飛利浦Allura Xper FD20典型故障檢修分析

傅明有

身份證號(hào)碼：3325221981＊＊＊＊0358 上海 200072

引言

當(dāng)人體的腦血管、冠狀動(dòng)脈及外周血管等部位發(fā)生病變，需要通過數(shù)字減影血管造影系統(tǒng)來進(jìn)行血管造影成像來檢測(cè)和判定病情，它已成為臨床血管病變?cè)\斷的金標(biāo)準(zhǔn)；在加強(qiáng)基層醫(yī)療水平的背景下，DSA現(xiàn)已成為縣級(jí)醫(yī)院等二級(jí)醫(yī)院常規(guī)配置影像設(shè)備，能夠保持設(shè)備的正常工作成為一項(xiàng)重要的任務(wù)；由于DSA設(shè)備使用場(chǎng)景的特殊性，其內(nèi)部部件的集成度越來越高，對(duì)維修人員的要求也越來越高，因此在維修的過程中經(jīng)常會(huì)碰到一些疑難問題，困擾著設(shè)備的維修技術(shù)人員，設(shè)備的停機(jī)直接給各大醫(yī)院帶來了不小的經(jīng)濟(jì)損失。現(xiàn)針對(duì)PHILIPS Allura Xper F20 出現(xiàn)的幾個(gè)故障進(jìn)行分析及維修，以為DSA設(shè)備維護(hù)提供理論和技術(shù)指導(dǎo)[1]。

1 C臂機(jī)械運(yùn)動(dòng)故障

1.1 故障現(xiàn)象描述

DSA設(shè)備在進(jìn)行3DRA Pro掃描時(shí)，設(shè)備運(yùn)行發(fā)生故障。若工作人員檢查床運(yùn)動(dòng)正常，但是C臂無法運(yùn)動(dòng)，同時(shí)，數(shù)據(jù)屏幕顯示報(bào)錯(cuò)Warnning：Stand movements partly available等字樣，通常考慮可能是DSA設(shè)備的C臂機(jī)械運(yùn)動(dòng)故障。建議該類情況，工作人員重點(diǎn)關(guān)注C臂機(jī)械運(yùn)動(dòng)故障檢修過程。

1.2 故障原因分析

DSA設(shè)備配置為Frontal stand Floor落地C，C臂涉及5個(gè)方向的機(jī)械運(yùn)動(dòng)（Detector Frontal shift、Beam C-arm、Beam Propeller rotation、Beam Z rotation、Detector Frontal rotation），其中任何一個(gè)方向有問題都會(huì)引起此報(bào)錯(cuò)；C臂的機(jī)械運(yùn)動(dòng)功能主要是通過LUC（通用主控制板）實(shí)現(xiàn)，落地C共有兩塊LUC板和兩塊EXT板（通信擴(kuò)展接口板），控制C臂5個(gè)方向的機(jī)械運(yùn)動(dòng)；運(yùn)動(dòng)過程中每個(gè)電機(jī)、剎車、離合器及位置信息都是由LUC、EXT及MVR（電機(jī)電壓調(diào)制板）共同控制。LUC板里面存儲(chǔ)著程序以及校準(zhǔn)數(shù)據(jù)，用于實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)的控制。EXT板是將LUC板發(fā)出的數(shù)字信號(hào)指令轉(zhuǎn)變?yōu)槟M信號(hào)，與LUC板一起控制電機(jī)起到接口板的作用；LUC板計(jì)算電機(jī)的速度和方向，然后將它傳遞給EXT板，MVR將來自EXT板的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成PWM（電機(jī)的脈寬調(diào)制）電壓加載給電機(jī)，通過改變電壓的大小從而實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)速度的改變。每個(gè)方向的機(jī)械運(yùn)動(dòng)都由對(duì)應(yīng)的電位器和編碼器來反饋絕對(duì)位置和相對(duì)位置[2]。基于故障是在進(jìn)行3DRA Pro掃描過程中出現(xiàn)，問題應(yīng)該是在C臂在進(jìn)行Propeller（螺旋槳運(yùn)動(dòng)）運(yùn)動(dòng)時(shí)引起的報(bào)錯(cuò)。考慮到此故障出現(xiàn)時(shí)，C臂實(shí)際的位置并非是真正的超過極限位置，因此，重點(diǎn)考慮可能是由位置反饋引起的故障，同時(shí)也不排除由于電機(jī)、剎車、校準(zhǔn)數(shù)據(jù)及控制部分等引起此故障的可能性。

