迈瑞DigiEye560数字X射线摄影系统故障维修2例
引言
目前，数字X射线摄影系统（Digital Radiography，DR）已经在医院普遍使用。DR是在常规X线摄影的基础上发展而来，它是一种X线直接转换技术，它使用平板探测器接收X光，探测器上覆盖的晶体电路把X线光子直接转换成数字化电流[1]。DR可以用于人体的头颈部、骨关节、胸部、腹部等全身各部位的检测，可以深入检测到骨关节的细微结构，以及各种皮肤软组织的改变。在进行胸部检查时，比常规的胸部检查方式更清晰、准确地锁定病变部位；在进行腹部检查时，也可以对微小病灶进行清晰的显示。由于DR快速、清晰、准确的诊断特性，应用的范围越来越广，DR已经成为医生进行很多疾病诊断必不可少的辅助手段[2]。DR的正常运转对于医院来说至关重要，DR故障的发生对于医院正常诊疗任务的完成会产生较为关键的影响，不仅会给医院带来经济损失，还会影响患者的就医体验，因此，当DR故障发生以后，医院工程师应当迅速响应，及时提供维修方案并进行维修，减少DR的宕机时间。本文以我院迈瑞DigiEye560数字X射线摄影系统为例，对DR的工作原理进行了分析，并列举了2例故障现象，提出解决方案并总结了维修流程，为医院工程师维修相关设备提供参考。
1 DR系统的基本结构及工作原理
DR系统的主要组成部分包括球管、探测器、图像后处理系统、胶片打印机等部分。基本的工作原理为：球管发射出的X射线照射到患者身体以后传递到探测器上，探测器接收了X射线产生的影像信息，然后进行数据的转换，并由图像处理器对信息进行处理，将影像信息转化为数字图像，并对图像进行存储和显示，数字化的图像可以由激光打印机进行打印，成为图像报告。
DR系统整个成像的过程大约5 s即可完成，且全程自动化操作，方便快捷[3]。数据采集非常灵敏，只需低剂量即可获得高质量的数字化图像，且整个图像动态范围较大，检测厚度较深，图像后处理系统更是该设备的关键模块，对探测器采集到的图像进行再处理，整个过程不需要暗室的化学洗片，可直接进行打印，减少了对环境的污染[4]。现如今，大部分医院的DR均可以与医院的RIS系统、PACS系统连接，与医院的信息化管理理念相契合。
DR系统的X线曝光剂量，是优质图像的保证[5-6]，原则是在保证图像信息足够的前提下，尽量降低X线的曝光，但具体降低多少曝光量，很难人工进行把控。因此，现在的DR是可以自动进行一定范围内的动态调节的，防止曝光条件不合适状况的发生。图像曝光条件过大时，所拍的图像曲线就会变窄，图像偏黑并且失去层次感，这一状况发生后，后期的调节不能使图像质量恢复正常；而当图像曝光条件过小时，图像颗粒感增强，病变部位不能清晰显示。
2 故障实例
2.1 故障一
2.1.1 故障现象
DR系统无法正常曝光，在使用时报“E58”错误，重启设备后，故障仍然存在。
2.1.2 故障分析与排查
当故障发生以后，第一时间查看设备使用日志，经查发现，该DR设备在当日凌晨至早8：00一直处于待机状态，操作人员在当天8：30第一次开始使用该设备时，系统报错为“E58”错误。当设备发生该故障报警时，一般指示为硬件故障。查看维修手册发现，该故障为指示性故障，会导致设备无法曝光。该故障发生在设备阳极低速旋转阶段，当系统检测到主线圈电流过量时，“E58”错误提示为“电流过大”，则可能是在整个系统通路中有短路现象发生。首先对通路中MOD.11模块（图1）进行逐步排查。
图1 MOD.11模块实物图
第一时间检查DRAC控制板的拨码开关是否设置正确，未发现异常，排除开关设置错误的可能性。查看DRAC接口板附近电路，使用万用表的二极管档位，检测DRAC接口板J5接头附近的四个二极管CR8、CR9、CR10和CR11，如图2所示，未发现异常；检测J2的+DC out和-DC out之间是600 VDC（图3），因为此电压是DRAC控制板的功率输入电压，未发现异常。
