GE Voluson E8 彩色超聲診斷儀故障維修3例

于明濤，于良，陳杰

1. 煙臺市煙臺山醫院 設備科，山東 煙臺 264008；2. 煙臺市福山區人民醫院 設備科，山東 煙臺 265599；3. 煙臺毓璜頂醫院 消毒供應中心，山東 煙臺 264099

引言

GE Voluson E8 是先進的實時三維超聲診斷儀器，可提供腹部、血管、小器官、產科、婦科、泌尿科、新生兒和兒科等多領域、多方面的應用，可以充分滿足臨床診斷和科研的要求，在醫療活動中發揮著越來越重要的作用[1]。Voluson E8 在支持最廣泛的容積超聲應用、創新的成像模式、最高的圖像質量和人機工程學設計等方面，均具有行業的最高標準。其相較于普通超聲具有以下優勢：① 更高的細節對比分辨率；② 具有獨特的空間復合圖像采集及處理能力，增強了組織和邊界的鑒別效果；③ 可對容積數據進行同時多切面顯示，使動態數據的分析和記錄更方便；④ 有助于超聲醫師快速實時獲取完整的胎兒心動周期圖像信息，并存儲原始圖像進行后續分析；⑤ 優化三個不同平面的圖像質量以便更好地評價病變的大小、邊界和內部結構；⑥ 可自動獲取胎兒心臟的容積圖像，有助于胎兒心臟檢查圖像的規范化采集[2-3]。但超聲診斷儀的使用頻率較高，隨著使用年限的增加，時常會有故障發生，如突然關閉電源、不按照步驟關機等使用不當造成的系統程序錯誤，以及硬件出現故障等，這些都會導致彩超軟件系統無法啟動，進而嚴重影響科室的正常診療工作，增加患者的等候時間，影像患者的就醫體驗。這就給醫療設備的維護、維修和管理提出了更高的要求。為確保超聲診斷儀可以長期高效地運行，進行合理的維護和維修就十分必要。本文就GE Voluson E8 使用過程中出現的典型故障進行了總結分析，闡述了故障維修與排除思路，旨在為相關設備的故障維修提供參考。

1 GE Voluson E8成像原理

GE Voluson E8 由探頭接收發射超聲波，得到信號后傳遞給探頭連接板，經過前端母板和接收發射板處理后傳遞給RFI 板，然后經過后端處理最終成像顯示在顯示器上[4-5]。具體步驟如下：①RFI 通過母板將信號分別發送給RTM 板和RTF 板，使RST 發射板發送射頻信號給RTF 板，從而通過探頭發射超聲信號；② 由探頭再次回收超聲信號至RTF 傳送到RTM 板上的RSR 接收板；③RSR 接收板將收到的信號再傳送回RFI 板上；④RFI 板將信號傳送至后端PC 主板，主板將信號通過DVI 適配器傳送至RTV 進行信號轉換，然后將圖像顯示在顯示器上（圖1）。

圖1 GE Voluson E8成像原理圖

2 故障案例

2.1 案例一

2.1.1 故障現象

設備在使用過程中，二維圖像間歇性變模糊，具體表現為設備遠場圖像模糊，局部放大圖像后呈小方格狀，在做四維時圖像表面凹凸不平且偶爾會出現無法開機故障，見圖2。

圖2 二維圖像模糊（a）及四維圖像表面凹凸不平（b）

2.1.2 故障分析與檢測

由于該故障是間歇性出現，所以初步懷疑該故障與臨床科室檢查時所選的應用條件或者特定的操作習慣有關。聯系廠家的應用醫生來醫院超聲科觀察醫生使用儀器的情況，確實在使用過程中發現了上述問題后，故嘗試調節應用條件以改善圖像質量，但是圖像質量并未有明顯改善，由此判斷此故障與設備的調節及參數無關。

