西门子Compact L C臂机典型故障分析与维修

王毅华

杭州德远电子科技有限公司,浙江 杭州 310011

[摘 要]本文针对西门子Compact L移动式C臂机的使用状况和一些常见的故障,通过了解C臂机的结构及简单的工作原理,运用提示的错误代码,对设备的故障点进行定位。进而深入分析,认真细致地检查故障点,确定故障元器件,提出解决方案和维修安装注意事项,以保证C臂机的图像质量和正常使用,提高设备使用寿命,降低维修时间和费用。

[关键词]C型臂;错误编码;组合机头;成像系统;故障处理

引言

移动式C臂机(简称C臂机)技术领域的快速发展,为临床医学带来了极大的方便在,泌尿外科手术中结石的寻找方面应用广泛,具有图像清晰,减少手术时间,定位精确度高等优点。是临床医院开展骨科,外科手术不可缺少的辅助设备。为保证C臂机在医院的正常使用,日常的机器维护、使用注意事项及故障的维修排除显得尤为重要。Siemens Siremobile Compact L是德国西门子公司推出的一款经典C臂机,具有成像剂量小、图像质量好的特点,市场保有率高,应用广泛,使用寿命长,以设计经典,运行稳定著称[1]。本文以实际的使用,维修经验,通过对四例典型故障逐一剖析,供大家参考。

1 Siemens Siremobile Compact L型C形臂X线机基本结构

整机由两个可移动的推车组成:一个是C形臂推车系统,由操控台主机与C臂主体部分组成,包括电源输入(漏电保护器,安全接地装置)、kV/mA控制、20~30 kHz的高频逆变电路、操作面板、C形臂、组合机头、成像系统;另一个是显示器推车系统,由机载电脑组成,包括图像处理、图像存储、录像机、视频打印机。两移动推车用一电缆接插连接[2-3]

2 常见故障分析

2.1 故障一

2.1.1 故障现象

开机正常,75 kV时曝光时提示5901错误,图像模糊。

2.1.2 故障分析

现场检查,设备开机正常,在75 kV时可以曝光出图像,但曝光过程中出错(错误代码5901)而终止曝光,图像因X线剂量不足导致模糊不清。将曝光条件调整到70 kV,无报错,曝光正常,因所选条件太低,穿透力不足而使图像仍然不清晰[4]。查询错误代码5901,其错误代码描述为曝光时,高压发生器无高压反馈。导致故障的原因可能有:①组合机头故障;②CPU(D1板)故障。

图1 D1、D2板(a)及组合机头(b)电路图

由于出现的故障跟高压值大小有关,且实际剂量不足,由此基本判断高压系统故障,侧重检查组合机头。分析电路(图1)可知,高压工作原理:直流电压406VDC经过逆变电路HT(D2板),产生高频电压(20~30 kHz),由插头X3第1,6脚,到组合机头的插头X30 A1,A1,输入到高压变压器初级,倍压整流后产生高压供给球管[5-6]。高压(kV)反馈信号由插头X30第3,10脚输出,经D1板的插头X1第2,3脚输入到CPU板(D1)做比较处理,其中X51为+kV测试点,X52为-kV测试点,用示波器监测组合机头高压反馈信号,即D1板上测试点X51,X52,发现示波器通道CH1,CH2显示的+/-kV正反馈信号不对称(图2),X51波形反馈比例偏小(1V代表10 kV),且实际高压输出剂量偏低,排除了反馈检测电路问题。用万用表测量X1到X30电缆线完好,最终确定高压油箱内组合机头故障[7]

图2 X51,X52 kV信号检测

2.1.3 故障处理

将组合机头拆开(随时记录拆卸的过程,小心仔细地安放每一个机头内部件,拆组合机头箱盖过程需仔细,清除密封胶,注意橡胶O形圈,切勿损坏)[8-9],发现+kV输出接头有碳化痕迹,跟正常油箱比较,重量偏轻,且高压绝缘油颜色呈暗黄色,故能确定由于高压油缺少导致高压打火,造成电路接头接触断路。将其重新焊接,建议使用无铅焊锡,焊接点要圆润饱满,防止高压电弧产生。封装时,要注意橡胶O形圈的安装,以免漏油。组合机头封装完毕,经过抽真空,加注经过耐压测试的高压油(油样耐压大于等于50 kV)。经测试,安装在设备上,机器恢复正常。