1.3 維修計(jì)劃

1.3.1 進(jìn)一步縮小故障范圍，進(jìn)入維修服務(wù)模式（Field Service Frame）Survey Post Results：Clea EXT1 Failed；查看報(bào)錯(cuò)信息：BeamPropeller PosLimit violation[stop Pos=12550][Range=-18500～12000]Propeller正常的運(yùn)動(dòng)范圍在RAO 185°～LAO 120°；但顯示C臂在進(jìn)行螺旋槳運(yùn)動(dòng)的過程中出現(xiàn)了位置超限“12550”；實(shí)時(shí)屏機(jī)械運(yùn)動(dòng)信息顯示LAO 126°。

1.3.2 檢查propeller位置反饋電位器的固定情況，螺絲位置固定膠是否完整，螺絲有無松動(dòng)。

1.3.3 檢查propeller方向運(yùn)動(dòng)相關(guān)的連接線纜及接頭情況，查看有無牽拉和松動(dòng)。

1.3.4 通過萬用表測(cè)量位置反饋電位器阻值的線性變化（反饋電位器為BOURNS 5K歐姆的多圈精密電位器）；經(jīng)測(cè)量發(fā)現(xiàn)5K歐姆電位器阻值有突然跳變的情況出現(xiàn)。

1.3.5 更換Propeller位置反饋電位器。

1.4 故障處理

1.4.1 FSF模式下通過釋放剎車，將C臂移至0度位置（通過用水平尺測(cè)量）。

1.4.2 更換propeller位置反饋電位器，并將D-connector維修測(cè)量工具串聯(lián)接入，重新做電位器校準(zhǔn)，電壓反饋精度要求在“4.03+/-0.03V”；調(diào)整好后再進(jìn)行電位器位置校準(zhǔn)和propeller電機(jī)電流校準(zhǔn)。

1.4.3 保存校準(zhǔn)數(shù)據(jù)，反復(fù)測(cè)試Propeller方向運(yùn)動(dòng)；故障排除，機(jī)器恢復(fù)正常。

1.5 故障處理總結(jié)和建議

根據(jù)故障現(xiàn)象結(jié)合系統(tǒng)提供的報(bào)錯(cuò)信息縮小故障范圍點(diǎn)，要秉持由簡(jiǎn)單到復(fù)雜、逐一進(jìn)行排查的原則。在檢修時(shí)，技術(shù)人員需要考慮，隨著使用頻率和使用時(shí)間增長(zhǎng)，所更換的多圈精密電位器存在機(jī)械磨損的問題。此外，由于電壓精度要求高，在接入D-connector工具進(jìn)行電位器校準(zhǔn)時(shí)，需要技術(shù)人員具備耐心和細(xì)心，以對(duì)電位器進(jìn)行反復(fù)調(diào)整以及反復(fù)固定電位器等操作[3]。

2 圖像存儲(chǔ)故障

2.1 故障現(xiàn)象描述

DSA設(shè)備運(yùn)行時(shí)，運(yùn)動(dòng)和掃描等功能正常運(yùn)行，但是只能透視、無法存儲(chǔ)透視及曝光的圖像等數(shù)據(jù)；此外，登記病人數(shù)據(jù)屏顯示Fluo store（exposure）unavailable: Image disk Full的字樣（如圖1）。工作人員進(jìn)行手動(dòng)刪除所有圖像后，仍顯示存儲(chǔ)空間不足。當(dāng)此類現(xiàn)象出現(xiàn)時(shí)，考慮是發(fā)生圖像儲(chǔ)存故障，建議維修人員重點(diǎn)關(guān)注圖像儲(chǔ)存故障分析及檢修。

