西門子Antares彩超內部模塊結構介紹與疑難維修實例分析

付恩喜

（三門峽市中心醫院 醫學裝備科，河南 三門峽 472000）

西門子Antares 彩超是西門子Acuson 系列家族中的一款中高端機型，設計緊湊，功能強大?，F將此機的內部模塊結構作用以及1 例疑難維修實例報道如下。

Antares 彩超包括電源模塊、電子模塊（electronics module,EM），探頭及接口板、輸入輸出接口，顯示等五部分［1］。電源模塊框圖見圖1。

圖1 電源模塊框圖

所有廠家都有100～120 V 這一組高壓，供給二維使用。所有廠家還有50 V 左右的高壓，供給血流使用。Antares 的AC Tray 有三路輸出：一路給PSA；一路給PSD；一路給RM 板。

1 EM 模塊構成及各自作用

EM 模塊也就是通常意義上的前端，實際上就是彩超內部的各種板卡。EM 模塊的構成及各自的作用如下。

1.1 探頭接口板

探頭接口（transducer interface,TI）板從字面意思理解就是連接探頭的接口板。Antares 的TI 板有三個接口，一次能接三個探頭。對Antares 而言，TI 板控制PSD 產生48 V 直流，但大多數廠家的彩超是由發射板控制直流電源模塊PSD 產生48 V。

1.2 發射接收板

發射接收（transmit receive,TR）板從字面意思理解為發射超聲信號和接收處理回波信號的板子?；舅袕S家的所有型號的彩超都是由三塊發射/接收板組成。Antares 有三塊發射/接收板，分別為TR0、TR1、TR2。TR0 最常用，然后依次為TR1、TR2。一個TR 基本上控制64 個晶元，根據受檢部位的不同，最輕任務時僅有TR0 投入工作，當任務逐漸繁重時，把TR1、TR2 依次用上。平時維修時，如果縱向缺波或者有干擾時，則首先考慮TR0～TR2 這三塊板子；如果有間缺波，則考慮TR0 問題。

1.3 連續多普勒板

連續多普勒板（contious board,CB）把連續多普勒由模擬信號轉換為數字信號，最后輸送到BE板上。平時維修時，如果連續多普勒的波形不出或者波形缺失，則此板出現故障的可能性很大（當然同時也要考慮BE 板等）。

1.4 接收控制板

接收控制（receive control,RC）板主要控制TR 板按某種工作時序工作。它在TR 板后面，但老版本的機器把RC 板和PC 板做在一起了。如果有特定探頭在特定程序下死機，裝完軟件后仍然發生同樣情況，則考慮RC 板有問題。

1.5 波束形成板

波束形成（beamform,BE）板的作用是產生脈沖多普勒（pulse Doppler），進行多普勒模式處理和血流模式的處理。對Antares 而言，在TR 板上進行A/D 轉換送入到BE 板。如果脈沖多普勒不好，彩色血流不好，二維圖像也不好，多數和BE板有關系。對Antares 而言，如果TAC 失效，則故障也可能在BE 板上。

1.6 視頻接口板

視頻接口（video interface,VI）板的作用是把從實施管理（RM）板傳送過來的兩路數據（圖像后處理數據和邊框數據）進行合成，再通過I/O 模塊在顯示器上顯示。

1.7 實時管理板

實時管理（realtime manager,RM）板的上面有CPU、內存、顯卡等，實際上相當于其它彩超的后端。作為彩超的后端，Antares 的控制鍵盤和數字小鍵盤也接在RM 板上。對Antares 而言，其RM板有160 和200 兩種版本。

2 Antares 和其它彩超在前端和后端上的區別

BE 板和VI 板輔助RM 板處理一部分信號；RC 負責DOPPLER 和彩色血流的處理和排隊；VI板給RM 板信號，RM 處理后把視頻信號反饋給VI 板，VI 板把視頻信號通過I/O 送給顯示器。見圖2。

