醫療儀器維修方法

【摘 要】由于醫療設備的高科技性、復雜性，以及對安全性與有效性的高要求，決定了醫療器械維修工作的高要求。該文介紹了醫療儀器維修的一些基本方法，其中最為重要的方法是故障樹分析法、節點法和排除法，通過這三種方法的綜合運用，對于有電路圖紙的儀器的硬件故障維修可以做到游刃有余；同時介紹了一些特殊故障情況的處理方法，以期遇到同類問題時少走彎路。對于剛從事本專業的同行具有重要的學習意義。

【文獻標志碼】A

doi:10.3969/j.issn.1671-7104.2015.05.023

收稿日期：2015-04-21

作者簡介　劉洪斌　E-mail: lhb-gcs@qq.com

文章編號：1671-7104(2015)05-0383-05

Medical Equipment Maintenance Methods

【 Writer 】LIU Hongbin Department of Equipment, Guangfo Hospital Affiliated to Guangzhou Medical College, Foshan, 528251

【 Abstract 】Due to the high technology and the complexity of medical equipment, as well as to the safety and effectiveness, it determines the high requirements of the medical equipment maintenance work. This paper introduces some basic methods of medical instrument maintenance, including fault tree analysis, node method and exclusive method which are the three important methods in the medical equipment maintenance, through using these three methods for the instruments that have circuit drawings, hardware breakdown maintenance can be done easily. And this paper introduces the processing methods of some special fault conditions, in order to reduce little detours in meeting the same problems. Learning is very important for stuff just engaged in this area.

【Key words 】medical equipment, maintenance, methods, introduce

0　引言

由于科技的日新月異，各種高新技術應用于醫療設備，各種功能的醫療設備層出不窮，更新換代速度極快，在現代醫療中的作用越來越重要，國內外大量具有高新技術的醫療儀器投入臨床 [1]，醫療設備已經成為衡量一個醫院醫療水平的標準之一 [2]。由于醫療儀器往往匯集各類學科與尖端技術于一體，加上本身直接用于人體，對安全性、有效性要求非常高，因此對工程技術人員維修水平的要求也就非常高。但是，醫院醫學工程技術人員素質良莠不齊，缺乏工作后的專業技術培訓 [3-4]。

維修是指工程師對使用者在使用與日常質控中發現的故障或工程師在安全與質量檢查中發現的較復雜的安全與故障隱患、質量偏差等進行查找原因并做出相應處理的過程。維修始終是工程師的主要工作，也是工程師的價值與職責所在。下面結合筆者從業20年的工作經驗，簡要地總結了一些醫療儀器的維修方法。

1　基本方法

(1) 基本原則 醫療器械的安全性、有效性是維修的根本目的。工程師自身的安全、操作人員的安全、病人的安全是前提。接地的完好是安全的基本保證。

(2) 溝通 通過詢問操作人員儀器的故障現象，判斷大致的故障范圍。

(3) 觀察 屬于外圍附件引起故障的直接檢查附件；可能是主機故障的應先根據操作人員描述的故障現象判斷還能否開機，不能開機的應直接打開機殼檢查，有無明顯的短路燒灼痕跡，有無脫線短路，有無潮濕，有無外物進入等；能開機的，則仔細觀察開機的過程，有無異聲、異味，開機程序是否正常，能否通過自檢，自檢中報何故障代碼或信息。

(4) 實際操作 通過操作檢查儀器哪些功能正常，哪些功能不正常及相應出現的故障現象，為查找故障確定大致的方向與范圍。如操作正常，則要讓操作人員當面再操作一次，并仔細觀察操作過程，以判斷是操作失誤還是儀器偶發故障。

(5) 區分是軟件還是硬件故障 現在的醫療設備大多與計算機技術緊密結合，對普通計算機故障細致深入的了解對維修有很大幫助 [5]。工作中出現死機、無法啟動但用啟動盤可啟動、某一功能界面丟失或無法工作、圖像無法重建等現象，大多為軟件故障。軟件故障只需重啟或重裝系統軟件即可修復。

