GE Vivid E9彩色超声诊断仪故障维修分析
吴萌
泰达国际心血管病医院 医疗设备部，天津 300457
[摘 要]彩超是常用的医疗检查设备，其主要原理是在高清晰B超的基础上，与多普勒信号共同组成的一种可视性更强的医疗设备。其在现在医疗中使用广泛，对心血管疾病、生殖器官疾病、腹脏疾病有着良好的检查作用。所以彩超设备的良好使用关乎着病人的健康。本文总结了Vivid E9彩超出现的一些故障及维修情况，主要包括图像干扰故障和启动异常故障两类，为该设备的故障维修提供参考。
[关键词]Vivid E9超声；故障分析；图像干扰；启动异常；接地线
引言
彩色多普勒超声一般是用自相关技术进行多普勒信号处理，把自相关技术获得的血流信号经彩色编码后实时地叠加在二维图像上，即形成彩色多普勒超声血流图像。由此可见，彩色多普勒超声既具有二维超声结构图像的优点，又同时提供了血流动力学的丰富信息，实际应用受到了广泛的重视和欢迎，在临床上被誉为“非创伤性血管造影”。其主要优点是：① 能快速直观显示血流的二维平面分布状态；② 可显示血流的运行方向；③ 有利于辨别动脉和静脉；④ 有利于识别血管病变和非血管病变；⑤ 有利于了解血流的性质；⑥ 能方便了解血流的时相和速度；⑦ 能可靠地发现分流和返流；⑧ 能对血流束的起源、宽度、长度、面积进行定量分析。彩超采用的相关技术是脉冲波，对检测物速度过高时，彩流颜色会发生差错，在定量分析方面明显逊色于频谱多普勒，现今彩色多普勒超声仪均具有频谱多普勒的功能，即为彩色双功能超声。我院作为三级甲等的心血管专科医院，近年来购置了多台该设备，并一直保持着极高的使用率。本文就该设备几年来遇到及解决的故障予以分析、总结。自Vivid E9（以下简称为VE9）在我院装机使用以来，该设备出现的问题主要可分为两大类，即图像干扰和设备启动异常[1-3]。
1 图像干扰
1.1 故障一
1.1.1 故障现象
9L-D探头在彩色血流模式有干扰，其它探头及成像模式正常。
1.1.2 故障分析及解决
首先判断是否为探头故障，把探头拿到另外一台VE9上进行测试，显示正常。排除了探头本身的原因后，疑为使用环境问题，将设备移到其它超声诊室开机测试，故障消失。从而确定故障是设备使用环境引发，需要查找干扰源。
诊室周围并无可产生干扰的大型用电设备，重点在诊室内查找干扰源。依次关掉诊室内所有的用电设备，故障未消失；依次断开诊室内用电设备的电源连接，当把报告工作站主机插头从电源插排上取下后，干扰减轻，怀疑干扰源在工作站供电连接的某环节。继续断开连接工作站的电源插排，干扰消失。反复测试，确认图像干扰由连接工作站的电源插排造成。更换电源插排，故障解决。
超声图像干扰的问题比较复杂，干扰源可谓千奇百怪，像这种由电源插排引起的干扰还是比较少见的。因此，在遇到此类故障一定要把超声设备以外的可能都考虑到[4-6]。
1.2 故障二
1.2.1 故障现象
使用操作台键盘输入信息时，屏幕有雪花状干扰。
1.2.2 故障分析及解决
干扰问题多与供电有关，由于干扰只有在使用键盘时出现，首先检查键盘USB输入电压，测量结果正常；测试主机+5 V输出电压，结果正常。
再次检查键盘，发现键盘弹出不顺畅，滑动受阻；升高操作台，发现键盘下的保护接地地线端子脱落（图1），接地线卡到了滑道里。反复推拉键盘发现，只要地线裸露的金属丝碰到机壳上的金属物体屏幕就会出现干扰，重新连接固定键盘地线后故障排除。
图1 键盘接地线端子脱落
1.3 故障三
1.3.1 故障现象
二维模式下出现从近场到远场贯通的干扰；彩色模式下，整个取样框为彩色斑块。此故障间歇性出现，发生频率随着使用不断升高，严重影响设备使用。
1.3.2 故障分析及解决
按照排除干扰的常规办法测试探头、检测电源、排查环境影响，清洁保养等，未能发现故障原因。经过反复观察发现，设备前端温度升高时，故障明显并且稳定出现，疑为设备内部电路、板件问题。参考VE9前端信号发射原理图（图2）和接收原理图（图3），从超声信号角度查找故障原因。
根据原理图，设备产生声波的过程是由前端母板（GFI）控制前端各个板件协同工作。主要控制发射板（GTX）和接口板（RELAY）加载编码的高压，并通知接收板（GRX）准备接收信号；在接收信号时，由GFI控制RELAY，GRX、DRX来接收信号并处理。前端板件中，RELAY、GTX、GRX通过或者加载的是模拟信号，接收时GRX信号通过XD BUS板传输给DRX，在DRX以后就是数字信号。主机系统中共有1块RELAY板，4块GTX板，2块GRX板，4块DRX板；GTX板与GRX板通过2组连接板（XD BUS）与RELAY板连接；这些板件分别组成256个物理发射及接收通道，分别控制不同声束位置的扫描及成像。
图2 VE9信号发射原理图
图3 VE9信号接收原理图
明白以上板件的功能和信号性质，重新排查故障：①设备仅连接与主机物理通道数相同的9L-D线阵探头，按顺序更换GTX位置，干扰位置无变化，排除发射干扰；②去掉一块XD BUS板，观察干扰位置变化情况，干扰位置无变化，缺失图像的部分仍有干扰，确定GRX的模拟信号没有问题；③ 改变DRX板位置，观察干扰位置的变化情况，干扰位置改变，确认DRX板引发干扰，更换维修产生干扰的DRX板后故障解决[7-11]。
2 启动异常
2.1 故障一
2.1.1 故障现象
设备运行过程出现高温报警，自动关机重启。
2.1.2 故障分析及解决
根据报警提示，该故障是由于超声主机内部温度过高导致的系统保护性重启。首先检测诊室内环境温度，温度偏高但在正常范围；疑为设备散热通道不畅，分别清理位于主机底部正下方及后侧方的空气过滤网，重新试机观察，故障消失。
过热保护重启是VE9常见的故障，尤其在夏季、冬季（暖气充足）高发。针对此故障，一定要多注意设备使用环境的清洁卫生，使设备保持良好的散热，做好设备的定期维护保养工作，及时清理各个过滤网，定期进行内部除尘。