圖1 數(shù)據(jù)屏顯示圖

2.2 故障原因分析

檢查患者的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在主控制柜(M-cabinet)里主計(jì)算機(jī)（Host PC）和圖像處理計(jì)算機(jī)（Image Processing PC IPPC）上，其中患者的名字、性別及年齡等信息存儲(chǔ)在Host PC的系統(tǒng)盤中；圖像數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在IPPC的圖像盤上。隨著圖像存儲(chǔ)數(shù)量的增多，會(huì)出現(xiàn)系統(tǒng)卡頓，圖像回放不流暢等現(xiàn)象。一般在登記完病人，選擇好檢查協(xié)議后，會(huì)出現(xiàn)磁盤現(xiàn)有存儲(chǔ)空間的提示如：Free disk space 45882（12065）images.，此現(xiàn)象提示當(dāng)前圖像磁盤的存儲(chǔ)狀態(tài)，圖像磁盤存儲(chǔ)的剩余空間會(huì)隨著病人的增多而相應(yīng)減少。當(dāng)DSA設(shè)備出現(xiàn)以下幾種情況均在提示圖像存儲(chǔ)空間不足：①當(dāng)存儲(chǔ)患者數(shù)量比較多，磁盤空間僅剩余10000幅（采集圖像模式為1K*1K）提示如：Free space low: Delete examinations. 當(dāng)前磁盤剩余存儲(chǔ)空間低，需要進(jìn)行手動(dòng)刪除檢查者釋放存儲(chǔ)空間；②當(dāng)出現(xiàn)磁盤空間僅剩余1000幅（采集圖像模式為1K×1K）Fluo store(exposure) unavailable :Image disk Full。提示只能透視，無法存儲(chǔ)透視及曝光的圖像；磁盤存儲(chǔ)空間已滿，需要手動(dòng)刪除檢查者釋放存儲(chǔ)空間；③磁盤無法存儲(chǔ)圖像，IPPC圖像存儲(chǔ)數(shù)據(jù)盤需要進(jìn)行重新創(chuàng)建FSF—System—Image Processor--（Re）create image store；④數(shù)據(jù)讀取一致性檢查錯(cuò)誤，IPPC圖像存儲(chǔ)數(shù)據(jù)盤需要進(jìn)行數(shù)據(jù)一致性修復(fù) FSF—Diagnostis—System—Database Consistency repair；此過程會(huì)將有問題的數(shù)據(jù)以“Repaired”命名顯示在患者列表，手動(dòng)刪除此檢查者，存儲(chǔ)空間可恢復(fù)正常；⑤圖像存儲(chǔ)磁盤本身有問題，比較常見的磁盤故障有出現(xiàn)壞道，主引導(dǎo)區(qū)故障，磁盤被邏輯鎖鎖定故障，分區(qū)表遭到破壞錯(cuò)誤，通常斷電引起出現(xiàn)壞道概率最大；可以查看自檢過程中硬盤當(dāng)前狀態(tài)作為判斷依據(jù)，檢查是否有數(shù)據(jù)讀取錯(cuò)誤；扇區(qū)分配錯(cuò)誤；數(shù)據(jù)查詢錯(cuò)誤等信息；如Image Processor Image Disk Error(write error)；⑥硬盤盒、SATA數(shù)據(jù)線以及硬盤接口氧化；⑦Host PC X12 172.22.3.129與IPPC X10172.22.3.136網(wǎng)絡(luò)通信問題；⑧IPPC的內(nèi)存、網(wǎng)卡及顯卡等硬件故障及BIOS設(shè)置都會(huì)引起IPPC啟動(dòng)異常從而導(dǎo)致圖像存儲(chǔ)空間不足。

2.3 故障處理

①手動(dòng)刪除檢查者釋放存儲(chǔ)空間無效；②對(duì)圖像存儲(chǔ)數(shù)據(jù)盤重新創(chuàng)建FSF—System—Image Processor—(Re)create image store；重啟設(shè)備故障沒有解決；③數(shù)據(jù)讀取一致性檢查測(cè)試失敗（FSF—Diagnostis—System—Database Consistency test Failed）；④IPPC圖像存儲(chǔ)數(shù)據(jù)盤需要進(jìn)行數(shù)據(jù)一致性修復(fù) FSF—Diagnostis—System—Database Consistency repair；此過程會(huì)將有問題的數(shù)據(jù)以“Repaired”命名顯示在患者列表，手動(dòng)刪除此檢查者，存儲(chǔ)空間恢復(fù)，透視曝光存儲(chǔ)圖像正常[4]。