(6) 簡易處理即可恢復的故障 硬件的很大一部分不需要更換元件，只需做相應的處理即可恢復。各種限位開關、傳感器（以光電耦合管最具代表性）及其它與運動有關的硬件由于位置的偏移引發故障，有的還表現出軟性的故障，出現參數偏差或圖像質量的下降，只需調整位置或做專業校準即可恢復；各種傳感器堵塞或被塵埃、污物等遮擋引起的故障，只需做相應的清理即可修復；有的傳感器由于環境條件的變化或自身老化等因素，出現參數偏差或圖像質量的下降，大部分只需做各種相應的校準就可恢復。以血液透析機最為典型，因透析液在管路與各傳感器中極易集聚結晶，使壓力或流量傳感器等因阻塞產生監測參數偏差故障，通過對儀器進行加熱或化學處理（用儀器自帶的熱消毒辦法進行熱處理，用檸檬酸、次氯酸鈉等化學物進行化學消毒），兩種辦法可去除不同的結晶，處理后自動進行沖洗，可排除大部分的報警，還不能消除的做相應的校準可排除絕大部分的報警故障。放射科的儀器如CT、MRI、DR、CR、胃腸機等儀器，好多由于硬件位置的移動引發故障，典型的就是球管、準直器、探測器應三點一線的儀器，如出現任何位置偏移（通常是在更換新的配件或維修中拆卸過部件時出現），就會出現圖像質量變差等的故障，需做各種位置校準；探測器長期使用后圖像質量會出現變化，需做圖像質量確認或探測器質量校準等。這類故障在維修手冊中有各種校準程序，大多只需做相應校準即可修復，雖然簡單，但因手冊中并沒有說明何種故障現象是何硬件引起、需做何種校準，有的故障還需做幾項校準，只有對儀器熟悉的專業人員才能完成，需工程師對整機原理有較全面的了解，要求有較高的外語水平，能準確讀懂外語資料。

(7) 根據原理判斷故障范圍 儀器不外乎由電源系統、控制系統、數據采集系統、運算處理系統、輸入輸出系統、子系統、中央處理系統等組成。大部分可根據原理、系統結構框圖 [6]與故障現象判斷故障出在哪個分系統。

(8) 區分是接觸不良還是有硬件損壞 時不時反復出現的故障，一般為各插接件接觸不良或電路板虛焊，只需做相應的處理；否則為元件老化，通常伴有不正常的發熱現象，且出現的時間有規律，在使用一段時間后出現，關機冷卻一會又可工作，反復如此，需更換老化元件。

(9) 區分什么是自己能維修的，什么是自己無法維修的 對自己能力邊界的認識很重要。由于醫療儀器的復雜性、高技術性，涵括各種先進的技術，沒有人什么都能修。對自己根本不可能修復的儀器在那耗時間，只會耽誤臨床工作的開展，給醫院帶來效益上的損失。每個人都有自己的特長，盡可能地與同事優勢互補，通力協作，發揮團隊合作精神，是做好維修工作的重要保證。也可咨詢廠家或其他醫院的同行。院內確實沒有維修能力的，應盡快找廠家或第三方專業公司。

(10) 先易后難 檢查電源是關鍵，電源質量的好壞直接決定了機器的工作穩定性，好多軟性的、反復發作的故障都因電源不穩或過低引起，所以，查找電路故障的前提應先確認電源正常；通過望、聞、問、摸等維修的基本方法，能快速查找到一些明顯的故障。這些維修的基本知識，在許多文章均有介紹，在此不再重復。