進一步排查設備硬件故障。因為這臺設備此前出現過圖像呈方塊狀的故障，通過逐步的故障排查最終通過更換RFI 板排除故障。此次故障與之前出現的故障現象類似，嘗試按照先前故障排查的思路，首先測試一下RFI 板有無問題，通過部件互換法將本科室另外一臺同型號的Voluson E8 的RFI 板和故障設備的RFI 板對調，故障排除，但使用10 d 左右發現該設備又出現同樣的故障，而另外一臺設備則使用正常。由此斷定，故障設備的RFI 板并無問題。而由于此次故障直接表現為圖像質量存在問題，追本溯源屬于設備的顯示問題，于是懷疑故障點可能存在于后端顯示的硬件（如顯卡），嘗試將設備的顯卡拆下后安裝到旁邊的工作站電腦上測試，經過1 d 的使用發現電腦出現了屏幕閃爍花屏且顯示不正常的問題。經過反復開機測試發現有時會出現無法開機且蜂鳴器報警一長三短的現象，由此基本可以確定是設備的顯卡出現問題[6-7]。通過進一步觀察發現，該故障本質是顯卡風扇卡頓、轉速非常慢而導致顯卡溫度過高，從而導致出現部分元件脫焊。

2.1.3 故障維修

將幾處脫焊的位置重新焊接，并更換一個同型號的顯卡風扇，再將顯卡安裝到設備上，開機測試，設備圖像顯示正常，在后續的使用過程中未再出現類似故障。

2.1.4 小結

在故障分析過程中，當設備出現圖像模糊并且局部放大后呈現馬賽克狀時，應該考慮可能與前端的RFI 板及后端的顯卡有關，就如同在看電視或視頻時如果信號弱或解碼器處理能力不夠都會出現類似的現象[8-9]，RFI 板故障類似于前者而顯卡故障類似于后者。

2.2 案例二

2.2.1 故障現象

設備在使用過程中顯示器突然花屏，強制關機后再次開機時，開機鍵黃色燈按下時不變綠。

2.2.2 故障分析與檢測

因設備供電正常，設備通電后按下開機鍵沒有任何反應，無法開機，判斷可能是后端主板負載過高導致的。所以首先將設備后端的顯卡拆下測試，拆下顯卡再按開機鍵時，設備可以正常啟動，由此說明可能是顯卡故障導致設備無法開機以及顯示器花屏，可以通過更換顯卡排除故障。由于原裝顯卡價格昂貴，且需預定，會影響科室的正常診療工作，查看顯卡型號發現可以在市場上找到替代產品，將新購置的顯卡安裝完成后設備開機正常，但是本該在顯示器顯示的內容卻轉移到了觸摸屏上（圖3a）。猜測可能是從市場購置的顯卡和設備本身的顯卡驅動有出入所致，所以選擇重新安裝系統看是否能排除顯卡驅動的問題。但設備關機后發現開機鍵的燈不亮了，測量UPS 顯示輸出220 V 正常，測量RTN 主電源模塊的電壓220 V 也正常，再將設備前端的GBF 波束形成模塊拆下，測量RTN 的輸出電壓，結果發現RTN的35 V 輸出電壓沒有正常輸出，無測量數值（圖3b），懷疑可能是RTN 主電源模塊損壞造成的。于是查看RTN 和RTP 兩個電源模塊，但其指示燈都不亮，RTN 為主電源模塊，直接連接墻電，既然RTN 沒有輸入，那么需要RTN供電的RTP 也就沒有電流輸入，所以基本確定該故障是RTN 沒有任何輸出造成的。于是將設備的RTN 主電源拆下，測量里面的保險是否熔斷。RTN 主電源模塊保險分布如圖4 所示，當檢測到F6 位置的保險時，發現該保險已經被熔斷，于是更換了一個同安數的保險，測試供電正常，但通電測試一段時間后再次開機發現故障回到顯卡驅動的問題上，準備重新安裝一遍系統來解決顯卡驅動的問題。于是用一塊新的硬盤進行安裝，為防止數據丟失，需在安裝系統前將病例資料進行備份[10]；備份后將原硬盤取下更換為新硬盤，將系統盤放入設備光驅，根據提示進行安裝，但是重新安裝系統后故障依舊，顯卡的驅動還是未安裝成功。

圖3 內容顯示在觸摸屏上（a）及RTN輸出測量點（b）

圖4 RTN主電源模塊保險分布

2.2.3 故障維修

重新分兩步安裝系統，先安裝Windows 系統然后再安裝顯卡驅動（圖5），最后再安裝設備的軟件，安裝完成后故障排除，多次開關機確認故障未再出現，故障徹底排除。

圖5 Windows下安裝顯卡驅動

2.2.4 小結

對于Voluson E8 開機鍵黃燈不變綠不能開機的問題，要先考慮后端負載故障所致，其中最易排查的部分為顯卡，當設備輸入正常但無輸出電壓時，RTN 里面的保險很有可能存在問題[11-12]。運用此思路進行故障排查可節省較多時間。

