傅明有

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引言

當人體的腦血管、冠狀動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)來進行血管造影成像來檢測和判定病情，它已成為臨床血管病變診斷的金標準；在加強基層醫(yī)療水平的背景下，DSA現(xiàn)已成為縣級醫(yī)院等二級醫(yī)院常規(guī)配置影像設備，能夠保持設備的正常工作成為一項重要的任務；由于DSA設備使用場景的特殊性，其內(nèi)部部件的集成度越來越高，對維修人員的要求也越來越高，因此在維修的過程中經(jīng)常會碰到一些疑難問題，困擾著設備的維修技術人員，設備的停機直接給各大醫(yī)院帶來了不小的經(jīng)濟損失。現(xiàn)針對PHILIPS Allura Xper F20 出現(xiàn)的幾個故障進行分析及維修，以為DSA設備維護提供理論和技術指導[1]。

1 C臂機械運動故障

1.1 故障現(xiàn)象描述

DSA設備在進行3DRA Pro掃描時，設備運行發(fā)生故障。若工作人員檢查床運動正常，但是C臂無法運動，同時，數(shù)據(jù)屏幕顯示報錯Warnning：Stand movements partly available等字樣，通?？紤]可能是DSA設備的C臂機械運動故障。建議該類情況，工作人員重點關注C臂機械運動故障檢修過程。

1.2 故障原因分析

DSA設備配置為Frontal stand Floor落地C，C臂涉及5個方向的機械運動（Detector Frontal shift、Beam C-arm、Beam Propeller rotation、Beam Z rotation、Detector Frontal rotation），其中任何一個方向有問題都會引起此報錯；C臂的機械運動功能主要是通過LUC（通用主控制板）實現(xiàn)，落地C共有兩塊LUC板和兩塊EXT板（通信擴展接口板），控制C臂5個方向的機械運動；運動過程中每個電機、剎車、離合器及位置信息都是由LUC、EXT及MVR（電機電壓調(diào)制板）共同控制。LUC板里面存儲著程序以及校準數(shù)據(jù)，用于實現(xiàn)對電機的控制。EXT板是將LUC板發(fā)出的數(shù)字信號指令轉(zhuǎn)變?yōu)槟M信號，與LUC板一起控制電機起到接口板的作用；LUC板計算電機的速度和方向，然后將它傳遞給EXT板，MVR將來自EXT板的模擬信號轉(zhuǎn)換成PWM（電機的脈寬調(diào)制）電壓加載給電機，通過改變電壓的大小從而實現(xiàn)運動速度的改變。每個方向的機械運動都由對應的電位器和編碼器來反饋絕對位置和相對位置[2]?；诠收鲜窃谶M行3DRA Pro掃描過程中出現(xiàn)，問題應該是在C臂在進行Propeller（螺旋槳運動）運動時引起的報錯?？紤]到此故障出現(xiàn)時，C臂實際的位置并非是真正的超過極限位置，因此，重點考慮可能是由位置反饋引起的故障，同時也不排除由于電機、剎車、校準數(shù)據(jù)及控制部分等引起此故障的可能性。

1.3 維修計劃

1.3.1 進一步縮小故障范圍，進入維修服務模式（Field Service Frame）Survey Post Results：Clea EXT1 Failed；查看報錯信息：BeamPropeller PosLimit violation[stop Pos=12550][Range=-18500～12000]Propeller正常的運動范圍在RAO 185°～LAO 120°；但顯示C臂在進行螺旋槳運動的過程中出現(xiàn)了位置超限“12550”；實時屏機械運動信息顯示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。

1.3.3 檢查propeller方向運動相關的連接線纜及接頭情況，查看有無牽拉和松動。

1.3.4 通過萬用表測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（通過用水平尺測量）。

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

1.4.3 保存校準數(shù)據(jù)，反復測試Propeller方向運動；故障排除，機器恢復正常。

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)提供的報錯信息縮小故障范圍點，要秉持由簡單到復雜、逐一進行排查的原則。在檢修時，技術人員需要考慮，隨著使用頻率和使用時間增長，所更換的多圈精密電位器存在機械磨損的問題。此外，由于電壓精度要求高，在接入D-connector工具進行電位器校準時，需要技術人員具備耐心和細心，以對電位器進行反復調(diào)整以及反復固定電位器等操作[3]。