(11) 做標記與記錄 拆卸時對復雜無標識的接線、管路或復雜的機械部件拍照、做標記，如裝錯可能發生不可想象的儀器損壞，后果嚴重 [7]；維修過程做好簡單的必要記錄，以利于多枝節復雜問題的深入故障分析，理順維修思路，避免不必要的重復檢查，也為維修完成后做詳細的維修筆記提供第一手資料。

(12) 對無圖紙的儀器的處理 只有靠工程師個人的經驗，細心地觀察與耐心地測量。先將故障排查到某個大的部件或分系統，再檢查該部件或分系統的電源、保險絲、終端及周圍元件（如電機、水泵、顯像管、顯示器、電極線、探頭、傳感器、球管、影像增強器等），再檢查電路板。電路板的測量先測量保險絲、整流橋、帶散熱片的發熱電子元件，再測繼電器、三極管、二板管、電容、電阻、電感等基礎元件，最后再測量IC。可通過不帶電測量與帶電測量兩種方法交互進行以上檢查。

(13) 利用網絡技術 對維修中不熟悉的電子元件可在http://www.alldatasheet.com/等網站查找其功能、電路、管腳作用、管腳電壓、替代元件等資料，對維修大有幫助。通用元件可在網上購買。

2　三種重要的維修方法

2.1 故障樹分析法

故障樹分析法對于理順維修思路有著重要的作用。故障樹分析法，簡稱FTA(Fault TreeAnalysis)，它于1961年，由美國Bell電話實驗室的Waston HA提出的一種評價復雜系統可靠性和安全性的一種方法 [8-9]。故障樹分析法的主要步驟包括建立故障樹、定性分析和定量分析 [9]。它是安全系統工程的主要分析方法之一，我們借用其形象的名稱用于儀器故障的檢修，不同之處在于，Waston HA的故障樹分析法中的故障樹為整臺儀器或系統可能出現的所有故障與安全風險，而這里所說的維修中的故障樹為儀器中可能導致某一特定故障的各控制電路，即前者指儀器可能出現的所有故障，而后者指儀器出現某一特定故障時的各種可能因素。通過對儀器原理的分析，結合故障現象，從電路圖中找出實現該功能的所有控制電路，建立故障樹圖，理順維修思路，再結合以下介紹的節點法與排除法，對各關鍵節點進行測量分析，排除好的枝節，縮小查找范圍，鎖定故障枝節，最終快速找到故障元件。

2.2 排除法與節點法

排除法與節點法是維修的兩大法寶，能幫助快速壓縮故障范圍。所謂節點法，就是通過選取關鍵的節點進行測量，獲得所需要的關鍵數據，根據工作原理做出節點前后的電路中各器件是否與故障有關的定性或定量判斷。所謂排除法，分兩種情形，一種是根據節點法獲得的數據，利用儀器的工作原理排除與故障無關的環節；另一種是利用相同機器上好的器件或是同機上相同部件對調進行試機，以確定是否為該器件損壞，從而排除與故障無關的環節。通常兩種方法同時使用，結合故障樹分析法，可應用于整個維修過程的各個環節，特別適用于有電路圖紙的儀器的維修。

3　對有圖紙的儀器的處理

進口儀器通常有嚴密的參數監控與反饋電路、保護電路，能確保數據準確與患者安全，同時能提供報警，告知故障的大致范圍，所以電路圖紙復雜，對工程師水平的要求較高。根據現象與提示，對照工作原理，在圖紙上找到實現該功能的相關電路，利用故障樹分析法，理順查找故障的思路，建立故障樹圖（一般可將故障樹記在心中，并在電路圖上做出關鍵節點的標記即可，太復雜的才需要畫出故障樹圖，畫圖時也只需畫出主干與一級分枝，二級分枝在確定故障分枝后再畫相應的枝節，以節省時間）；以帶電測量方法為主，利用上述的節點法與排除法，先對樹上的各主節點進行測量分析，排除好的枝節，確定故障枝節，再對故障枝節按后級—前級—中間分節點進行分段檢查，快速排除與故障無關的好的節段，壓縮查找范圍，從而快速找出問題所在。

