Infinia Hawkeye 4 SPETCT無線網(wǎng)橋解析與故障替代維修

封明，孫欣，王夕文，閆鳳娟

1. 諸城市人民醫(yī)院 a. 設備科；b. 核醫(yī)學科；c. 放療科，山東 濰坊 262200；2. 山東省立醫(yī)院 醫(yī)學工程部，山東 濟南 250021

引言

Infinia Hawkeye 4 是GE 公司的一款多功能核素成像設備。由于功能全面、應用廣泛、性價比高，該設備在國內(nèi)醫(yī)療機構(gòu)保有量較高，是醫(yī)院核醫(yī)學科經(jīng)常配備的設備。Infinia Hawkeye 4 配有可變角雙探測器和符合線路[1]，能夠進行符合測量，靈敏度高，分辨率高。該設備還配備有一套低劑量4層螺旋CT 成像子系統(tǒng)，主要用于圖像衰減校正和圖像配準，為醫(yī)生提供更多診斷信息，對于提高診斷信度具有重要價值。

在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方面，Infinia Hawkeye 4 主要包括采集工作站、機架和檢查床三部分。采集工作站基于一臺惠普xw4300 工作站，通過PCI 接口與前端相連接，實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、通信和控制功能。Infinia Hawkeye 4 采用滑環(huán)型機架，機架上裝載有雙探測器和CT 成像子系統(tǒng)，機架后方還有集成電源（Integrated Power Supply，IPS）。CT 成像子系統(tǒng)主要包括一個X 線發(fā)射器和一個數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（Data Acquisition System，DAS）。DAS 由X 線探測器、轉(zhuǎn)換電路和控制電路等組成。螺旋CT 子系統(tǒng)的無線通信單元由兩個無線AP 組成，每個無線AP 分別由一個無線路由器實現(xiàn)，兩個無線路由器分別安裝于機架旋轉(zhuǎn)器和IPS（除電源模塊外，IPS 也集成了無線通信、馬達驅(qū)動等其他功能模塊）。這樣，兩個路由器通過無線連接組成無線網(wǎng)橋，在DAS 和采集工作站之間就建立起網(wǎng)絡連接，用于傳輸DAS 輸出數(shù)據(jù)至采集工作站，并收發(fā)控制信號、設置信息。因此，無線網(wǎng)橋是CT 成像數(shù)據(jù)傳輸和控制的重要組成。無線網(wǎng)橋一旦出現(xiàn)故障，將會使整個CT 子系統(tǒng)癱瘓。故障無線網(wǎng)橋的順利維修對于Infinia Hawkeye 4 的正常運行具有至關(guān)重要的作用。

關(guān)于Infinia Hawkeye 4 的故障維修，現(xiàn)有的文獻報道主要集中于探頭按壓傳感器、人體軌跡功能、檢查床運動故障、手控盒故障、CT 子系統(tǒng)高壓電源和球管等方面[2-6]。然而，無線網(wǎng)橋的故障判斷與維修尚未有公開經(jīng)驗可借鑒。

1 故障診斷與分析

作為一款精密的醫(yī)用診斷設備，Infinia Hawkeye 4 有一套完善、復雜的質(zhì)量控制（QC）體系[7-9]，包括核素成像QC 測試、旋轉(zhuǎn)中心QC 測試、依據(jù)NEMA 標準的性能測試、CT 子系統(tǒng)的每日QC 測試、CT 與核素成像的配準測試等等一系列相關(guān)測試和程序。本文所述CT 無線網(wǎng)橋故障即是在進行QC測試時發(fā)現(xiàn)的。在進行CT子系統(tǒng)的每日QC測試時，采集工作站彈出錯誤對話框，如圖1 所示。錯誤對話框提示QC 測試序列初始化失敗，并給出11406 錯誤代碼。錯誤對話框還建議重新加載QC 測試序列，但是反復多次加載QC測試序列，均出現(xiàn)圖1 所示錯誤對話框。多次嘗試均無法加載CT 子系統(tǒng)QC 測試序列，推測采集工作站和CT 子系統(tǒng)之間出現(xiàn)通信故障，因此初步懷疑CT 無線網(wǎng)橋出現(xiàn)故障。

圖1 Error對話框

Infinia Hawkeye 4 的CT 無線網(wǎng)橋由兩個美國3COM 公司的WL-561 無線路由器組成，分別安裝于機架DAS 探測器和IPS 外殼上。如圖2 所示，旋轉(zhuǎn)側(cè)的路由器與DAS 探測器通過網(wǎng)線相連接，固定側(cè)的路由器與采集工作站通過網(wǎng)線相連接，兩個路由器通過無線網(wǎng)絡相連接，最終實現(xiàn)了采集工作站與DAS 之間的通信[10-12]。此架構(gòu)的無線網(wǎng)橋能夠保證CT 在做旋轉(zhuǎn)掃描時，采集工作站仍能夠與機架CT 探測器保持通信和數(shù)據(jù)傳輸。該無線網(wǎng)橋采用802.11g 和802.11b 網(wǎng)絡協(xié)議，無線2.4 GHz頻段，最高54 Mbps 網(wǎng)速傳輸以及兩個無線路由器組成的企業(yè)級單一無線局域網(wǎng)。在這一局域網(wǎng)中，采集工作站的IP 地址為192.168.251.192，CT 子系統(tǒng)DAS 的IP 地址192.168.251.193，兩個IP 地址為Infinia Hawkeye 4 的出廠設置，無需改動。