分别测量球管的main-shift、main-COM、shift-COM之间的电阻值，西门子R14球管，R1为main-COM之间阻值，测量值为21 Ω，在标准参考值20.4～22.6 Ω之间；R2为shift-COM之间阻值，测量值为51 Ω，在标准参考值48.9～54.1 Ω之间，符合球管参数要求，排除球管内部短路问题。球管定子电缆线示意图，见图4。
图2 DRAC接口板J5示意图
图3 DRAC接口板J2示意图
图4 球管定子电缆线示意图
使用万用表的欧姆档或通断档，测量TS2端子排的main和shift端之间是否存在短路。经检测发现，main和shift之间的绝缘性良好，不存在短路，排除端子排故障。调换主变压器和辅助变压器，重启DR，发现故障依旧存在，排除输出变压器故障。通过前面的排查，可以确定是DRAC控制板发生故障，更换DRAC控制板，重新启动设备，系统不再报错，且可以正常曝光，故障解决。
2.1.3 小结
因为系统的某些部分每次拆装都比较烦琐，费时费力，所以当系统发生报错时，我们应该先查看设备使用日志，确定故障发生时间，在发生之前设备有无异常现象发生。当确定故障发生时的状况是，我们要第一时间对故障做出大致的判断，如果把握不准，不要盲目拆卸，需要查看维修手册，确定故障原因。同时，DR系统内部线路较为复杂，在应对电路短路故障时，应该按照电路板上的各个部件排列顺序，依次对其进行检测，并注意检查有无接触不良或是线路老化现象的发生。由于DRAC控制板是带芯片的，在更换板卡的时候，应该使用原来的芯片，且芯片管脚容易折断，防止插错方向。
2.2 故障二
2.2.1 故障现象
机器报错“运动禁止，U臂上下运动电位器异常类型3”，U臂无法上下运动，其他方向运动正常。
2.2.2 故障分析与排查
当设备报此故障时，往往第一反应是DR的U臂升降电位器发生故障。电位器的报错属于软件保护机制，因此，我们进入系统设置界面，点击“自由运动”，使设备进入自由运动模式，再次尝试按下U臂上下运动按钮，发现故障依旧，由此可知，该故障可能不是电位器本身发生故障，而是因为运动问题导致的电位器报错。根据以往经验与厂家说明可知，造成U臂上下无法运动可能的原因主要有：① 上下运动电机未解锁，刹车装置导致负载过大，电机无法拖动U臂运动；② 上下运动电机故障；③ 上下运动电机没有得到变频器工作信号。
然后，进一步观察发现机电控制箱的散热风扇停止转动，机头的散热风扇也不能正常运转，查看机电控制箱电路图（图5）与板卡实物图（图6），从电路图中可以看出，以上两组散热风扇的供电都来自24 V电源盒，用万用表测量TS4端子的10，11，12，13脚，确定没有24 V输出，再往前级测量发现24 V电源盒的220 V输入正常，但有一路24 V没有输出，确定此故障是由于24 V开关电源盒里的其中一块24 V电源板故障引起的驱动24 V供电异常造成的。
图5 机电控制箱电路图
进一步查看该设备驱动板电路图（图7），可以得知对于DigiEye560，设备驱动板的一方面将TS4-1的220 V输入经过继电器控制输出到TS4-35，用于解锁升降交流电机的刹车，进而允许U臂上下运动；另一方面与设备接口板一起经过直流电机驱动板驱动平板旋转的直流电机。因此，我们先尝试进行平板旋转运动，发现平板无法旋转，接着尝试直接短接TS4-1和TS4-35，U臂可以正常升降运动，因而排除变频器和交流电机本身故障的可能性。经过进一步分析，确定故障原因为24 V开关电源盒里的其中一块24 V电源板故障，导致驱动24 V供电异常，设备驱动板没有上电，U臂升降电机的交流刹车无法解锁，最终导致U臂无法上下运动。更换电源板PCBA，重启设备，U臂可以正常运动，故障排除。
图6 板卡实物图