2.2 故障二

2.2.1 故障现象

开机报错5014,5015,错误代码5014,5015描述为组合机头油压开关无响应。

2.2.2 故障分析

导致错误代码5014,5015故障的原因可能有:①高压油压力检测开关失控;②高压油温度过高;③电缆连接断开。结合相关电路,首先检查组合机头上的油压开关和温度检测电阻(图1)。用万用表欧姆档测量组合机头上X30第5,12,13脚,5脚与12脚之间为0 Ω,5脚、12脚与13脚之间为热敏电阻(常温时为0 Ω),说明组合机头上的油压开关和温度检测开关正常[10]。用万用表欧姆档对应测量操作台机上的D1板接插件X1,第6,7,8脚与组合机头上X30,第5,13,12脚连接线,发现X1的第6脚与X30的第5脚之间开路,使油压开关和温度检测电阻失效,故障是由外接电缆有断线所致。由于C形臂可升降,前后左右转角摆动,安装在C形臂上的组合机头、影像增强器、摄像机与操控台主机之间的连接电缆经常会转动(图3),连接电缆时常会由于挤压或疲劳而断开[11]

2.2.3 故障处理

厂家处理方法是更换连接电缆,既昂贵又耽误时间。根据经验,对于此种经常移动的电缆,厂家经常会预留2~3根空线备用,仔细查找比对,蓝色线两端均未接任何负载,且测量导通,故将5,6脚间连线用蓝色线替换,经测试设备恢复正常。

图3 C形臂与主机间连线

2.3 故障三

2.3.1 故障现象

3 mA以下,图像正常,3 mA 以上图像在消隐圆内出现干扰(图4)。

图4 消隐圆干扰

2.3.2 故障分析

经常报错,错误编码为:5090,8007。现场测试发现,能拍小剂量部位。超过3 mA机器出现消隐圆内干扰。在做好自身防护,曝光条件大于3 mA曝光时,增强器输出屏图像无圆内干扰,故排除了影像增强器故障。测试相机电源+24 V为+23.9 V正常,检测相关连接线,无短路和断路。更换相机板,机器故障一样。重装了机载电脑(Memoskop软件,故障依旧,维修陷入僵局。找根视频电缆线,直接跨接在相机视频输出口和机载电脑(Memoskop)之间,显示器上消隐圆内干扰消除[12],问题出在摄像机视频输出和机载电脑(Memoskop)的视频输入端口之间,在选择高于3 mA条件曝光时,高压发生器产生的高频脉冲,使视频线由于屏蔽不良引起的视频干扰。

2.3.3 故障处理

经分段检测,是视频电缆线屏蔽层接地接触不良所致,重新制作视频电缆插头,换后干扰消除。此故障出现也有的是视频电缆线终结电阻开路或接插件没接引起[13]

2.4 故障四

2.4.1 故障现象

C臂主机开机后有“滴滴滴”的响声,且伴随整个开机过程。立柱可以升降,但使用正常上升到最高时的警示音由于异响无法分辨。

2.4.2 故障分析

现场检查,开机后立柱升降控制电路板D40,上蜂鸣器常鸣,立柱可以上升,下降,设备其他功能均正常。分析电路图(图5)可知电机保护板(D40)主要功能为电机运动提供保护,当运动到极限位置时保护触发并以蜂鸣声发出警示信息。由于电机可以上下移动,故判断电机本身及电源均正常,故障现象由控制板误触发报警所致[14]。根据实物电路,并模拟D40 X2引脚(图5)开关信号无信号接通和断开,异响依旧,故可以确定D40检测逻辑错误。

