GE Vivid7超声诊断系统故障维修3例
引言
彩色多普勒超声诊断仪以其安全、无创、实时、动态和可视化等优势在临床工作中得到越来越广泛的应用[1]，可用于腹部、外周血管、心脏、妇产科的检查[2]，还在诊断下肢深静脉血栓[3]、多种癌症[4-6]，进行胎儿先天性心脏病筛查[7]等多个方面具有重要作用。我院采用的GE Vivid7全数字彩色多普勒超声诊断仪，是一款目前各大医院广泛使用的诊断仪器，也是目前国际上最先进的心脏彩超机之一[8-9]。与超声诊断仪配套的超声系统像人体大脑一样指挥着超声设备各部件的协调运行，协助医务人员完成日常检查诊断工作。但是随着就医患者数量的上涨，超声设备长时间、高强度的使用不断引发的故障，降低患者的就诊体验感，影响影像科工作的正常进行。为了保障医院设备的正常运行，提升患者就诊体验感，临床工程师不仅需要进行超声设备日常的维护保养，而且还需要在设备系统出现故障时能够快速高效地排查故障恢复设备的正常运行。本文就GE Vivid7超声诊断系统产生的三例故障进行逐步分析排查，希望本文能为广大临床工程师在故障排查方面提供参考。
1 系统架构及工作原理
Vivid7是美国GE公司的一款具有优秀计算机图像处理能力的彩色超声多普勒系统，在多种疾病的诊断方面显示出明显优势，Vivid7系统主要由操作面板、显示器、前端发射接收处理部分、后端计算机处理部分等四大部分组成（图1），此外还包括电源模块（隔离变压器、开关电源）[10-11]。
图1 GE Vivid7系统的组成
（1）操作面板包括键盘和触摸屏，可以根据实际操作需求使用不同功能区域对超声系统进行各项操作。
（2）前端发射接收处理部分是处理信号、形成最终图像显示或存储的部位，主要由超声发射接收板、RF AMP板、通道板、TD板、EQ板及BMP板等结构组成，能够驱动超声探头晶片的起振发射超声波，并接收超声波发出的信号，进行叠加及对应模式的信号处理。
（3）后端计算机处理部分装有Windows操作系统和多种应用程序，控制和协调主机各部分的工作，是整个设备的心脏所在，可以分析处理前端传递过来的数字超声信号，并将得到超声图像输出至显示器或在硬盘上存储。
2 GE Vivid7超声诊断系统故障维修分析
2.1 案例一：启动出现蓝屏
2.1.1 故障现象
设备启动时经常出现蓝屏故障，并报“0X0000007E”故障代码，重启后可以进入操作系统正常使用。另外，设备开机启动中会弹出提示框“注册表文件的载入路径，文件丢失无法找到”。
2.1.2 故障分析
当PC的开机键被按下后，ATX电源向主板供电，而视频显卡芯片工作状态受主板控制输出12 、5 V的电压。其中，+12 V作为液晶触摸屏的高压板供电电压，5 V是通过电源调整芯片转换成3.3 V为视频信号解码集成模块供电。开机电路图如图2所示。
图2 开机电路图
蓝屏报错误代码“0X0000007E”，公认为是由系统进程错误引起的，可以考虑软件或硬件故障导致[12]。在本故障中重启后能正常进入系统，说明上次故障只是偶尔的程序或系统运行错误，加上系统提示报错文件丢失。此时发生故障的原因可以考虑以下几点：① PC机系统故障导致开机蓝屏；② 硬件（内存、硬盘、主板或显卡）出现故障[13]；③ 背光管高压板的供电电压异常导致设备故障。
2.1.3 故障排除
按从易到难、先软件后硬件的原则进行逐一排查，首先考虑系统问题，第一步重新安装系统软件，安装完成后系统故障被解除，能够正常运行。但是两天后又出现启动蓝屏以及提示文件缺失，此时先排除系统软件故障。由于也是系统提示注册表信息丢失的重要原因，第二步，需要检查内存是否存在故障，经DOCMemory软件测试，未发现内存故障。接下来，使用HDtune Pro 5.60软件扫描硬盘，发现硬盘坏道情况比较严重，更换新的硬盘、重装系统后，故障消失。持续使用两个月后，发现相同故障再次出现，直接检测硬盘，发现新换的硬盘又出现硬盘坏道。抽出主机箱，最小化系统启动，显示主板上12 V和5 V指示灯闪烁，通过外接引线用万用表测量ATX电源对机械硬盘的供电电压，发现并不能达到12 V和5 V的额定电压，导致了硬盘损坏，我们更换后端计算机处理部分的ATX电源（图3）及新硬盘，重做系统软件，持续观察，故障解除。
图3 拆机后AXT电源位置
2.1.4 小结
从故障的表象推测故障原因为计算机系统本身的问题，但在实际的排除过程中却发现，由ATX电源对机械硬盘的供电电压不稳定引起的硬盘故障才是计算机蓝屏的根本原因。因此，熟练掌握设备的结构原理，才可能顺利排除故障。
2.2 案例二：南桥虚焊