比如某個功能不能實現，先建立故障樹圖，選取實現該功能的終端元件（如探頭、輸出電極、動作電機、控制水或汽的電磁閥、泵等）作為節點，通過操作面板的操作，測量提供給該終端元件的電壓是否正常，如正常則排除了控制電路與電源的故障可能，直接檢查終端元件；如不正常則查前級電源輸出是否正常，如無輸出，則沿著電源線路一路查；如電源正常，則查控制信號的最未級信號輸出是否正常，正常則查電源輸出元件（如交流接觸器、繼電器、固態繼電器等）；控制信號不正常則查控制信號的最前級（通常是各種傳感信號的輸入口或是邏輯信號輸出口），如不正常則查傳感器或邏輯電路；如正常則查故障樹中各枝節控制電路與主干的接點（節點）……依此類推，通過對各關鍵節點的測量，可對故障樹中各枝節進行好與壞的定性或定量分析，快速縮小查找范圍，再對故障枝節運用節點法與排除法，直至查到具體的故障元件。

說易做難，如果沒有扎實的理論功底與豐富的實踐經驗，面對復雜的電路圖紙（有的圖紙有幾本厚厚的大書）、眾多的電路板及電路板上多如牛毛的電子元件，根本無從下手，找不出哪些是與故障有關的枝節，更沒辦法對關鍵節點進行測量并從數據得出正常與否的判斷，故要加強基本理論的學習，從根本上理解工作原理，再結合具體工作流程和實際經驗進行一一探查。

4　幾種特殊情況的處理經驗

4.1 偽影故障

偽影問題是MRI 、CT機等圖像類儀器使用中較常見的故障，原因復雜，處理困難。有的為室內或周邊環境引起，需要改善環境；有的為儀器之外的室內電器故障引起，需要維修電器；有的為接地電阻不達標引起，需要處理地線；有的為儀器內部關鍵部件接地松脫引起，需要緊固；有的為屏蔽線斷線或是屏蔽蓋沒裝好引起，需換線或重裝；有的為電源不穩引起，外部電源不穩需配穩壓器，內部開關電源不穩一般為電源輸出過低，可調節電源板輸出電壓或更換；有的為儀器部件的位移、傳感器自身老化或環境出現變化等引起，通過校準可消除；有的是儀器硬件故障，需要更換。以MRI偽影為例，主要分為裝備偽影、運動偽影及磁化率敏感偽影3 類 [10]；它產生的原因很多，其表現多為圖像變形、重疊、缺失、模糊等；在日常維護時要注意機器周邊環境，例如：定期測量設備環境的溫濕度、及時更換故障配件、定期測試對地電阻、定期檢查各個部件螺絲的松緊等；熟悉、了解設備的原理、結構、電源走向、控制部分等理論知識非常重要，通過仔細觀察、分析、判斷、實驗能夠及時有效地排除故障、解決問題 [11]。同樣，如果CT 圖像出現偽影，也可以做CT 的日常質量控制，常規的空氣校準包括掃描水模，對水模的3 個參數進行檢測：CT 值（hu）、圖像的像素躁聲、管電壓，保證獲得最佳圖像質量；如果CT 圖像仍有偽影，則考慮CT機的其他原因 [12]。