2.4 故障處理總結(jié)和建議

引起圖像存儲(chǔ)空間不足的因數(shù)有很多，需要從簡(jiǎn)單到復(fù)雜，逐級(jí)排查；在對(duì)磁盤做檢測(cè)時(shí)可以借助一些硬盤性能診斷測(cè)試工具做詳細(xì)的檢測(cè)；在條件允許的情況下可以直接更換整個(gè)硬盤，注意硬盤型號(hào)為Western Digital DC HA210 1TB HUS722T2TALA604；如果不能整個(gè)更換的話也可對(duì)硬盤進(jìn)行recreate處理；另外，環(huán)境溫濕度的變化，導(dǎo)致金手指氧化現(xiàn)象的出現(xiàn)，會(huì)引起接觸不良；有效控制設(shè)備間的溫度18-22℃，濕度在30%-70%；做好檢查的患者數(shù)據(jù)，及時(shí)傳輸?shù)絇ACS，歸檔工作站或者保存到其他存儲(chǔ)媒介，防止磁盤損壞導(dǎo)致患者數(shù)據(jù)丟失[5]。

3 高壓系統(tǒng)故障

3.1 故障現(xiàn)象描述

①間歇性出現(xiàn)Generator is busy starting up，no x-ray is possible；②馬蹄形綠圈不亮；無法透視及曝光。

3.2 故障原因分析

此故障為高壓系統(tǒng)故障，Certeray iX為飛利浦DSA最新款高壓發(fā)生系統(tǒng)，通過XSC（X-Segent Controller）控制大容量脈沖式高頻逆變變壓器，功率能夠達(dá)到100kW，高壓范圍40-100KV，管電流范圍10-1000mA發(fā)生器系統(tǒng)包括XSC，MIU，POINT，HIVO，CLU，ADU；XSC（X-Segent Controller）為Certeray iX發(fā)生器的主控制器，負(fù)責(zé)控制、監(jiān)測(cè)X射線的產(chǎn)生；MIU（Main Interface Unit）將工頻三相交流電整流為穩(wěn)定的400V直流電源，POINT（Power Inverter Unit）逆變器將直流變成高頻交流電；HIVO（High Voltage Unit）通過倍壓整流后將高壓電源分成正極和負(fù)極提供給球管，ADU（Anode Drive Unit）陽極驅(qū)動(dòng)模塊為球管陽極靶面高速旋轉(zhuǎn)提供驅(qū)動(dòng)，開機(jī)后大約3-4分鐘后，即可為MRC（Maximus ROTALIX Ceramic）液態(tài)金屬軸承球管提供持續(xù)不斷的旋轉(zhuǎn)陽極驅(qū)動(dòng)，CLU（Cooling Unit）油冷卻系統(tǒng)負(fù)責(zé)將球管產(chǎn)生的熱量及時(shí)帶走，其高效的散熱效率，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)球管溫度狀態(tài)，大大提升了球管連續(xù)負(fù)荷的能力[6]。各子系統(tǒng)中（MIU，Point，HiVo，ADU）任一問題，都會(huì)導(dǎo)致高壓系統(tǒng)故障。因?yàn)槭情g歇性出現(xiàn)的故障，重啟后故障又消失；在故障出現(xiàn)時(shí)，捕捉當(dāng)時(shí)故障現(xiàn)象顯得非常重要；到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)后發(fā)現(xiàn)XSC的 error錯(cuò)誤狀態(tài)燈亮，查看具體報(bào)錯(cuò)信息XSC：TCP-Connection reset by peer，通過電路圖做進(jìn)一步分析，有三種情況會(huì)引起reset信號(hào)產(chǎn)生，具體情況如下：

3.2.1 XSC板reset按鍵觸發(fā)reset信號(hào)。關(guān)機(jī)后通過萬用表測(cè)量按鍵觸點(diǎn)，反復(fù)測(cè)試未發(fā)現(xiàn)觸點(diǎn)粘連情況；

3.2.2 XSC監(jiān)測(cè)到電源故障觸發(fā)reset信號(hào)。通過檢查XSC供電電源24VDC Power Supply測(cè)量輸出XSC X2 24.02VDC；XSC TP1751—TP1275 23.80VDC；TP1051—TP1750 -12.48VDC；TP1050—TP1750 12.03VDC所測(cè)量值均在+/-5%電壓允許波動(dòng)范圍之內(nèi)；

