Infinia Hawkeye 4 SPETCT无线网桥解析与故障替代维修

封明1a,孙欣2,王夕文1b,闫凤娟1c

1. 诸城市人民医院 a. 设备科;b. 核医学科;c. 放疗科,山东 潍坊 262200;2. 山东省立医院 医学工程部,山东 济南 250021

[摘 要] Infinia Hawkeye 4是GE公司的一款应用广泛、性价比高的多功能核素成像设备。本文对Infinia Hawkeye 4的无线网桥功能、架构及故障进行了深入解析,提出使用非原厂所采用型号的路由器进行替代的解决方案,并提供了具体实施方案和实施过程。结果表明,本方案能够实现原厂路由器的相关功能,且通信速度有所提高。经推广应用至其他医疗机构,反馈结果良好,替代维修后无线网桥无故障运行时间最长已达到48个月。

[关键词] 无线网桥;核素成像;SPECT;路由器;通信速度

引言

Infinia Hawkeye 4 是GE 公司的一款多功能核素成像设备。由于功能全面、应用广泛、性价比高,该设备在国内医疗机构保有量较高,是医院核医学科经常配备的设备。Infinia Hawkeye 4 配有可变角双探测器和符合线路[1],能够进行符合测量,灵敏度高,分辨率高。该设备还配备有一套低剂量4层螺旋CT 成像子系统,主要用于图像衰减校正和图像配准,为医生提供更多诊断信息,对于提高诊断信度具有重要价值。

在系统结构方面,Infinia Hawkeye 4 主要包括采集工作站、机架和检查床三部分。采集工作站基于一台惠普xw4300 工作站,通过PCI 接口与前端相连接,实现数据采集、通信和控制功能。Infinia Hawkeye 4 采用滑环型机架,机架上装载有双探测器和CT 成像子系统,机架后方还有集成电源(Integrated Power Supply,IPS)。CT 成像子系统主要包括一个X 线发射器和一个数据采集系统(Data Acquisition System,DAS)。DAS 由X 线探测器、转换电路和控制电路等组成。螺旋CT 子系统的无线通信单元由两个无线AP 组成,每个无线AP 分别由一个无线路由器实现,两个无线路由器分别安装于机架旋转器和IPS(除电源模块外,IPS 也集成了无线通信、马达驱动等其他功能模块)。这样,两个路由器通过无线连接组成无线网桥,在DAS 和采集工作站之间就建立起网络连接,用于传输DAS 输出数据至采集工作站,并收发控制信号、设置信息。因此,无线网桥是CT 成像数据传输和控制的重要组成。无线网桥一旦出现故障,将会使整个CT 子系统瘫痪。故障无线网桥的顺利维修对于Infinia Hawkeye 4 的正常运行具有至关重要的作用。

关于Infinia Hawkeye 4 的故障维修,现有的文献报道主要集中于探头按压传感器、人体轨迹功能、检查床运动故障、手控盒故障、CT 子系统高压电源和球管等方面[2-6]。然而,无线网桥的故障判断与维修尚未有公开经验可借鉴。

1 故障诊断与分析

作为一款精密的医用诊断设备,Infinia Hawkeye 4 有一套完善、复杂的质量控制(QC)体系[7-9],包括核素成像QC 测试、旋转中心QC 测试、依据NEMA 标准的性能测试、CT 子系统的每日QC 测试、CT 与核素成像的配准测试等等一系列相关测试和程序。本文所述CT 无线网桥故障即是在进行QC测试时发现的。在进行CT子系统的每日QC测试时,采集工作站弹出错误对话框,如图1 所示。错误对话框提示QC 测试序列初始化失败,并给出11406 错误代码。错误对话框还建议重新加载QC 测试序列,但是反复多次加载QC测试序列,均出现图1 所示错误对话框。多次尝试均无法加载CT 子系统QC 测试序列,推测采集工作站和CT 子系统之间出现通信故障,因此初步怀疑CT 无线网桥出现故障。

图1 Error对话框

Infinia Hawkeye 4 的CT 无线网桥由两个美国3COM 公司的WL-561 无线路由器组成,分别安装于机架DAS 探测器和IPS 外壳上。如图2 所示,旋转侧的路由器与DAS 探测器通过网线相连接,固定侧的路由器与采集工作站通过网线相连接,两个路由器通过无线网络相连接,最终实现了采集工作站与DAS 之间的通信[10-12]。此架构的无线网桥能够保证CT 在做旋转扫描时,采集工作站仍能够与机架CT 探测器保持通信和数据传输。该无线网桥采用802.11g 和802.11b 网络协议,无线2.4 GHz频段,最高54 Mbps 网速传输以及两个无线路由器组成的企业级单一无线局域网。在这一局域网中,采集工作站的IP 地址为192.168.251.192,CT 子系统DAS 的IP 地址192.168.251.193,两个IP 地址为Infinia Hawkeye 4 的出厂设置,无需改动。

图2 CT无线网桥架构

为进一步查明网络故障,根据上述对无线网桥的解析,在采集工作站上打开命令提示符cmd.exe 程序,输入“ping 192.168.251.193”,测试结果提示无数据通信,可以确认为网络故障。测试并逐步排查局域网中的网线连接,结果未发现网线或其连接故障。在采集工作站浏览器的地址栏输入10.0.0.1 和10.0.0.2,分别尝试连接无线网桥的两个路由器,结果发现不能连接DAS 上的路由器。打开机架外壳查看该路由器,发现其信号灯熄灭,提示工作异常。测试该路由器供电情况,结果正常。至此,可以判断为无线网桥的路由器故障。