4.2 記憶芯片出現故障的處理

部分本身有計算機功能的儀器在CPU板上還另外配有特殊的記憶芯片，用來記憶一些設置參數。當這些參數失效（往往是儲存參數的芯片損壞）后表現出的現象既像硬件故障又像軟件故障，又都不像，重裝軟件故障依舊，更換硬件也還是不能解決問題，讓人一頭霧水。其實是在芯片上固化有參數，這些參數不在軟件中，也非芯片自帶，需人工將原有參數固化進芯片或對儀器進行調校后將參數寫入芯片。如Prestige Ⅱ型數字化胃腸機曝光主控制板上的記憶芯片（H990C0234 M48T08-150PC1 TIMEKEEPER RAM LITHIUM BATTERY），球管的曝光參數都記憶在該芯片上（廠家沒有告知，說明書中也無說明），由于該芯片自帶電池，很容易因電池失效而損壞，損壞后無法曝光，每次報錯信息都不同，但大多指向球管或高壓發生器損壞，在確認球管及高壓發生器完好后，轉而查找CPU主控制板及其外圍電路，外圍電路完好，主控板除CPU外的控制電路均完好，CPU無相應的輸出，但CPU的輸出由于受程序的影響無法測量，重裝系統軟件故障依舊，最后更換該記憶芯片并重寫參數后恢復正常 [13]。

4.3 特殊情況的校準

很多儀器在更換配件后還需做相應的校準方可正常工作，就更換的配件做相應的校準好理解，但有的校準根本就不是針對所更換的配件，如沒有經驗，很可能前功盡棄。如GE公司的AMX-4床邊X光機，每次更換元件后如不做全面的校準(約需2個半小時)，報的故障代碼還是和原來一樣，會誤以為沒維修好或是還有其它故障；GE公司的Definium 6000型DR機，每次重裝系統程序并Restore完各種設置參數后，如不做探測器校準，則會出現圖像太過淡白的現象。

4.4 利用Ghost備份系統硬盤

醫療設備的數字化不斷帶動計算機技術在現代醫院中應用，然而，一旦軟件或硬盤出現問題，輕則導致醫療設備的某些功能異常，重則使整套設備癱瘓，嚴重影響正常工作。若不能修復，就要重裝程序，如果按照傳統的方法分區、格式化硬盤，再安裝操作系統、各種驅動程序及應用軟件，費時費力不說，還可能因各種軟硬件問題或失誤半途而廢。Ghost 的備份還原是以硬盤的扇區為單位進行的，它將一個硬盤上的物理信息完整復制，而不僅是數據的簡單復制，所以說Ghost 能將目的硬盤復制得與原硬盤幾乎完全一樣，并實現分區、格式化、復制系統和文件一步完成。只是要注意目的硬盤不能太小，必須能將原硬盤的內容裝下。當系統平臺軟件或者應用軟件出現故障時，Ghost 可以運用先前正常狀態時備份的鏡像文件進行恢復。這一方法既快速又高效，操作也簡單，最快2~3 min 便可恢復原有系統。建議有條件的醫院在設備裝機時就做好硬盤Ghost 備份，一旦軟件出現故障，可直接更換硬盤，減少維修時間 [14-18]。

5　維修后的工作

5.1 維修后的質量控制

所有的儀器在維修后須進行安全性的評估、儀器功能性能的檢測、使用效果的驗證后方可交與臨床使用，必要時還需請技術監督局計量檢定后方可使用。以確保操作人員、患者的安全，確保檢查準確、治療有效，保障患者的健康權益。

5.2 做好維修記錄

使用科室放置于儀器旁的隨機維修登記本的填寫；設備科維修記錄的填寫；復雜的儀器故障還需做好詳細的維修筆記。對自己不能維修的儀器做好追蹤與記錄工作，盡可能地向外送維修的廠家或第三方維修人員詢問清楚故障原因與更換的配件，再反思一下自己的維修過程，從中學到解決問題的方法，并做好筆記。

6　結論

運用以上維修方法能解決大部分的醫療儀器故障，尤其是有圖紙的儀器維修成功率能達90%以上。20年間，醫療設備醫院內部維修率均達到85%以上，維修支出從沒超過設備總值的1%（不計球管等消耗品）。

醫療儀器的維修是一項復雜的技術工程，方法很重要。以上方法可能不是很全面也不一定科學，且限于篇幅，有點太過簡要，但已能解決大部分的維修問題，對剛從事本專業的工程人員有一定的學習借鑒意義。