 软件系统，故障依旧 ；接下来重点排查电源部分，根据以 上分析得知，计算机的 atx 电源输入电压是从主电源来的， 因此尝试不经主电源直接给计算机供电，发现故障仍没有 改变，由此基本确定，故障出在计算机部分（由以上介绍 的工作原理分析得知，只要计算机正常，就算主电源、前端、 键盘等部分有故障，机器也应运行通过前两步后停留在第 三步界面而不会重启），更换 pc 电源后机器恢复正常。2.2 通过查看系统日志判断故障来源hd15 停留在第三步（应用软件加载界面），可以怀疑的 故障原因很多，所以要用系统日志来辅助故障排查。在此之 前，需要先进行计算机部分可靠性的测试，因计算机的故障 也会使机器停在第三步 ；另外稳定可靠的计算机系统会让日 志的内容更准确。由以上 hd15 的工作原理分析可知，计算 机和前端、主电源之间的工作是联动的，因此可以采用隔离 前端的方法，让计算机单独工作，确认计算机本身是否有问 题 5-6。具体做法是 ：关机状态下断开前端和计算机之间的 连线（让计算机单独启动），开机后，在刚进入应用软件加 载界面屏幕下方出现“u”提示符时按下“ctrl+alt+s”键， 进入超声模拟方式。在此方式下，如显示屏内能出现超声区， 且超声区回波能随“二维”“深度”等功能键的控制，就能 判断计算机软硬件功能是正常的。如在超声模拟界面下无可 调的超声区，可判断计算机出了问题。计算机结构和普通的 pc 类似，内部软硬件故障的具体排查是较通用的方法，在此就不一一阐述。我们把重点放在非计算机的故障点分析排查上，就需用到日志辅助排查。hd15 是基于 windows xp 操作系统，所以我们可以利用 windows 附件中的事件查看器（event viewer）来查看系统错误日志（event log）。具体做法是 ：在刚进入应用软件加载界面屏幕下方出现“u”提示符时同时按下“ctrl+alt+r”键， 进入系统的测试（test）模式，在测试模式下我们可以将 系统的日志下载至 u 盘之中，用 windows 自带的事件查看 器打开进行分析。下面我们针对几个具体的案例加以分析。（1）hd15 开机启动后停留在第三步，检测发现主电源 各组电压正常，排除计算机故障后，下载日志分析。系统 的报错显示“system communication failed”（系统通信不正 常）。根据上面提到的 hd15 的工作原理我们可以知道，前 端和 pc 之间的通信是由 acb 板负责，通过一根线缆与计 算机之间完成，如果出现连接失败，就会使计算机在开机 加载应用软件时得不到前端的数据回复，出现通信失败的 故障，经万用表测量，线缆正常（内部无断线），最后更换 acb 板后故障解决。（2）hd15 开机启动后停留在第三步，对主电源的各组 电压进行测量，5 v、12 v、100 v、48 v 输出正常， 只有正负高压（hv）偏低，为 28 v。怀疑彩超的主电源 出现故障，结合下载的日志进行分析 ：发现“field service text ：hv calibration failed ；hv time-out ；”（机器自检 ：探 头供电的高压不正常 ；hv 值偏低），基本确认是机器的主 电源出现问题，更换主电源后问题解决。（3）hd15 开机启动后停留在第三步，经测量，主电 源的各组电压输出正常。隔离前端法确认计算机的软硬件 没故障，重点怀疑前端的电路板有问题。我们仍然采用同 样方法下载日志进行分析，发现“m3d motor ：the motor controller reported error”（三维探头 ：控制板异常），三维探 头或三维专用的马达控制板出现故障都会引起这个现象， 更换三维马达控制板，机器正常。（4）hd15 开机启动后停留在第三步，经测量，主电 源的各组电压输出正常。隔离前端法排除计算机故障，下 载日志看到信息“adc conversion failed”（模数转换失败）， 更换负责此功能的 acb 板后机器正常。