GE Logiq E9超声维修案例分析
引言
Logiq E9使用最前沿的容积导航、GPS技术在医学领域得到了应用，容积导航技术是将实时超声图像与前次检查获得的CT、MR或PET图像融合在一起[1]，虚拟扫描以前的研究数据以匹配实时超声图像，将图像并列或重叠起来进行比较，充分利用每个成像模式的优势，通过双定位器帮助医生对患者的多个病变目标进行实时跟踪，对肿瘤病灶进行标记追踪，让病变位置无处藏身[2]，还可以实现神奇地在CT片上观察血流，GPS标记的容积导航技术可以标记病灶的位置并帮助计数，并且通过对最佳穿刺角度的追踪定位，避免碰到神经血管等结构，引导介入手术的完成，进一步提高穿刺诊疗的精确性与安全性。Logiq E9还可以使用超声进行疗效跟踪，帮助患者减少CT用量，避免放射剂量[3]。
1 彩超基本原理
彩超成像是通过后端向PD发送指令，再由PD控制GTX通过GRLY让探头产生超声声束扫描人体，探头接收回声通过GRLY交给MRX处理，再交由PD板将信号传给后端，后端处理后将信号以光点的形式呈现在显示器上，回声强则光点亮，回声弱则光点暗，光点随探头移动连续扫查，呈现出脏器的解剖切面，为二维成像[4]；多普勒效应对运动的血流进行显像，用伪彩色编码技术将血流信息转变成可视的血流影像。由此可见，彩超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，在临床上有广泛的应用[5]。彩超基本结构，见图1。
图1 彩超基本结构
2 GE Logiq E9彩色多普勒超声诊断系统案例
2.1 案例一
2.1.1 故障现象
按下设备开机键，设备PC端风扇运转，开机指示灯由黄色变为绿色，显示器无信号没有画面，然后设备反复自动重启。
2.1.2 故障分析与检测
根据上述故障描述，首先怀疑故障出现在设备后端或DC电源，因为超声后端也就是PC端主要是来支持设备启动运行的，如果设备无法正常开机或蓝屏死机，多数都是PC端出现问题[6]，所以按照初步判断应该先排查PC端再检查总电源，维修前先了解一下PC端主要的构造（图2）。
图2 GE Logiq E9 PC端构造
注：1.主板；2.显卡槽（此故障设备是集成显卡）；3.内存；4.CPU。
现设备开机重启且显示器没有任何画面，说明主板未启动，一般来说内存、显卡、CPU或是主板自身都有可能造成PC端无法启动。此版本设备无独立显卡，基本确认故障为内存和主板，根据先易后难的原则，首先排查内存[7]，将两根内存条分别拆卸清理后装回，设备故障依旧无法启动；将内存条更换卡槽后依然如此。然后拔下其中一根内存条后开机测试，发现设备可以正常启动，但开机后设备运行及图像卡顿，应该是内存不足所导致，此时基本确认故障应该为PC端主板上其中一根内存条损坏[8]。
2.1.3 故障维修
确定故障后我们为设备PC端主板更换新的内存条后机器可正常启动且运行及图像正常不卡顿，故障排除。
2.1.4 小结
当我们对此故障机器做初步判断时，先要分析故障是否是无法开机或是否为PC端故障，然后减小确定故障范围，进一步确定是供电问题还是硬件损坏，PC端的ATX电源、主板、显卡[9]等，都有可能导致设备无法正常开机。所以排查PC端问题的同时也要检查DC电源供电。建议更换内存条时，成对更换，尽量减少不同内存条由于运行速度不同带来的新问题。
2.2 案例二
2.2.1 故障现象
设备开机正常，进入超声系统正常，二维模式下图像使用正常，彩色模式下，增益正常值情况下取样框内彩色外溢；当使用连续多普勒时，频谱异常（图3）。
2.2.2 故障分析与检测
根据上述故障描述，我们首先怀疑探头或是前端的某块板件出现故障，因为超声设备是由前端通过探头发射与接收信号[10]，经由前端处理后传输给PC端进行后处理，从而显示到显示器上。目前设备能正常开机且二维图像正常，说明PC端的运行正常，基本可以排除PC端有问题，通常PC端出现故障多数会导致设备无法开机、死机或无法进入系统等非图像故障，所以扫描区域出现问题时多数是因为前端或是探头出现故障。
图3 GE Logiq E9二维故障图像
现在我们先来了解一下GE Logiq E9前端构造及运行原理，有助于我们对此故障的分析检测。首先了解前端构造，前端主要由母板、探头连接板、接收板、发射板、电源板以及两块桥板构成，桥板主要的作用是连接探头连接板、接收板、发射板[11]（图4）。故障所示的连续多普勒是由接收板上的连续多普勒模块控制。
图4 GE Logiq E9前端板件图
GE Logiq E9前端运行原理[12]：首先PC端通过PC2IP发送控制信号给前端背板。由背板控制电源板、发射板和探头连接板协同发射超声信号，由电源板供给发射板高压，发射板和探头连接板加载高压脉冲信号由探头产生超声信号并发射。然后探头接收经由人体反射的超声信号并发送给接收板，接收板再交由母板进行信号处理；当测量频谱时，接收板上的连续多普勒模块处理信号后再交由背板。背面板处理后传输给后端，后端进行后处理将图像呈现在显示器上（图5）。
图5 GE Logiq E9前端板件位置
根据运行原理从易到难进行检修[13]，首先检查探头，发现所有的探头都有彩色外溢，所有探头同时损坏概率极小，这种情况通常是由于前端板件损坏而导致所有探头图像出现问题，科室内恰巧有在另一台同版本的Logiq E9，把机器上正常使用的同型号探头，连接到本设备上故障再次出现，由此排除探头故障；接下来我们再来检修前端板件，探头连接板、接收板、发射板、桥板作用是发射接收信号，电源板负责提供高压，所以当探头连接板、接收板、发射板、电源板任意一块损坏都可能导致二维下图像异常显示，目前故障是血流及频谱异常，因此重点怀疑是连续多普勒模块所在的接收板出现故障。
2.2.3 故障维修
既然前端板件都有可能造成此故障，这时候可以用“替换法”进行重点排除，这种方法就是将没有故障的设备配件替换到有故障的设备上进行测试。因此故障重点怀疑接收板，先将科室内另一台同版本Logiq E9的接收板更换到这台故障设备上，按下电源键开机正常，检查患者血流和频谱时上述故障消失。
2.2.4 小结
在确定多个板件都可能造成所碰到的故障的情况下，这才成就了“替换法”[14]，将可能的故障板件逐一进行替换，更换到某块板件故障消失时，就可以确认这块板件损坏，进行维修更换即可。
3 总结
通过这两个案例发现超声设备故障多样，在日常工作中需要掌握设备结构和运行原理，我们发现无法开机的故障多数是PC端或是电源出现故障导致的。而设备可以正常开机超声图像出现问题时前端出现故障的可能性比较大，但也可能是电源故障导致的前端高压供电问题。维修时“替换法”也是日常维修工作中经常用到的排查方式[15]，当有同样设备或配件时就可以将怀疑有故障的配件替换到其他机器上用以确定自己的推测。同时我们应该继续学习和提高维修水平，以更快的速度维修好更复杂的故障。日常应该及时保养清理超声设备，防止防尘网灰尘过多而导致的设备过热死机或报警，确保设备的日常使用[16]。
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Case Study of GE Logiq E9 Ultrasonic Maintenance