2.2.1 故障现象
设备按下启动键后，启动键由黄变绿，各个风扇运转，操作面板键盘灯闪烁一下后显示器无显示，设备不能正常启动。
2.2.2 故障分析
开机按钮显示橘黄色，推测待机电源（220 V交流供电电源）正常运行。按开机按钮后橘黄色变绿色且各个风扇运转说明系统正常启动[14]。然而操作面板键盘灯闪烁后显示器无显示，可以理解成电脑没有被启动[15]。根据GE Vivid7超声诊断系统架构图，我们怀疑后端计算机启动出现问题。
2.2.3 故障排除
停机断电，断开前后端的连接，单独启动后端，故障依旧，初步排除前端发射接收处理部分故障的可能。打开后端机箱，重新连接各个接线，清理内存、显卡等各板件的金手指，重新启动故障依旧，排除了部件接触不良的问题。此时，故障缩小范围到ATX电源、主板、内存。重复断电，拔出ATX电源输入插头，检测后证明220 V交流电正常。继续拔出ATX电源与主板连接的排线，短接启动线，检测ATX电源的输出电压3.3、5、12 V，发现ATX电源为主板供电电压为3.9 V，低于5 V额定电压的正常输出，怀疑后端电源故障。然而，设立单独后端供电并替换ATX供电后电压依然无变化，独立启动后端ATX电源发现此路供电由3.9 V恢复为正常的5 V。打开机器左侧的盖子，更换同型号新的硬盘，故障并没有解除，继而怀疑主板部分故障导致电压拉低，触摸感觉南桥（图4）还留存些许热度，仔细观察怀疑南桥旁电路存在虚焊问题，加焊一遍南桥后，重新启动后故障解除。
图4 主板上的南桥
2.2.4 小结
该故障是由于主板部分南桥虚焊故障引起的，但是检测过程并不顺利，需要层层推进，尤其是最后怀疑南桥虚焊，必须经过细微的观察才能找出这一故障。在日常检修尤其是故障发生时，应当细心观察，仔细确认非正常情况，发现异常并及时维修，以此保障设备的正常运行。
2.3 案例三：PC2IP板故障
2.3.1 故障现象
设备启动后on/off键由黄变绿，各个风扇运转，操作面板键盘灯闪烁一下后显示器无显示，重新启动状态不改变。
2.3.2 故障分析
根据此前遇到的类似故障，暂不考虑前端发射接收部分故障，推测是后端计算机启动出现问题，并按前一故障相似的步骤进行排查。
2.2.3 故障排除
重新连接各接线，插拔内存、显卡确保部件接触正常；使用万用表测量ATX电源，电压正常，外接显示器，尝试启动设备，外接的显示器仍然没有显示，怀疑还是因为主板故障造成无法启动。再次进行仅保留电源、主板、内存的最小启动时主板启动正常，显示器显示启动过程，确定此次故障不是南桥引起，并且排除主板问题。推测是主板上其他的板卡有问题，于是依次把各卡插上并外接显示器尝试启动，多次试验发现只有在插上PC2IP板时，机器不能启动，初步确定是PC2IP板出现问题。联系原厂拿到新的PC2IP板板卡进行更换后，故障排除，设备可以正常启动顺利运行。
2.2.4 小结
在设备使用时出现相同表象的故障时，可以按照前期类似故障查找原因，以节省时间、提高效率。但是并不是表象一样的故障有相同的故障原因，当按照前期故障排查不能解决故障时，还需要仔细的检查其他板件部位，采用排除法逐个排查，看起来比较麻烦却是最有效的手段。日常工作过程中，临床工程师需要熟练掌握设备运行原理，只有根据原理进行排查才更准确高效。
3 维修总结
作为具有优秀计算机图像处理能力的彩色多普勒超声诊断仪[16]，Vivid7系统利用计算机实现超声原来硬件的功能，但是由于计算机操作系统的不稳定性或其他计算机硬件问题，偶尔会出现系统无法正常启动的问题。本文对GE Vivid7超声诊断系统的开机蓝屏、南桥和PC2IP板故障分别引起的显示器无显示而且设备不能启动的三例故障现象进行分析，并根据设备运行原理进行逐步排查，最终顺利解决故障恢复Vivid7超声诊断系统的正常运行。三例故障现象虽然看起来比较简单，但故障原因的查找过程并不顺利。这就要求临床工程师在日常维修中不仅要对多彩色超声诊断仪本身的硬件系统做好维护，掌握充分的设备运行原理，而且还要掌握计算机系统的相关操作，这样才能对整个超声软件+硬件系统进行全方位的维护保养。以此，确保设备出现故障时能迅速有效的排除故障，确保超声诊断仪正常运行，提高医务人员与患者的满意度，更好地为患者服务，也为医院创造更多的经济效益与社会效益。
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Three Troubleshooting Cases of GE Vivid7 Ultrasonic Diagnosis System