隔離法在快速恢復故障醫療設備運行中的應用

葉建平，梁家理，陳長俊

浙江大學醫學院附屬第二醫院臨床醫學工程部 （浙江杭州 310019）

彩色多普勒超聲診斷儀屬于醫院中常規的輔助診斷設備，行業競爭激烈，各廠家不斷推陳出新，提檔升級，圖像質量得到了顯著提高[1]。我院目前擁有飛利浦、百盛、東芝、佳能、西門子、日立、索諾聲、邁瑞、聲科、通用等多個品牌機型。其中，內鏡中心購置的飛利浦牌IU Elite 彩色多普勒超聲診斷儀僅有1臺，裝配插針式食道探頭，與目前主流的無針探頭互不兼容。臨床主要使用其食道探頭進行檢查、穿刺采樣。我院內鏡中心堅持單臺使用該設備，且要求不能停機，主要有以下兩個原因：（1）作為精密復雜的醫療設備，IU Elite 超聲診斷儀的主機和食道探頭均較昂貴，若大批量配備，會影響購買科室的成本核算；（2）患者人數較多，一旦設備發生故障，將影響臨床診療工作的正常開展[2]。基于此，為保障臨床不間斷使用醫療設備，本文以飛利浦牌IU Elite 彩色多普勒超聲診斷儀為例，分享一種隔離法，即在不影響主要功能的前提下，快速使醫療設備恢復正常運行。

1 常見故障類型

從表現形式來看，彩色多普勒超聲診斷儀的故障主要包括以下幾種情況：（1）設備開機后不啟動，或啟動不完全，或啟動完成后不能正常工作；（2）在開機或使用過程中出現錯誤并報警，通常會給出相應的故障提示或故障代碼；（3）設備可運行，未發生報錯提示，但部分功能失效，如圖像無法傳輸、探頭出現異常、圖像質量差、出現干擾或噪聲等。

從故障部位來看，彩色多普勒超聲診斷儀的故障主要集中在硬件的電源前端、后端和外部設備上，軟件亦會出現故障[3-5]。

2 故障實例

2.1 故障現象

開機時，軟件初始化進度條加載完畢后，彈出有關USB 的報錯框，單擊報錯框的“OK”按鈕后，設備界面顯示正常，但很快自動關機，反復重啟數次，故障現象依舊，無法正常使用。

2.2 故障分析及排除

飛利浦IU Elite 彩色多普勒超聲診斷儀設定開機引導過程共5步。

第1步，按下電源開關后，先開啟前端電源，視頻音頻輸入輸出板開始檢測前端控制板狀態。

第2步，后端電源開啟，提供復位信號給主控計算機母板。

第3步，母板復位成功后，BIOS 開始配置系統參數工作，并檢測各個硬件的狀態，同時完成系列地址分配，在此過程中顯示屏上開始出現硬件初始化提示，若BIOS 發現主機未響應或存在故障，將會重新啟動引導程序。

第4步，在完成計算機硬件檢測后，將會開始初始化軟件系統，此時，顯示器上會指示裝入操作程序和系列外設應用軟件，完成后將進入后臺監控程序，若此時出現錯誤，則會出現故障代碼。

第5步，若軟件系統啟動正常，則系統將開始裝入飛利浦應用超聲軟件，此時顯示器會出現彩色畫面，并完成系統最后引導[6]。

在本故障中，軟件進度條加載完畢后彈出的報錯框如圖1所示，提示“若要開啟通過設備直接錄制視頻的功能，請確認錄像機已在設備中被注冊并開啟，USB 數據線已被連接在設備上”，點擊“OK”后，設備自動關機。因該設備并未裝配錄像機，所以首先考慮USB Hub 故障。由于故障現場沒有備用的USB Hub，因此通過分析、查找和隔離該部件，是當前狀態下判斷該部件是否故障、在缺少該部件情況下機器能否正常運轉以及保障臨床能及時使用設備的最佳方法。

首先，經查找相關技術資料，USB Hub 的作用如下：（1）提供一個方便觸及的USB 接口，以便用戶導出設備內的患者數據，功能類似于筆記本電腦的USB 擴展槽；（2）為后端主機向DVD 光驅供電和信號傳輸提供中轉，避免從后端主機到DVD 光驅的線路過長而導致DVD 無法正常使用；（3）將前方開機鍵傳來的開機信號傳回后端主機，觸發設備開機。因此，若USB Hub 發生故障，則會導致設備出現報錯，如圖1所示，誤報USB 線未連接。其次，查找該部件在機器內位置。USB Hub 位于設備顯示屏后的小平臺內，DVD 光驅的后方，如圖2所示。最后，采用隔離法，判斷USB Hub 是否發生故障的方法如下：（1）斷開USB Hub 上的所有連線（包括啟動按鈕連接線），因USB Hub 無法再將開機信號傳輸至后端，故需直接為后端主機提供一個開機信號；（2）在工程師遠程電話指導下，打開設備后蓋，找到面向設備后方右手側機箱壁上的SPD 板，如圖3黑色方框所示，該板的作用是為設備內部各個電路板提供不同的電壓，常見的電壓包括±24、±12、±5、±3.3 V，仔細查找電路板上的白色小按鈕，如圖4黑色方框所示，僅按動一次，設備開機；（3）若設備啟動后進入正常的圖像操作界面，則判斷USB Hub 發生了故障。

圖1 開機顯示的報錯界面

圖2 報錯指向的USB Hub 電路板及啟動按鈕連接線

圖3 SPD 電路板

圖4 SPD 電路板上的啟動按鈕

按以上步驟操作隔離USB Hub，IU Elite彩色多普勒超聲診斷儀正常開機，且運行一整天，一切正常，聯系售后工程師進行USB Hub板更換，換上新板后，故障未再出現。

3 小結

通過采用隔離法對本案例的分析和處理，在無原廠配件且不影響設備主要功能的情況下，保障了臨床的不間斷正常使用，也使我們對IU Elite 彩色多普勒超聲診斷儀有了更深入地了解，總結如下經驗：首先，通過對IU Elite 超聲診斷儀故障的實例分析，使大家初步掌握采用隔離法解決臨床緊急使用的醫療設備故障的思路；其次，通過技術資料，可快速準確地分析故障產生的原因；再次，根據原因分析，判斷所需隔離的故障模塊；最后，在保障主要功能和使用質量的前提下，隔離故障模塊，設備正常進入應用界面，使臨床能立即使用故障醫療設備。通過本文的故障案例分析及排除，希望能為從事醫學工程方面的技術人員和即將進入該行業的實習生提供工作思路，起到以點帶面的作用。