日立HI VISION Avius 彩色超聲診斷儀的故障分析及排除

陳捷

廣州市第一人民醫院醫療設備科 （廣東廣州 510180）

彩色超聲檢查利用了多普勒效應，可通過檢測回波的多普勒頻移獲取血流的速度、方向等信息，具有無創、實時、簡便、費用低等優點，是目前臨床應用最為廣泛的超聲診斷法。日立HI VISION Avius 彩色超聲診斷儀作為日立經典機型，一度被醫院作為常規彩色超聲檢查的主力機。由于設備應用頻率高，無可避免地會出現不同程度的故障，影響醫院診斷工作的開展。基于此，本文以日立HI VISION Avius 彩色超聲診斷儀為例，總結了5例典型故障，并深入分析了故障解決方案，以供同行參考。

1 系統組成

日立HI VISION Avius 彩色超聲診斷儀分為前端（超聲單元）和后端（電腦處理）。其中，前端由CELL（后端信號處理單元）、DC/DC（直流電源輸出信號）、CONT（前后端通信信號控制板）、RDBF（發射接收波束行程板）、CW（連續多普勒板）、TPRB（探頭接口板）等印刷電路板（printed circuit board，PCB）組成，功能主要為實現超聲波信號延遲發生、超聲波接收及超聲波射頻處理。后端則由顯示器、控制面板、電源、PC 主板組成[1]。我們可將后端視作一臺獨立的電腦，主要功能為對前端產生的信號進行圖像處理，并將處理好的視頻信號投放至顯示器。

2 典型故障案例

2.1 故障一

2.1.1 故障現象

開機正常，切換探頭，顯示器聲窗界面無圖像。

2.1.2 故障分析及排除

顯示器聲窗界面無圖像，首先考慮可能是由于探頭故障引起，但通過更換備用探頭，故障依舊；與此同時，將疑似故障探頭安裝至其他接口，聲窗界面有回聲圖像，因此排除探頭故障；繼而檢查接口處是否有異物阻擋而導致探頭故障，通過拔出探頭，檢查接口處并未發現明顯異物，且觸點均無氧化現象；經排查，此次的故障現象僅出現在3號接口處，因此判斷探頭供電端故障[2]，探頭供電端是由電源模塊和TPRB 組成，電源模塊通過TPRB 為探頭提供電源，探頭又通過TPRB 控制信號且放大來自RDBF 的脈沖和連續波發射信號，兩者均會導致探頭工作異常，此次通過拆除設備外殼，用萬用表在線測量電源模塊輸出端電壓，電壓正常，排除電源模塊故障；操作控制面板，按順序切換1、2、3通道探頭，觀察TPRB 電路板工作狀態，發現1、2插口在正常使用的情況下對應通道的繼電器有明顯吸合，3號通道在切換探頭工作狀態下繼電器無法吸合，受控繼電器正常會通過控制面板上的切換按鈕實現通道切換，從而對相對應通道上探頭進行控制，而若3號通道上的繼電器故障，則提供給探頭的工作電壓丟失會導致探頭故障，故此次判斷TPRB 電路板故障，經更換TPRB 后，設備正常使用，故障排除。

2.2 故障二

2.2.1 故障現象

開機后聲窗界面出現三角形偽影，重啟后故障依舊。

2.2.2 故障分析及排除

查看設備所有探頭的工作情況，發現均有此故障現象，經更換備用探頭，故障依舊，故判斷故障由設備引起，排除探頭故障[3]；由于出現故障現象時并無報錯提示，同時開機自檢其他功能均正常，因此無法通過登錄后臺尋找錯誤日志來判斷故障原因，通過調節控制面板按鈕，發現聲窗界面內參數可通過控制面板進行參數調節及增益調節，深度控制均正常，故障僅為圖像區域，鑒于日立HI VISION Avius 彩色超聲診斷儀設備前端為信號處理，后端將前端信號轉為視頻信號輸出，故優先考慮是由前端信號處理異常導致此次故障，經拆除前端外殼，重新拔插前端電路板且更換連接線路中的排線[4]，故障依舊；翻查設備相關參數資料了解到，該型號設備PCB 端中， RDBF 的主要作用是對回波信號進行濾波和放大處理，其中RDBF上的A/D 芯片用于消除數模轉換中產生的偽影，考慮到故障現象中偽影形狀是較為規律的三角形，且夾雜有正常的信號顯示，符合A/D 芯片故障導致的現象，經更換A/D 芯片后，三角形偽影消除，圖像顯示正常，故障排除。

