東芝INFX-8000V型血管機C臂系統調整及故障分析

張行坤，隋妍妍

青島市中心醫院 醫技部，山東 青島 266042

東芝INFX-8000V血管機配置40 cm×30 cm平板探測器，實時優化影像鏈，可以進行全方位的各種介入手術操作，提供靈活、開闊的手術空間及豐富精準的介入手術輔助軟件和功能、完成復雜的介入手術處理操作和多設備聯合手術的特殊治療環境，是搭建Hybrid（復合）手術室的理想血管機[1]。我院東芝INFX-8000V血管機中的C臂系統為CAS-880A型，現將該型號C臂系統的主要組成、功能及常見故障排除進行說明。

1 主要組成及功能[2-3]

① 主旋轉，旋轉范圍為右前斜位-120°到左前斜位+120°；② 臂滑動，范圍為頭位50°到足位90°；③ 探測器近遠方向移動，也就是球管焦點與探測器距離的調整，調整范圍為900～1250 mm；④ 沿地面基準旋轉，旋轉范圍為±135°；⑤ 支撐柱的旋轉，旋轉范圍±90°；⑥ 平板探測器旋轉，旋轉范圍±70°；⑦ 縮光器旋轉，旋轉范圍±70°。該系統中機械運動部件有電機、編碼器、初始開關、部分限位開關及相應的機械裝置、超級手柄和床邊控制盒、系統控制柜。控制柜中4塊電路板和1塊母板，4塊線路板為：A01控制整個C臂系統運動；A02控制各運動的編碼器的信號采集及處理；A03控制維修模式的選擇、各種調整的設定等功能。A04控制控制縮光器的各項運動。直流電源盒中有5塊開關電源，輸出+5 、±12 、+24 V直流電源供各控制電路，控制柜中伺服放大器AM1、AM2、AM3，分別驅動主旋轉、臂滑動和探測器近遠方向移動電機，逆變器inverter1、inverter2、inverter3和inverter4分別驅動沿地面基準旋轉、支撐柱的旋轉、平板探測器旋轉和縮光器旋轉電機（圖1～2）。

圖1 C臂系統的設備結構圖

圖2 C臂系統主要原理圖

2 初始化開關位置的調整

CAS-880A型C臂系統為了防止系統因限位開關和電位器引起的系統停機，取消了所有定位用的電位器和部分限位開關，但每個運動中增加了初始化開關或傳感器，系統增加了初始化技術功能，這項技術可記錄系統各運動的初始化開關的位置，并比較方便地調整初始化開關的生效位置，初始化技術使用程序如下[4-6]：① 設定維修模式，將A03板DIPSW10-1撥到ON位置；② 通過旋轉A03板的ROTSW6的1～6選擇要調整的目標運動軸；③ 根據所選的目標運動軸，按下override鍵移動系統時系統可以慢速移動到相應的參考位置，參考位置使用水平尺、角度尺、刻度尺等進行手動測量，根據設備的標注參考線進行定位，移動時注意在此模式下機架防撞裝置和互鎖功能不起作用，需謹慎運動；④ 同時按下override鍵和超級手柄的0鍵，系統發出兩聲結束的聲音，將編碼器重置到初始位置；⑤按下超級手柄的扳機鍵或鍵盤的START鍵，系統將向初始開關生效的方向移動；⑥ 系統在初始開關處停止并發出一聲結束的聲音，表示一個目標軸運動的初始化位置調整結束；⑦ 若需其他目標軸運動的初始化位置調整，則重復進行②～⑥；⑧ 調整結束，將A03板DIPSW10-1撥到OFF位置，退出服務模式，確認限位開關未斷開，沒有到達機械停止位。