圖2 CT無線網(wǎng)橋架構(gòu)

為進一步查明網(wǎng)絡故障，根據(jù)上述對無線網(wǎng)橋的解析，在采集工作站上打開命令提示符cmd.exe 程序，輸入“ping 192.168.251.193”，測試結(jié)果提示無數(shù)據(jù)通信，可以確認為網(wǎng)絡故障。測試并逐步排查局域網(wǎng)中的網(wǎng)線連接，結(jié)果未發(fā)現(xiàn)網(wǎng)線或其連接故障。在采集工作站瀏覽器的地址欄輸入10.0.0.1 和10.0.0.2，分別嘗試連接無線網(wǎng)橋的兩個路由器，結(jié)果發(fā)現(xiàn)不能連接DAS 上的路由器。打開機架外殼查看該路由器，發(fā)現(xiàn)其信號燈熄滅，提示工作異常。測試該路由器供電情況，結(jié)果正常。至此，可以判斷為無線網(wǎng)橋的路由器故障。

通過咨詢廠家技術(shù)人員了解到，在進行CT 掃描之前，Infinia Hawkeye 4會先進行數(shù)據(jù)通訊測試，如果該測試失敗，則會出現(xiàn)錯誤對話框并給出11406 錯誤代碼。這與本文的分析判斷是一致的。

2 解決方案的提出、實施及推廣

由于原廠采用的3COM 公司W(wǎng)L-561 路由器已經(jīng)停產(chǎn)且在國內(nèi)市場無法購買，在故障解決方案中本文采用了其他型號的路由器進行替代。Infinia Hawkeye 4 無線網(wǎng)橋的兩個路由器通過WDS 相連接，在DAS 上的路由器作為主路由器，IPS上的路由器作為副路由器，兩個路由器均設置為一對一無線橋接模式，形成一個封閉的無線傳輸通路。因此，用于替換的路由器應至少具備WDS 功能，其他參數(shù)應盡量與原路由器相近。經(jīng)對比分析與測試，本文選定Netgear 公司W(wǎng)NR614路由器作為替代路由器，其基本參數(shù)如表1 所示。由于設備為路由器僅提供AC 110 V 電源，需要另外購置兩個AC 110 V轉(zhuǎn)DC 12 V 3 W 開關(guān)電源為WNR614 路由器供電。

表1 WNR614與WL-561基本參數(shù)對照

安裝前，首先要對WNR614 路由器進行設置。進入路由器配置界面，設置統(tǒng)一的無線網(wǎng)絡頻段，互為配置MAC 地址，兩個無線路由器的IP 地址設定為10.0.0.1 和10.0.0.2，以保證數(shù)據(jù)傳送。配置完成后，進行路由器安裝。首先關(guān)掉設備總電源CB1，拆除IPS 外殼及GANTRY 外殼。在IPS 一側(cè)，將該側(cè)路由器固定于IPS 上，將網(wǎng)線直接插入路由器LAN1-4 口，接通AC 110 V 轉(zhuǎn)DC 12 V 開關(guān)電源，事先把路由器電源開關(guān)常開。DAS 探測器一側(cè)路由器安裝與IPS 側(cè)相同，安裝空間充裕，可用扎帶固定路由器和開關(guān)電源。路由器安裝結(jié)束后，重新安裝機器外殼。路由器安裝位置如圖3 所示。

圖3 無線網(wǎng)橋安裝示意圖

路由器安裝完畢后，通電開機，在采集工作站上運行命令提示符cmd.exe 程序，運行“ping 192.168.251.193 -T”命令進行測試，結(jié)果表明無數(shù)據(jù)包丟失，并且傳輸時間遠小于原3COM 路由器（原路由器傳輸時間最高為25 ms，新路由器傳輸時間最高為5 ms）。重新運行每日QC 測試及其他測試程序，設備整機運行正常，表明替代維修成功。

3 討論與總結(jié)

本文對Infinia Hawkeye 4 SPETCT 的無線網(wǎng)橋功能、架構(gòu)及故障進行了深入分析，并提出了有效且高性價比的解決方案。本方案在我院實施后，設備性能穩(wěn)定，效果良好，繼而推廣應用至全國多家醫(yī)院。本方案在其他醫(yī)院實施后，同樣收到了良好的反饋，安裝至今均未發(fā)生過無線網(wǎng)橋故障，其中無故障運行時間最長已經(jīng)達到48 個月。實際上，進口配件價格昂貴，并且原廠維修附帶有捆綁條款，而替代維修則能夠節(jié)約巨大維修成本（廠家維修報價約8 萬元人民幣，而本次替代維修花費僅1 千元）。通過此次替代維修，我們認識到Infinia Hawkeye 4 SPETCT 的無線網(wǎng)橋主要負責設備的數(shù)據(jù)傳輸，功能相對獨立，替換其配件并不影響設備的其他部分。另外，雖然該設備貴重，但更換配件時也并非必須全部使用原廠配件，替代是一種可行的維修思路。經(jīng)查閱，廠家并未在用戶隨機文件中給出故障代碼11406 的任何相關(guān)信息，因此在遇到出現(xiàn)11406 故障代碼時，建議工程師同行首先考慮采集工作站和CT 子系統(tǒng)的網(wǎng)絡連接故障。