2.3 故障三

2.3.1 故障現象

顯示器開機黑屏，設備控制面板鍵盤燈亮。

2.3.2 故障分析及排除

設備開機后，控制面板規律閃爍，且該閃爍和正常設備無異，故懷疑信號端到顯示器過程異常，因可將彩色超聲設備后端看作獨立的電腦（PC 模塊），電源、顯卡、顯示器問題均有可能引起該故障；經分析，設備通過CPU 主板處理前端信號，由顯卡將視頻信號傳至顯示器，屏幕無輸出，觸碰控制面板按鈕有正常反饋，故排除前端故障，判斷該故障由彩超后端引起；結合上述故障分析，控制面板鍵盤燈亮，且可正常使用，測量PC 主板入電電壓正常，故排除電源故障；在I/O 面板插入S-video 線，在工作站監視端觀測，有正常圖像出現，但依據I/O 有圖像輸出不能判斷顯卡好壞，視頻信號經過顯卡通過I/O 接口可以輸出視頻信號僅能證明I/O 輸出正常，若顯卡的DVI 接口異常，同樣會導致顯示器黑屏，此次通過顯卡DVI 接口外接顯示器，正常圖像出現，故排除顯卡故障，判斷顯示屏故障，經更換備用顯示屏，故障排除。

2.4 故障四

2.4.1 故障現象

開機報錯，點擊“OK”后，聲窗界面無圖像。

2.4.2 故障分析及排除

初步判斷是由于設備開機自檢過程出現問題從而導致設備報錯，因彩色超聲設備自檢內容為前端電路，故可排除后端設備故障[5]；通過拆除前端蓋，觀察電路板狀態，發現CELL 板通信燈為紅色，正常CELL 板指示燈應為常亮綠色，故懷疑是由于CELL 板內部內存條加載失敗從而導致故障；經拆除固定螺釘，拔出網線，拆除CELL 板，打開CELL 電路板外殼，檢查板內狀況，外觀并無異常，清理內部內存條金手指部分，重新插回插槽，故障依舊；更換備用CELL 板觀察，設備可正常使用，故障排除，故判斷為設備CELL 板故障（CELL 板作為前端超聲圖像信號處理板，涉及FLOW、BW、PW、CW，還有彈性成像處理，CELL 板故障會導致不同模式下的信號處理功能缺失）。

2.5 故障五

2.5.1 故障現象

設備開機聲窗界面呈彩色條。

2.5.2 故障分析及排除

設備開機報錯（與故障四報錯故障一致），控制面板鍵盤均正常，故排除后端PC 主板故障，依舊為前端自檢故障；在前端PCB 電路板中，RDBF、CONT、CELL 均是處理信號，區別在于RDBF是分離回波信號和將模擬信號轉為數字信號，屬于初級信號處理，而CONT 涉及RF 和US 信號處理，屬于次級信號處理，CELL 板則是對不同模式下的圖像進行處理，屬于末級信號處理，此次的故障現象較為符合CONT 和CELL 故障表現，拆除設備外殼，發現CELL 電路板指示燈狀態正常，但無法通過指示燈狀態判斷電路板好壞，該情況可通過后臺檢查事件確定故障點[6]；在控制面板下方拉出鍵盤，輸入“CTRL+ALT+S”登錄service 賬號，打開ERR LOG（錯誤列表），其事件列表中出現一項提示：CONT Fail，確定故障點，更換CONT 板，故障排除。

3 小結

日立HI VISION Avius 彩色超聲診斷儀作為日立經典機型，截至目前仍是許多臨床科室的主力設備，但隨著長時間使用，設備故障不可避免。對于彩色超聲設備而言，故障原因具有多樣性，除了設備自身原因外，周邊的環境（設備）亦會導致設備故障[7]。當設備出現故障時，到達現場后借助以往經驗逐一排除故障原因，迅速找出故障點，并及時處理故障，成了維修工程師的首要任務。此外，做好對設備的日常保養工作亦非常重要，以減少設備故障的發生，確保設備正常運行。