2.3 案例三

2.3.1 故障現象

設備掃描區域靠左的位置有一道類似鉛筆頭的白色高回聲干擾（圖6）。

圖6 類似鉛筆頭的白色高回聲干擾

2.3.2 故障分析與檢測

出現此問題時首先應該排除探頭自身是否有問題，更換探頭后發現每一把探頭的類似位置都有這個鉛筆狀高回聲干擾，由此基本可以排除探頭自身問題。因為是在掃描區域上出現的問題，那么判斷故障點應該在設備的圖像處理單元，所以考慮是否是設備的發射板與接收板存在問題[12]，于是將設備前端GBF 波束形成模塊拆下（圖7a）。

圖7 GBF波束形成模塊（a）和對調后干擾位置發生偏移（b）

將模塊上的RST 發射板和RSR 接收板拆下并逐一標號為1～32，然后將1～16 號和17～32 號左右對調，也就是將左側的16 塊發射板與接收板和右側的16 塊發射板與接收板的位置對調。對調完成后將GBF 波束形成模塊安裝上再次開機測試，發現鉛筆狀高回聲干擾的位置發生了偏移，由原來的左側偏移到了中間靠右的位置（圖7b）。由此斷定故障點存在于1～16 號發射板與接收板上。由于圖像上的故障點在中間偏左的位置，根據RST 和RSR 對應的位置分析，懷疑故障板件應該存于左側1～16 號發射接收板的10～16 號。為了縮小范圍，將10～16 號發射接收板逐個拆下開機測試，當測試到12 號發射板時，發現掃描區域存在一塊圖像缺失，同時該缺失部分也包含了鉛筆狀高回聲干擾。由此可以斷定是此設備的這一塊RST 發射板存在問題。仔細觀察該板，發現其接口處銅觸點上覆蓋了一層氧化物，判斷該故障可能是使用環境造成的觸點生銹所致。

2.3.3 故障維修

清潔打磨RST 銅觸點上的氧化后，再將RST 安裝回原位，開機測試故障排除。

2.3.4 小結

這是一個相對典型的故障，工程師平時在維修Voluson E8 機器時碰到的類似二維及彩色干擾，都可以通過這種方法判斷。因Voluson E8 的RSR 和RST 正好將圖像分配疊加成32 塊，所以按照故障點位置可大體判斷并縮小故障的可能范圍，再結合逐一測試能更好、更快地完成故障的排查和排除。

3 討論與總結

在醫院正常運行中，超聲設備屬于使用頻率較高的醫療設備，高頻率的使用導致超聲的故障率也較高。但由于技術保密等原因，廠家一般不提供設備的具體電路圖和用戶維修手冊，這給醫院工程師的自主維修帶來較大困難[13-14]。因此醫院工程師若能熟練地掌握設備的運行原理及工作原理，在故障的排除及維修的過程中及時了解設備的工作狀態，就可以通過故障現象判斷可能出現的故障點，再本著先易后難的思路逐一排除可能的故障點，就可以節約維修時間，為診療工作的正常進行提供有力保障。

在GE Voluson E8 出現圖像相關故障時，工程師應當首先考慮圖像處理的部分，如顯卡或RFI 板，而顯卡故障又可能導致設備無法開機。因此出現設備無法開機或者開機后圖像有問題時應首先排除顯卡故障，然后再依次排查其他板件，進而通過設備的不同表現來判斷設備的故障點，這樣可以節省較多的維修時間，從而為使用科室節省維修成本和時間成本。除此之外，因醫院工程師缺少廠家工程師的檢測軟件秘鑰和檢測設備，所以在故障的分析與排除過程中可通過更換同型號設備的相關元器件，運用替代法來判斷是否是此元件出現的故障[15-16]。

本文分享的幾則維修案例均屬于設備圖像故障，在維修過程中也可以借助外部設備來判斷設備的板件是否存在故障，如超聲設備旁的工作站電腦可以判斷設備PC 端顯卡等板件是否存在故障，工作站的顯示器可以判斷超聲設備顯示器是否存在問題。希望本文所提供的維修思路能為廣大醫工同行提供一定的參考，為日常設備的維修工作帶來幫助。