通过咨询厂家技术人员了解到,在进行CT 扫描之前,Infinia Hawkeye 4会先进行数据通讯测试,如果该测试失败,则会出现错误对话框并给出11406 错误代码。这与本文的分析判断是一致的。

2 解决方案的提出、实施及推广

由于原厂采用的3COM 公司WL-561 路由器已经停产且在国内市场无法购买,在故障解决方案中本文采用了其他型号的路由器进行替代。Infinia Hawkeye 4 无线网桥的两个路由器通过WDS 相连接,在DAS 上的路由器作为主路由器,IPS上的路由器作为副路由器,两个路由器均设置为一对一无线桥接模式,形成一个封闭的无线传输通路。因此,用于替换的路由器应至少具备WDS 功能,其他参数应尽量与原路由器相近。经对比分析与测试,本文选定Netgear 公司WNR614路由器作为替代路由器,其基本参数如表1 所示。由于设备为路由器仅提供AC 110 V 电源,需要另外购置两个AC 110 V转DC 12 V 3 W 开关电源为WNR614 路由器供电。

表1 WNR614与WL-561基本参数对照

型号 WNR614 WL-561无线传输速度 最高300 Mbps 最高54 Mbps网络标准 802.11 b/g/n 802.11 b/g无线网络支持频率 2.4 GHz 2.4 GHz路由器电源 AC 220 V转DC12 V AC 110 V转DC6 V

安装前,首先要对WNR614 路由器进行设置。进入路由器配置界面,设置统一的无线网络频段,互为配置MAC 地址,两个无线路由器的IP 地址设定为10.0.0.1 和10.0.0.2,以保证数据传送。配置完成后,进行路由器安装。首先关掉设备总电源CB1,拆除IPS 外壳及GANTRY 外壳。在IPS 一侧,将该侧路由器固定于IPS 上,将网线直接插入路由器LAN1-4 口,接通AC 110 V 转DC 12 V 开关电源,事先把路由器电源开关常开。DAS 探测器一侧路由器安装与IPS 侧相同,安装空间充裕,可用扎带固定路由器和开关电源。路由器安装结束后,重新安装机器外壳。路由器安装位置如图3 所示。

图3 无线网桥安装示意图

路由器安装完毕后,通电开机,在采集工作站上运行命令提示符cmd.exe 程序,运行“ping 192.168.251.193 -T”命令进行测试,结果表明无数据包丢失,并且传输时间远小于原3COM 路由器(原路由器传输时间最高为25 ms,新路由器传输时间最高为5 ms)。重新运行每日QC 测试及其他测试程序,设备整机运行正常,表明替代维修成功。

3 讨论与总结

本文对Infinia Hawkeye 4 SPETCT 的无线网桥功能、架构及故障进行了深入分析,并提出了有效且高性价比的解决方案。本方案在我院实施后,设备性能稳定,效果良好,继而推广应用至全国多家医院。本方案在其他医院实施后,同样收到了良好的反馈,安装至今均未发生过无线网桥故障,其中无故障运行时间最长已经达到48 个月。实际上,进口配件价格昂贵,并且原厂维修附带有捆绑条款,而替代维修则能够节约巨大维修成本(厂家维修报价约8 万元人民币,而本次替代维修花费仅1 千元)。通过此次替代维修,我们认识到Infinia Hawkeye 4 SPETCT 的无线网桥主要负责设备的数据传输,功能相对独立,替换其配件并不影响设备的其他部分。另外,虽然该设备贵重,但更换配件时也并非必须全部使用原厂配件,替代是一种可行的维修思路。经查阅,厂家并未在用户随机文件中给出故障代码11406 的任何相关信息,因此在遇到出现11406 故障代码时,建议工程师同行首先考虑采集工作站和CT 子系统的网络连接故障。

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Analysis and Fault Replacement Repair of Wireless Bridge of Infinia Hawkeye 4 SPETCT

FENG Ming1a, SUN Xin2, WANG Xiwen1b, YAN Fengjuan1c
1. a. Department of Equipment; b. Department of Nuclear Medicine; c. Department of Radiotherapy, Zhucheng People’s Hospital, Weifang Shandong 262200, China; 2. Department of Medical Engineering, Shandong Provincial Hospital, Jinan Shandong 250021, China

Abstract: Infinia Hawkeye 4, a multi-functional radionuclide imaging device of GE, is widely used and has a high cost performance. The functions, architecture and faults of the wireless bridge of Infinia Hawkeye 4 were analyzed in depth. Based on the function, architecture and failure of Infinia Hawkeye 4 wireless bridge, we proposed a solution using routers of non-original specifications to replace it, and provided a specific implementation plan and implementation process. Analysis of the implementation effect of the scheme showed that the scheme could realize the related functions of the original router, and the communication speed was improved. In addition, the feedback results were good after popularization and application to other medical institutions, and the longest failure-free operation time of wireless bridge after replacement maintenance had reached 48 months.

Key words: wireless bridge; nuclide imaging; SPECT; router; communication speed

收稿日期:2019-02-18

作者邮箱:15063605068@163.com

[中图分类号] R730.55;R197.39

[文献标识码] B

doi:10.3969/j.issn.1674-1633.2019.11.047

[文章编号] 1674-1633(2019)11-0184-03