保持良好的外部及内部清洁的情况下，如果设备仍频发过热故障，考虑检测位于主机底部的散热风扇，也曾有因散热风扇停转导致的过热重启故障发生。
2.2 故障二
2.2.1 故障现象
设备开机过基本输入输出系统（Basic Input Output System，BIOS）自检界面后重启，无法进入系统。
2.2.2 故障分析及解决
超声设备启动异常，通常是由作为设备后端的计算机部分故障导致，如内存、硬盘、显卡、主板等部件的损坏或接触不良等。此次故障是该设备被推往病房做床旁检查后发生的，怀疑为后端板卡松脱导致。拆除主机左侧盖，打开后端机箱，依次重新插拔内存、显卡及硬盘，在重新插拔连接硬盘的S-ATA线缆后故障解决。
超声后端可视为一台功能强大的PC，其硬件或软件异常，往往导致超声设备不能正常启动。在使用中要尽量避免设备的剧烈震动，保持良好的内部清洁，减少其硬件故障的发生。对于系统崩溃等软件故障，要充分掌握计算机知识，学会利用Ghost、U盘引导等工具做好系统备份，从而及时有效的解决该类故障。
2.3 故障三
2.3.1 故障现象
设备开机反复读取进度条，无法进入操作系统，显示为HWID=0。
2.3.2 故障分析及解决
VE9的HWID是保存在主机前端母板（GFI）的芯片中，机器在启动过程中后端会通过PCIe CABLE读取GFI上的信息。出现HWID=0的故障，通常是由于前后端通讯异常引起的，链上任何一方发生故障都有可能出现HWID报错。分别重新插拔GFI板，紧固PCIe CABLE与GFI及BEP的连接，故障依旧。因厂家权限设置的问题，在没有专用密码狗的条件下，无法通过系统后台的Error log进行故障位置判断。医院有多台同型号设备，既然已分析判断了故障的大致可能，可利用“替换大法”逐个替换相应硬件以排除故障。
首先想到的是替换设备后端（BEP），由于采用的是模块化设计，从主机拆除BEP并不困难，标记并拆除所有连线，将正常设备的BEP安装于故障设备，开机测试，故障未排除。更换GFI板测试，故障依旧，更换PCIe CABLE，开机后设备正常启动。定购同型线缆更换后，故障解决。
设备内部连接线缆出现故障的概率比较低，在之后VE9频繁死机重启故障中，也是通过更换PCIe CABLE得以解决的。所以，对VE9死机、重启故障维修时，在更换设备板件不能解决故障的情况下，不要忽略替换相关线缆[12-14]。
3 讨论
彩超已成为医院非常重要的诊断设备，其正常运行至关重要。通过对VE9故障的维修，充证明了做好预防性保养的重要性，要保持设备良好的使用环境，定期清洁。设备运行尽量采用独立的供电及良好接地。
此外，计算机技术在彩超设备广泛使用，要做好其维修工作，需要充分学习、掌握相关的电脑知识，养成备份系统的习惯。目前，医院配置一定数量同型号设备的情况越来越多，这为替换维修提供了便利，可降低维修难度。在替换维修时要小心谨慎，否则可能损坏正常设备，造成更大的损失[15-16]。
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Troubleshooting and Maintenance Aanlysis of Vivid E9 ultrasound
WU Meng
Department of Medical Equipment, TEDA International Cardiovascular Hospital, Tianjin 300457, China
Abstract:Color Doppler ultrasonography is one kind of commonly used medical examination equipment, the main principle of which is based on high resolution ultrasound combined with Doppler signal. This equipment is widely used in medical treatment,which plays a good role in detection for cardiovascular diseases, reproductive organs diseases and abdominal disease. Therefore,the good use of color Doppler ultrasound equipment has close relation with patient’s health. In this paper, several failures and maintenance cases of Vivid E9 color Doppler ultrasound were summarized, included imagine interference and start exception, which could provide reference for the troubleshooting of this equipment.
Key words:Vivid E9 Color Doppler ultrasound; fault analysis; imagine interference; start exception; ground lead
[中图分类号]R445.2；TH774
[文献标识码]B
doi：10.3969/j.issn.1674-1633.2017.12.027
[文章编号]1674-1633(2017)012-0109-03
收稿日期：2017-05-10
修回日期：2017-06-19
作者邮箱：pier1688@126.com
本文编辑 刘峰