GE E10 彩超結構原理與維修案例

薄純美，張朋（通信作者）

聯勤保障部隊第九七〇醫院 （山東煙臺 264000）

E10 系列彩色多普勒超聲診斷系統是GE 公司針對婦科和產科檢查研發制造的機型，其四維探頭具有出色的空間和密度分辨率，搭載了功能強大的診斷軟件，設備整體性能較為穩定，在各大醫院婦產科檢查中應用廣泛。本研究旨在介紹E10 系列彩超的整體結構和工作原理，分析其工作中的常見故障，探討故障維修思路和方法，供同行參考。

1 E10 系列彩超的結構與原理

GE E10 系列彩色多普勒超聲診斷系統主要分為前端和后端兩部分。

（1）前端包括探頭連接板、探頭、發射接收板等部分，采用模塊化和集成化設計[1]，用于發射超聲、接收并處理反射的信號。具體工作過程如下：主電源為發射板供電，發射板產生特定幅度和頻率的電壓信號，經探頭連接板傳輸至超聲探頭，超聲探頭集成了超聲換能器，將電能轉換為超聲機械振動，超聲能量傳輸至人體組織并產生反射回聲信號，回聲通過超聲換能器轉換為電信號并傳輸至接收板，接收板進行預處理后傳輸至后端。（2）后端由主電源模塊、接口面板、定制主板和顯卡等組成。搭配Windows 操作系統平臺和專用應用軟件[2]，通過顯卡分別為顯示器和視頻轉換卡提供視頻信號，并以視頻轉換卡為視頻信號輸出單元，提供HDMI、VGA、S-video 等視頻輸出接口，為圖文工作站等外圍設備提供視頻信號。主要功能是對前端傳輸過來的電信號進行處理，并在顯示屏上顯示圖像[3]，實現圖像存儲、測量等一系列軟件功能。

2 故障一

2.1 故障現象

設備開機，主顯示器無任何顯示，多次重啟后故障消失。同類問題多次出現，影響影像診斷工作。

2.2 分析與維修

重啟后故障消失，基本可排除顯示器故障，重點考慮顯示器輸入信號異常。

如圖1 所示，顯示器輸入信號來自顯卡，顯卡通過PCI-E 接口連接至主板，并通過DVI 信號線連接至視頻轉換卡等外圍部件。供電故障、主板故障、視頻轉接卡故障、顯卡本身故障均可導致顯卡視頻信號輸出異常，需要逐一進行排查[4]。

圖1 GE E10 彩超后端系統結構圖

故障出現時，發現設備主板CPU 風扇、主電源風扇、顯卡風扇可正常轉動，鍵盤及觸摸屏可操作，說明開機觸發信號送達主電源且主電源已開啟，基本排除主電源和主板故障。進一步檢查發現，顯卡風扇可正常轉動，基本判定顯卡與主板之間供電和通信正常，顯卡工作異常導致無輸出信號的可能性較大。拆下顯卡檢查，該顯卡為GE公司定制的750 型顯卡，具有兩個DVI 接口，一路連接至主屏幕，另一路連接至視頻轉接卡。兩個接口附近設有一按鍵開關，用于設置顯卡的工作模式，分別為正常模式和超頻模式。出現故障時，顯卡的工作狀態為超頻模式。查詢手冊得知，顯卡工作模式應設為正常模式，將顯卡的工作模式調整為正常模式，重新開機，未再出現同類故障。考慮到顯卡的工作模式出廠設置應為正常模式，懷疑維保工作人員維保過程中無意觸發了模式調整開關，導致顯卡工作于超頻模式，超頻模式功耗較大，超出了主板與電源的負荷，導致顯卡工作異常，無視頻信號輸出。