3 常見故障

3.1 系統報錯H45

H45表示servo3 motor driver error（伺服放大器3電機驅動錯誤），提示平板探測器遠近移動錯誤。重啟設備，故障依舊，分析可能故障為：① 伺服放大器AM3故障；② 電機故障；③ 連接電纜接觸不良；④ 編碼器故障；⑤A03：MIO PWD（接口板）故障。此故障提示伺服放大器不正常，重點檢查伺服放大器，伺服放大器是平板遠近移動電機的驅動模塊，三相220 VAC供電，接受平板移動距離的編碼器數據，A03：MIO PWD的驅動信號輸出頻率不同的UVW三相交流電壓給電機，此伺服放大器具有各種面板指示燈和狀態編碼，首先測量伺服放大器的供電電壓正常，+5 VDC電源指示燈和充電指示燈正常，7段發光二極管的狀態編碼為5，手冊提示為放大器主電路過壓，表示伺服放大器的輸出不正常，由于3個驅動模塊AM1、AM2、AM3完全一致，可以互相交換測試，但要注意更換后應注意伺服放大器的自身地址設定，自身地址分別為00、01、02，將AM3與AM1互換并進行地址設定，交換后AM1顯示狀態編碼為5，AM3顯示正常，可以斷定AM3不正常，更換新件后正常。

3.2 系統報錯H55

H55表示The final limit switch of the detector near/away movement axis actuated（平板探測器遠近移動的限位開關生效），平板停留在最高位置。可能原因：① 限位開關位置移動，提前限位保護；② 編碼器不正常，運動時編碼器計數不夠，最遠端時仍繼續運動，造成限位保護；③ A03：MIO PWD不正常，存儲的編碼器數據有誤，造成存儲的位置信息與實際不符；④ 連接電纜接觸不良。據此分析，首先查看限位開關，將限位開關手工復位，調整開關位置，運行時有時還碰到限位開關，將小鍵盤連接到A04板的CNN2端口，連接后按MODE 5、SUB 11，再按READ,發現存儲數據存在，MODE0 、SUB56，再按READ，轉動編碼器 ，發現編碼器數值完整無缺失，可斷定編碼器正常，檢查連接電纜正常，仔細觀察平板在接近限位開關時，顯示平板與球管的距離不到1250 mm，判斷為關機時存儲的編碼器數據有誤，進行一次平板探測器的遠近移動方向的初始化調整，設備運行正常。

3.3 系統報錯H45、H55、H93、H94等

此故障表示平板的遠近移動和縮光器故障，且C臂運動等幾個功能不靈活，運動中經常出現停頓。故障不固定，且越來越嚴重，出現大范圍硬件損壞的可能性很小，分析故障可能在公共部分：① 直流電源盒中的5塊開關電源；② A03：MIO PWD不正常；③ 連接電纜。首先檢查各直流電源，直流電源盒的24 VDC只有11 VDC，更換同功率開關電源后，電壓仍不正常，說明負載不正常，斷開負載，把控制柜母板上J9斷開后，24 VDC正常，說明故障在J9電纜以后，J9連接到C臂底座，將C臂底座的J9拔下后，24 VDC仍不正常，經詳查電纜溝中的J8（60芯）和J9（64芯），發現兩根電纜在電纜溝中存在轉接頭，接頭盒明顯進水腐蝕，造成線路故障，更換電纜后重新進行各運動的初始化調整后，設備運行正常。

[1]孫凱,呂曉輝,李明,等.平板血管造影機的定期校對與檢修[J].中國醫療設備,2011,26(2):99-101.

[2]曹新志,潘永泉.淺析現代大型數字化血管機機房的設計[J].醫療衛生裝備,2009,(8):104-105.

[3]劉麗鈞,卞秀輝,孫清.基于CAN總線的血管造影機C臂運動控制系統[J].沈陽工業大學學報,2006,28(3):323-326.

[4]于曰俊,張國華,張永波.東芝數字減影血管造影機TOSHIBA DFP-2000A/A3故障維修一例[J].醫療裝備,2009,22(2):27.

[5]程力,徐力.數字減影血管造影機的故障排除[J].中國醫學裝備,2012,9(8):92-93.

[6]袁波,黃永富,蔡飛.LCV plus全數字減影血管造影機故障維修[J].生物醫學工程與臨床,2011,15(3):284-285.