2.2.3 小结
对于U臂不能上下运动的故障，我们应该首先排除软件保护机制是否启动，避免盲目对设备硬件进行拆解。当排除软件保护机制启动后，可以通过观察机器常规运行状态，比如：风扇的转动，声光指示等，尝试进行其他方向的运动来帮助进行故障定位。当故障锁定在固定的模块以后，则可定点进行排查，逐一检查电路连接，认真细致，逐步排查，直到故障解决。
图7 驱动板电路图
3 讨论与总结
DR设备在现代化医院中使用的频率较高，其高质量的成像效果，对于辅助医生的诊断具有重要意义[7]。DR属于大型医疗设备，对于维修工程师的综合素质要求较高，在DR发生故障时，工程师应该仔细观察，考虑全面，快速锁定故障位置，总结出最优解决方案。DR的维修不仅要求工程师胆大，更要求工程师心细，应为其内部的精密元器件较多，不正确的拆解可能会对设备造成不可逆的损伤，给医院造成较大的经济损失[8-9]。对于像DR一样的大型医疗设备，故障发生时往往会给医院造成较大的影响，故障的及时维修固然重要，预防故障的发生更是设备管理人员应该考虑的问题[10]。为了防止故障的发生，我们不仅应该制定专门的预防性维护方案，更应该责任到人，做好质量控制工作[11]。
本文分析了DR的基本组成与原理，阐述了高质量图像的获得过程，可以为维修初学者提供一定的参考。同时，以迈瑞DigiEye560数字X射线摄影系统为例，总结归纳了2例较为典型的故障，并给出详细的故障排除方案，2例故障最终均指向系统内部的电路板问题，但它们的外在表现却不相同，一例表现为设备无法正常曝光，另一例则表现为U臂的升降异常，由此可见，DR故障的排查过程较为复杂，对于DR故障的分类应该更加精细，工程师平时应该经常学习，对与DR各部分对应的电路进行牢固掌握。
为了提高故障维修效率，工程师应该善于总结发现，平时做好记录，当故障发生时，查看自己医院DR等大型设备的维修记录。同时，要善于总结常发生故障的部位，寻找设备易故障的备件，加大预防性维护力度，对于需要经常更换的备件，应做好备件管理，以防拖延维修时间，给医院带来损失的同时，也给患者带来不便。
[1] 李建朝,孙鹏,贾西忠,李宏伟.DR的应用体会[J].世界最新医学信息文摘,2016,16(51):168.
[2] 陈鸣凤.DR系统的应用[J].中国社区医师(医学专业),2012,14(16):268.
[3] 崔金剑,何晓博.探究医院X光机的原理和维修要点[J].中国医疗器械信息,2018,24(12):142-143.
[4] 梁彦超,任宏健.X线机的原理及维修策略[J].世界最新医学信息文摘,2018,18(11):152-154.
[5] 李胜勋.西门子CompactL C形臂X射线机故障维修3例[J].北京生物医学工程,2019,38(2):113.
[6] 刘光启,闫文娟.瑞典SWEMAC G型臂X射线透视机运动故障分析与维修[J].临床放射学杂志,2019,38(10):1917.
[7] 郑夏滨.迈瑞DigiEye280 DR故障维修三例[J].医疗装备,2018,31(7):127-128.
[8] 徐庆海.医用数字X射线摄影系统(DR)故障一例[J].医疗装备,2012,25(7):65.
[9] 白丹,蔡学都.探析数字化X线摄影系统的故障与维修[J].健康大视野,2018,(5):249.
[10] 凌文嘉.迈瑞DigiEye760 DR故障案例分析[J].中国医学装备,2016,13(7):140-141.
[11] 郭元星,李向东,曾小涛,等.迈瑞DigiEye 560型DR机在特殊环境下的保养与使用[J].中国医学装备,2018,15(2):129-130.
Two Cases of Fault Repair of Mindray DigiEye560 Digital Radiography