3.2.3 XSC通過內(nèi)部看門狗電路來進(jìn)行高壓系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)并觸發(fā)X射線安全鏈路，一旦發(fā)生軟件故障及時(shí)觸發(fā)reset信號(hào)；檢查發(fā)生故障時(shí)各子系統(tǒng)（MIU，Point，HiVo，ADU）BIST自檢測(cè)試正常，通過單程序啟動(dòng)總線（SPI Bus）將各模塊正常狀態(tài)反饋給XSC（Unit Status黃色燈正常閃爍）；main fault紅燈未亮；排除了子系統(tǒng)部件的故障；FSF模式下重新下載XSC固件軟件失敗，檢查XSC與主機(jī)Host（XSC-X400，TSX7，Host-X10）之間通訊線纜無異常，網(wǎng)絡(luò)測(cè)試也正常；將問題集中在XSC自身故障引起的reset。

3.4 故障處理

①更換XSC板，重新連接線纜；②在FSF模式下配置XSC板使其在網(wǎng)絡(luò)中能夠識(shí)別：FSF-Configuration—Generator—Image Channel Configuration；③在FSF模式下下載XSC固件軟件FSF-Configuration—System—Download Board Software；④在FSF模式下進(jìn)行球管管電流管電壓適應(yīng)性校準(zhǔn)FSF—Adjustment—Generator—Frontal—Tube Adaptation Adjustment；⑤關(guān)機(jī)重啟后馬蹄綠圈亮，測(cè)試透視，曝光正常，系統(tǒng)恢復(fù)正常。

3.5 故障處理總結(jié)和建議

DSA設(shè)備高壓系統(tǒng)故障需要更換XSC時(shí)，由于與XSC連接線纜比較多，建議維修人員做好接頭標(biāo)記及線纜的走向。因?yàn)槭情g歇性出現(xiàn)的故障，重啟后故障又消失；因此，在故障出現(xiàn)時(shí)，捕捉當(dāng)時(shí)故障現(xiàn)象顯得非常重要，注意將故障做前后對(duì)比，判斷故障將更加高效。針對(duì)此類間歇性故障檢測(cè)，盡量選用萬用表的最大值最小值功能，以監(jiān)測(cè)電壓的變化，否則很難捕捉到故障變化[7]。

4 結(jié)束語

本文主要針對(duì)落地C臂機(jī)械運(yùn)動(dòng)單元，圖像處理單元及高壓發(fā)生單元三個(gè)典型故障進(jìn)行分析及維修。DSA作為醫(yī)院中重要的醫(yī)療設(shè)備，它的經(jīng)濟(jì)效益，社會(huì)效益及綜合效益都占有著不可替代的重要地位。保證設(shè)備始終處于最佳技術(shù)狀態(tài)，提高設(shè)備的開機(jī)率，使用率顯得更加重要。綜合該設(shè)備故障緣由，因此建議PHILIPS Allura Xper F20使用做到以下幾點(diǎn)要求：①設(shè)備環(huán)境保持穩(wěn)定，防塵凈化，保持一個(gè)良好的清潔環(huán)境，嚴(yán)格防塵，減少灰塵附著在電子元器件表面，影響電氣設(shè)備的性能；設(shè)備室環(huán)境溫度保持在18-22℃，濕度控制在30%-70%；操作室環(huán)境溫度保持在20-24℃，濕度控制在30%-70%；檢查室環(huán)境溫度保持在22-26℃，濕度控制在30%-70%；②建立設(shè)備運(yùn)行檔案，規(guī)范設(shè)備使用規(guī)則。每天開機(jī)時(shí)間，停機(jī)時(shí)間，有無異常現(xiàn)象進(jìn)行記錄，定期保養(yǎng)，定期檢測(cè)等；易損部件及早更換；③建立數(shù)據(jù)臺(tái)賬，保障數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。及時(shí)傳輸患者數(shù)據(jù)到PACS或歸檔工作站，防止磁盤故障導(dǎo)致患者數(shù)據(jù)丟失；有效利用FSF模式下診斷軟件功能及各種輔助維修工具，如萬用表，D-connector及磁盤等檢測(cè)軟件。