利用典型的异常图像分析医用超声探头的故障与检修

引言

由于使用频繁，且为易损部件，故障的医用超声探头常常表现出各种各样的异常图像，探头的质量直接影响图像质量和诊断效果[1]。异常图像是使用医生或设备科工程师经常碰到的直接表现，此时需要设备科工程师判断异常图像的故障原因和解决方案，所以熟练掌握探头异常图像分析与故障辨别具有重要的意义[2]，以下总结了6例典型的探头图像故障判断案例。

1 问题分析与检修

1.1 故障一：部分阵元不完全损坏且探头内存在接触不良情况的图像

部分阵元不完全损坏且探头内存在接触不良情况的图像的故障现象，见图1。图中箭头指示“1”处阴影处阵元有衰减，但未完全损坏，此类情况可继续使用，不过也会慢慢损坏严重[3]。

图中箭头指示“2”处该阵元完全损坏，既不发射也不接收。往往是因探头中某些晶片出了问题而造成，对阵元晶体故障的维修方案：先要找到问题晶体，测量每个或每组晶体的供电电压，因为正常的晶体或晶体组供电电压都是相仿，但问题晶体出现供电电压减低的情况，就找出问题晶体，因为需要检查的项目多，比较费时费力[4]。另外需要补充的是，当探头与探头板接触不良时也会出现类似故障图像，我们可以切换探头和更换探头插槽来区别。

图中箭头指示“3”处有虚线状射线，探头内连续存在短接或接触不良。对于探头内部电线断的维修方案：打开外层皮套，将总的屏蔽线横向划开，跳出断裂线，焊好后，用透明胶带缠上一层，用万用表测量其是否导通，导通后，将此根导线的屏蔽接好并缠好胶带。试机正常后才焊最外层的总屏蔽线，外层皮套用高压电源塑料胶带作固定[5]。

1.2 故障二：部分完全阵元损坏，不起振也不接收时的故障图像

在靠近探头声表面处形成齿状黑区，当相邻的多个阵元晶体损坏时，也会形成倒三角黑区（图2）。由可以看出，探头对应黑区处的阵元晶体已经完全损坏[6]。而在实际使用中，这些阵元会先后出现不同程度的衰减，空载时在近场会出现类似脉冲板单一通道接收故障时的暗道，在使用过程中严重化，最后才完全损坏[7]。探头阵元故障形成的黑区相对于探头板及脉冲板故障时形成的黑区来说不具有空间分布的规则性。此类探头故障的晶体较多，维修难度较大，建议更换整个阵元晶体模块或更换探头。另外需要说明的是，当探头与探头板接触不良时也会出现类似故障图像，我们可以切换探头和更换探头插槽来区别[8]。

1.3 故障三：探头有气泡

探头有气泡故障现象，见图3。探头起泡后，不论是空载还是打图像都是有明显的黑区，通过挤压探头表面的保护层，可以使气泡在匹配层内发生移动和变化，图像中的黑区也会跟着移动和变化[9]。声透镜有气泡的维修方案：使用液体硅橡胶作探头声透镜的修补材料以及声透镜层与匹配层之间的粘合材料[10]。用液体硅胶注入脱胶处并赶出气泡，用纱布带用力将探头绑紧放置一天后松开，故障消失。

1.4 故障四：插槽氧化

靠近探头表面处，有多条宽度不一的暗条纹，且分布不具有空间规则性。有一条由连续暗条纹组成的宽度与占探头整体宽度的1/10的暗条纹，且并未形成倒三角黑区，插槽氧化故障显示，见图4。

由于暗条纹不具有空间分布的规则性，基本上可以排除通道故障，因此故障点在通道之前，既探头阵元到探头板上高压开关的通道与阵元切换，这两者之间相关器件有继电器、插槽、探头插座、探头线、阵元。而从图像本身来看，最可能应该是探头阵元老化衰减的故障，而实际上通过多次拔插探头，发现暗条纹有所减少：更换探头插槽，发现形成的暗条纹性质与位置都不一样，这样就可以排除是探头阵元老化衰减的可能性[11]。另外说明的是：由于探头插槽电器接触点长久后会接触不良，在潮湿的环境中出现氧化现象，导致阻抗变大，因此插上探头后返回的回声减弱，多次拔插探头后，插槽与探头的接触性能有所改善，部分暗条纹消失[12]。

1.5 故障五：有源干扰

有源干扰情况下的故障现象，见图5。当所在场所有外来干扰时，把增益键打到最大，可以看到一阵一阵有规律雪花或波纹的外源干扰[13]。此故障维修方案：可以将此B超机搬到远离干扰的场所试机，如无此类干扰，既证明是有源干扰。这样的有源干扰可能来之于附件大型放射类设备、磁共振、超声波碎石机、高压变压器等，也有可能设备专用地线被切断而失去保护作用。可以更好场所使用，或者在原场所重新检查地线的可靠性，或者引用隔壁稳定的电源，重新布置电源线。

1.6 故障六：探头通道板坏

近场有4条细长暗区，涂上耦合剂后的显示图像，见图6。特征为在靠近探头声透处有4处缺口，类似探头部分阵元损坏的故障图像，但缺口排列具有规则的空间分布，在靠近探头声表面处还是会有明显缺口，严重影响临床使用。将探头斜扫，如果图像缺口也会移动则是通道板坏，如果图像缺口固定不变则是探头阵元晶体损坏[14]。“1”处通道板故障的维修方案：由于通道电路板每一块都是通用的，一般机器有36～48块通道板，通过每4个通道板按顺序移动插拔，以上故障图像会按顺序移动，以此类推，可以查明哪四块故障通道板，再予以更换。“2”处探头阵元晶体损坏的维修方案按上文2.1参考检修。

2 结语

医用超声探头是超声诊断仪的重要核心部件，经常遇到怀疑探头问题，可通过重拔插拔探头插口是否有反应或者重启机器，如故障依旧则与其他探头对调其他插槽，就可以判断的探头问题还是插槽问题：① 有吱吱声则探头有振出发射波而没回声波，则可以判断探头没启动，往探头内部电路板烧坏方向判断；② 探头无吱吱声，其他探头插到这个插槽也表现一样故障，则排除探头故障后，应往机器高压板（或发射板）故障方向判断[15]。

通过以上若干故障案例，使用医生不应该只掌握医学超声诊断技能，也应该掌握怎么爱护和维护保养设备，这样才能使自己工作顺畅并发挥最大效益；设备科工程师不能只被动的维修，也要主动钻研怎么使临床与工程更加紧密结合。只有在双方共同努力下，才能减少设备故障发生，提高探头的使用寿命及超声设备的运营时间[16]。

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