图5 升降电机控制电路

2.4.3 故障检修过程

采用替代法进一步排除,是可编程逻辑芯片D3故障,型号为:ATF22V10C-15PU,采购D3芯片,使用程序编辑器重新写入程序,安装后,机器恢复正常。

3 总结与分析

C臂机是骨科手术常用且不可或缺的设备,其特点是经常移动,使用人员多,开关机频繁,发生故障易影响临床手术。本文介绍三例运用错误代码、较快查找故障点、少走弯路的维修案例[15]。也介绍了一例C臂主体升降误报警的案例。在需要更换昂贵的零配件,如组合机头故障、成像系统故障等组件时的处理方案。生产厂家只提供整个组件更换,价格相当昂贵。我们认为大多数组件是可以修复的。如文中所述第一个案例组合机头故障,我们在日常维修工作中,遇到有高压反馈电阻断裂、球管灯丝引线虚焊、高压整流二极管损坏、高压油耐压降低、油箱内有空气造成高压打火等组合机头内故障,还有成像系统中的影像增强器屏极打火、无高压电源等。维修诸类组件故障时,需必备的维修工具,随时记录拆装组件的过程。维修人员需有扎实的基础理论知识,认真细致的工作态度,结合故障元器件的损坏程度,综合考虑着手维修还是组件更换。通过上述四例元器件级别维修案例,为医院节省昂贵的维修费,熟悉设备的维护保养及使用注意事项[16],即能减少设备故障,又能降低维修维护成本,延长设备使用寿命,能对各维修同仁对设备的结构有所了解,对维修此类设备有所帮助。

[参考文献]

[1]杨梅.GE OEC8800小C臂X光机特殊故障两例报告[J].生物技术世界,2016,(3):332.

[2]王琪.高频移动式C形臂X射线机故障检修二例[A].中华医学会医学工程学分会全国学术年会[C].2015.

[3]洪毅姜.医用电气安全的质量控制及分析[J].中国医疗设备,2018,33(7):41-43.

[4]薛英林.适用于大容量架空线输电的C-MMC型柔性直流技术研究[D].杭州:浙江大学,2014.

[5]李卫成.X线机典型故障分享语排除[J].医疗装备,2018,31(4):116.

[6]于乃群,汪文标.医用X线机球管灯丝加热方式的改进[J].中国医疗设备,2018,33(12):100-102.

[7]马志明,程翠年.C臂机在手术室的使用与管理[J].中华医院感染学杂志,2011,21(6):1097.

[8]潘苏,张竹梅.手术室移动式C形臂X射线机的运用管理[A].全国第十一届手术室护理学术交流暨专题讲座会议论文汇编(下)[C].2007.

[9]刘兴生,钟红霞.通用电气大型C臂的操作 保养及常见故障的处理体会[J].实用医技杂志,2010,17(9):866.

[10]沈剑.GE OEC9800 C臂机的维护维修[J].医学信息,2015,(9):330-331.

[11]孟纪超,谢叻,夏海豹,等.C型臂X线机引导骨科手术定位系统的研究[J].中华创伤骨科杂志,2011,13(12):1108-1110.

[12]乔卫强等.SIEMENS数字胃肠机R200故障及处理[J].医疗装备,2019,32(3):129.

[13]C型臂X射线机的研发设计[D].西安:长安大学,2015.

[14]施惠芬,齐天.GE Definium 6000 DR故障维修二例及维护技巧[J].现代仪器与医疗,2013,19(1):84-85

[15]窦泽宁,李敏.C型臂X光机CRT监视器电路原理与维修[A].广东省医学装备学会2014年学术年会资料汇编[C].2014.

[16]刘丽钧,卞秀辉,孙清.基于CAN总线的血管造影机C臂运动控制系统[J].沈阳工业大学学报,2006,28(3):323-326.

Typical Fault Analysis and Maintenance of Siemens Compact L C-Arm

WANG Yihua
Hangzhou Day&year Electronic Technology Co.,Ltd.,Hangzhou Zhejiang 310011,China

Abstract:The usage and some common faults of Siemens Compact L mobile C-arm machine were analyzed in this paper.Through understanding the structure and simple working principle of C-arm machine,the error code was used to locate the fault point of the equipment.Then we carried on the thorough analysis,and carefully inspected the fault point,identified the fault components,proposed the solution and the maintenance installation matters needing attention,so as to ensure the image quality and normal use of c-arm machine,improve the service life of equipment,reduce maintenance time and cost.

Key words:C-arm;error code;sirephos tank;image-forming system;troubleshooting

收稿日期:2019-07-26

作者邮箱:watsond23@163.com

[中图分类号] R197.39

[文献标识码]B

doi:10.3969/j.issn.1674-1633.2019.10.047

[文章编号]1674-1633(2019)10-0183-03