圖2 信號處理及顯示框圖

3 探頭

探頭是超聲的核心和重要部件，作用是發射超聲波和接收回波。常見的彩超一般有三個探頭，分別為心臟探頭、腹部探頭和淺表探頭。有些高檔機還會配上陰超和四維探頭。

4 顯示輸出部分

Antares 為顯示器。有些彩超除用顯示器主要顯示輸出外，還配上一個液晶屏用作顯示輸出。

5 機器正常啟動過程中各個位置上的指示燈情況

5.1 外設接口盒

啟動過程中接口盒上的指示燈點亮情況為：1燈綠，2 燈橙，3～9 燈為綠色，3 個USB 指示燈為綠色全亮，T10/T100 燈為橙色。

啟動完成后，則指示燈點亮情況為：1～9 燈全亮，3 個USB 燈和T10/T100 網絡燈也全亮。

啟動完成后，如果指示燈不同于以上情況，則VI 板和RM 板可能有問題。

5.2 超聲操作面板左下側的四個指示燈

機器正常啟動時，1、2、3、4 四個燈全亮。啟動完成進入正常操作界面時1、2 燈閃爍，3、4燈滅。如果啟動完成后仍然四燈全亮，則RM 板有問題。

5.3 開機按鈕指示燈

開機后如果機器正常，則開機鍵左邊的指示燈為橙色，USB 口右邊的指示燈為綠色。

5.4 電源指示燈

機器帶電但沒有開機時，AC OK 燈亮；等機器啟動完成后，則AC OK 燈加上1、2、3、4、5、6 燈全亮。

6 維修模式的進入以及密碼問題

Antares 有多級密碼，其中最常用的為User 和Service 密碼。User 為3 級密碼，通過密碼進去后，可以查看機器的功能配置和參數設置以及error log.；Service 密碼為工程師使用的密碼，為7 級密碼，期限為一年。輸入維修密碼后，點擊test tool，在test tool 里面有很多選項和操作可供維修診斷使用。此外，最高級別的為9 級密碼，有效期為一天。

7 疑難維修實例

機器開機自檢讀秒到33 時，聽到三聲繼電器的吸合聲“咔嗒”后，屏幕就黑掉［2］。

7.1 啟動過程分析

Antares 彩超的啟動主要依靠其RM 板來進行，RM 板相當于Antares 彩超的后端，上面有內存、CPU、顯卡等。

彩超一旦加上電，開始的啟動過程就像普通計算機一樣，只是在內嵌的WIN XP 操作系統啟動起來以后要進行讀秒，在讀秒的過程中，完成對EM 模塊和TI 模塊的加電和檢測。

通過和廠家工程師的溝通知道：讀秒到33時，PSA 和PSD 開始給TI 模塊加電，TI 模塊上有三個繼電器便會相繼吸合。TI 模塊加電工作后和VI 板以及RM 板一起把邊框數據和超聲圖像一起在顯示器上顯示。

7.2 維修過程

掌握了彩超的啟動原理，同時結合設備上的各種狀態指示燈，維修就有了思路和方向。

根據故障現象，機器應該有多處硬件故障，所以申請廠家工程師帶板卡來進行替換維修。

由于板卡到貨需要時間，工程師先一步到現場檢修。筆者仔細觀察了設備啟動過程，同時查看了操作面板左下側的四個指示燈。因為讀秒到33，給TI 板加電時就報錯。工程師認為電源、TI板及EM 內部的某些電路板都有可能有故障。

先測量PSD 和PSA 兩個電源盒上的各路輸出電壓均正常；把TR2、TR1、TR0 和CB 板中任一塊拆下來再啟動機器，能夠順利通過讀秒，但進入的卻是沒有邊框圖像和超聲圖像的FPS 畫面。同時，只要把拔下來的板子插回原位，機器就出現同樣的報警。

根據故障現象，結合服務模式下Error Log 里的報錯信息，工程師訂購了PSD 和PSA 以及TI 板后，到現場試機，結果三塊板卡全換上后，故障現象依舊。

工程師再次查看報錯日志，認為BE 板可能有問題，更換BE 板開機，讀秒到33 時仍然出現同樣故障。

工程師再次查看報錯信息，同時結合前面的故障現象以及顯示器上邊框區和超聲區圖像的形成原理后，認為BE 板、TI 板及VI 板很有可能同時有故障。同時詢問使用人員前期設備出現故障的詳細情況。

當工程師了解到這臺彩超啟動后，有時顯示器能點亮，有時出現黑屏的情況后，開始拆卸RM板進行處理。

第一次，對內存和顯卡的金手指進行了處理。然后開機，機器出現黑屏；第二次拆下RM 板，一次性對內存顯卡及兩個CPU 都進行拆卸和處理，再安裝RM 板后開機，顯示器能夠點亮。根據以上現象，認定RM 板存在不穩故障。

工程師帶上RM 板、BE 板、VI 板、TI 板一起到現場進行更換維修。

首先，換上RM 板觀察機器啟動情況，觀察發現讀秒到33，TI 板上繼電器發出三聲“咔嗒”后機器不再黑屏，能夠繼續讀秒直到自檢全部結束，但顯示器上出現的是只有邊框區域沒有超聲區域的圖像。

其次，換上VI 板試機，機器啟動正常自檢正常，最后終于進入正常的二維界面。

至此，故障排除，全部維修工作結束，更換板卡為RM 板和VI 板。事后工程師說RM 板損壞時，VI 板跟著一起損壞的可能性很大。

7.3 維修總結

相比GE 的超聲而言，西門子Antares 彩超報錯日志里的故障信息指向性不明確，本身不容易判斷哪些板卡有故障［3］。

維修開始，錯誤地以為給TI 板加電時黑屏，不是電源問題就是TI 板問題，所以走了彎路。實際上后來請教西門子的資深工程師，對方說Antares 出現無法開機或啟動時黑屏，大部分都要考慮RM 板的問題。而本機的RM 板沒有完全壞掉，而是時好時壞，再加上工程師維修這種類型的機器較少，所以走了彎路。