3 故障二

3.1 故障現象

設備工作正常，主屏幕顯示正常，而設備工作站屏幕不顯示。

3.2 分析與維修

系統顯卡輸出兩路DVI 視頻信號，一路至主顯示器，一路至視頻轉接卡，分別為顯卡提供視頻信號。彩超設備主顯示器顯示正常，來自視頻轉換卡信號的圖文無顯示，可能是顯卡、轉接卡或DVI 視頻線故障，需要逐一進行排查。調換顯卡和轉接卡的視頻連線，發現工作站顯示正常，主屏幕無顯示。基本判定顯卡和DVI 視頻連接線工作正常，視頻轉接卡出現故障。更換視頻轉接卡后，故障排除。

4 故障三

4.1 故障現象

設備使用過程中，間斷性出現鍵盤與觸摸屏失靈，多次重啟后故障依然存在。

4.2 分析與維修

設備使用過程中，鍵盤和觸摸屏失靈，由于兩個零部件同時損壞的可能性較小，重點考慮供電或通信問題[5]。鍵盤和觸摸屏失靈時，觀察設備主顯示屏發現，主顯示器顯示正常，屏幕右下角的系統時間更新正常，基本判定設備計算機部分軟硬件運行正常，未出現通信故障。觸摸屏幕和鍵盤的供電和通信來自主板，主板通過一分二的USB 總線分別為視頻裝換卡、觸摸屏及鍵盤供電，并實現通信。出現故障時，測量觸摸屏和鍵盤的供電電壓僅為3 V，低于標準電壓5 V。懷疑為總線出現問題導致供電電壓過低，更換總線后故障依舊。考慮到視頻轉換卡、觸摸屏及鍵盤共用1 根總線，存在相互干擾的可能，拔掉視頻轉換卡供電線，工作一段時間后未再出現觸摸屏及鍵盤失靈故障，基本判定為視頻轉化卡故障使公用的USB總線電壓降低，影響了鍵盤和觸摸屏供電，從而導致失靈。更換視頻轉換卡后，故障排除。

5 故障四

5.1 故障現象

設備工作中出現圖像缺損。

5.2 分析與維修

根據彩超設備的成像原理分析，成像過程需經超聲換能器、探頭連接板、發射接收板、預處理板等元件，逐一進行排查。首先，排查超聲探頭問題，切換至其他探頭，發現設備故障依舊。其次，排查連接板問題，更換接口與探頭并測試設備圖像，發現設備圖像仍然缺損，排除設備探頭連接板問題，基本判定設備發射接收板發射通路損壞，無法發射符號要求的電壓信號，探頭無法發射合適的超聲信號，最終導致圖像缺損。更換發射接收板后，故障排除。

6 故障五

6.1 故障現象

設備工作中出現四維圖像缺損現象，且探頭擺位不同，缺損圖像位置不同。

6.2 分析與維修

參考案例四中的檢修方法進行排查，觀察發現其他探頭成像正常，說明其他探頭接口正常，由于E10 彩超各探頭采用通用接口，更換四維探頭接口位置后，故障依舊，基本排除接口板、發射接收板的問題。

四維探頭采用內部電機驅動方式實現軸掃功能，從而實現四維時空域成像，由于電機經常處在運動狀態，壽命相對于晶體要短很多。仔細觀察四維探頭線纜，基本未折損，排除線纜故障。四維探頭在不啟動內部電機時具備二維成像功能，切換四維探頭至二維顯示模式，二維圖像正常，基本判定為四維探頭電機故障。需拆解探頭，更換同型號電機后故障排除。注意，更換過程中應保護外殼，更換完成后須重新密封打膠。

7 總結

GE E10 系列彩超整體穩定性強，及時、準確地進行維修對于保障設備運行具有積極意義。其中，維修前端故障，需要掌握超聲成像原理與結構，梳理設備構造框架，逐一排查可能出現故障的軟硬件。維修后端故障，需要熟練掌握計算機原理與結構，充分利用設備手冊，快速、準確排查故障。同時，日常維修保養過程中要膽大心細，避免造成次生故障，影像正常臨床診療工作。