3 小结通过本文的介绍，我们首先了解了飞利浦 hd15 彩色超声系统的基本结构以及成像原理，面对故障的时候， 首先从系统的开机过程结合前端隔离法分析出故障所在 的大体位置，然后根据日志所记载的报错信息结合系统 的结构和成像原理做出具体仔细的分析，最后找到故障 的根源 7。下转第147页中国医疗设备 2013年第28卷 04期vol.28 no.04 135设备运行与保障operation & guarantee for instruments射器，一头紧接吸样针，通过手动调节选择阀的 3 个不同角度，用力抽取 a、b、c 这 3 种试剂，使选择阀门被各种 试剂流过后疏通。（3）如果发现被拔下的塑料管道内液体没充满，则用37的蒸馏水补充满，以确保传感器卡片的腔体内充满蒸 馏水并将拔下的塑料管道复原到吸样针上。（4）重新贴上未在此台血气仪上使用过的条形码或使 用 demo 专用软件（尽量不用）清除血气仪上已用条形码的 记录，再将试剂包插回血气仪内重新预热 30 min 后看定标 是否成功。（5）定标成功后取一支外用质控品对仪器进行质控确 认，正常后可进行标本检测。特别强调，第（2）步使用注射器时只能往外抽，一 定不能往里打。否则空气进入试剂袋内会溶解试剂，使溶 解在其中的气体浓度发生改变，试剂肯定报废。手动调节 选择阀的 3 个不同角度，并用力抽取试剂是模拟仪器通过 蠕动泵来选择各种试剂时的动作。另外，仪器出现该故障 时将自动提示更换试剂包，所以不需要关机，取出的试剂 包处理条形码后重新插入血气仪内预热 30 min 试试。板集成度不断提高，且大多采用贴片元件及多层电路板，所以电路板出现故障后的可修复性大大降低。为了减少因故障停机带来的更大损失，多数维修判断到哪块电路板出现故障后直接更换即可，而医学检验仪器不同于一 般的纯电子仪器，它除了涉及到常用的电子技术、机械 控制技术、计算机技术、生物传感技术等外，还涉及到 其他医学电子仪器少有的液路系统、气路系统、光路系 统、温度控制、质量控制等相关技术。所以医学检验仪 器比其他医疗器械的故障率要高出很多，且大多数（约80）故障发生在液路、气路、光路系统上，尤其因堵、漏、 脏引起的最多。这就要求维护、维修医学检验仪器的工 程师对该类仪器要有较全面的了解，掌握各种相关知识 ； 特别要读透错综复杂的液路、气路、光路图，并且在维 修仪器过程中一一对应其位置，想尽各种有效办法解决 其故障。当然，严格按要求定期对医学检验仪器进行保养， 是减少该类故障发生的最有效方法，也是我们工程师日 常工作的重点之一。参考文献1 黄丽英,覃海燕.bl5血气分析仪常见故障及排除j.医疗装备,2013,(1):90-91.2 罗华生.avl compact3全自动血气分析仪常见故障及解决方 法j.医疗装备,2012,(12):72-73.3 华伟.avl compact 3血气分析仪的维修与保养体会j.检验 医学与临床,2012,(12):1529-1530.4 刘向峰,刘自刚.avl compact3型血气分析仪常见故障分析 及维护保养的建立j.医疗装备,2012,(7):76-77.5 张树旺,马飞,段新安.ecosys 型血气分析仪故障检修j. 中国医疗设备,2012,(6):141-142.6 季翠娥.abl5血气分析仪常见故障及维护保养j.医学信息2 结论以上这些故障，是本人多年来维护、维修血气分析仪及专用试剂包的一些经验总结，也是试剂包最容易发生的故障。 通过研究试剂包的工作原理和性能结构，总结出一套处理方 法，此方法在血气分析仪长期运行中证明其非常有效。它适 合医院设备科的工程师来完成，为医院最大限度地减少了试 剂包的浪费，同时也减少了急救仪器的停机时间。另外，随着电子元器件工艺、材料的不断优化，使 其可靠性大大加强，且大多在低电压、小电流环境下工 作，所以电路板出现故障的可能性大大减少。随着电路(上旬刊),2012,(6):447-447.上接第135页参考文献1 陈智文,张旦松.b型超声诊断仪原理、调试与维修m.武汉: 湖北科学技术出版社,2000.2 徐跃,梁碧玲.