2 圖像存儲故障

2.1 故障現(xiàn)象描述

DSA設備運行時，運動和掃描等功能正常運行，但是只能透視、無法存儲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）。工作人員進行手動刪除所有圖像后，仍顯示存儲空間不足。當此類現(xiàn)象出現(xiàn)時，考慮是發(fā)生圖像儲存故障，建議維修人員重點關注圖像儲存故障分析及檢修。

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)存儲在主控制柜(M-cabinet)里主計算機（Host PC）和圖像處理計算機（Image Processing PC IPPC）上，其中患者的名字、性別及年齡等信息存儲在Host PC的系統(tǒng)盤中；圖像數(shù)據(jù)存儲在IPPC的圖像盤上。隨著圖像存儲數(shù)量的增多，會出現(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，會出現(xiàn)磁盤現(xiàn)有存儲空間的提示如：Free disk space 45882（12065）images.，此現(xiàn)象提示當前圖像磁盤的存儲狀態(tài)，圖像磁盤存儲的剩余空間會隨著病人的增多而相應減少。當DSA設備出現(xiàn)以下幾種情況均在提示圖像存儲空間不足：①當存儲患者數(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. 當前磁盤剩余存儲空間低，需要進行手動刪除檢查者釋放存儲空間；②當出現(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，無法存儲透視及曝光的圖像；磁盤存儲空間已滿，需要手動刪除檢查者釋放存儲空間；③磁盤無法存儲圖像，IPPC圖像存儲數(shù)據(jù)盤需要進行重新創(chuàng)建FSF—System—Image Processor--（Re）create image store；④數(shù)據(jù)讀取一致性檢查錯誤，IPPC圖像存儲數(shù)據(jù)盤需要進行數(shù)據(jù)一致性修復 FSF—Diagnostis—System—Database Consistency repair；此過程會將有問題的數(shù)據(jù)以“Repaired”命名顯示在患者列表，手動刪除此檢查者，存儲空間可恢復正常；⑤圖像存儲磁盤本身有問題，比較常見的磁盤故障有出現(xiàn)壞道，主引導區(qū)故障，磁盤被邏輯鎖鎖定故障，分區(qū)表遭到破壞錯誤，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前狀態(tài)作為判斷依據(jù)，檢查是否有數(shù)據(jù)讀取錯誤；扇區(qū)分配錯誤；數(shù)據(jù)查詢錯誤等信息；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)絡通信問題；⑧IPPC的內(nèi)存、網(wǎng)卡及顯卡等硬件故障及BIOS設置都會引起IPPC啟動異常從而導致圖像存儲空間不足。

2.3 故障處理

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

2.4 故障處理總結(jié)和建議

引起圖像存儲空間不足的因數(shù)有很多，需要從簡單到復雜，逐級排查；在對磁盤做檢測時可以借助一些硬盤性能診斷測試工具做詳細的檢測；在條件允許的情況下可以直接更換整個硬盤，注意硬盤型號為Western Digital DC HA210 1TB HUS722T2TALA604；如果不能整個更換的話也可對硬盤進行recreate處理；另外，環(huán)境溫濕度的變化，導致金手指氧化現(xiàn)象的出現(xiàn)，會引起接觸不良；有效控制設備間的溫度18-22℃，濕度在30%-70%；做好檢查的患者數(shù)據(jù)，及時傳輸?shù)絇ACS，歸檔工作站或者保存到其他存儲媒介，防止磁盤損壞導致患者數(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，負責控制、監(jiān)測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極提供給球管，ADU（Anode Drive Unit）陽極驅(qū)動模塊為球管陽極靶面高速旋轉(zhuǎn)提供驅(qū)動，開機后大約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，CLU（Cooling Unit）油冷卻系統(tǒng)負責將球管產(chǎn)生的熱量及時帶走，其高效的散熱效率，實時監(jiān)測球管溫度狀態(tài)，大大提升了球管連續(xù)負荷的能力[6]。各子系統(tǒng)中（MIU，Point，HiVo，ADU）任一問題，都會導致高壓系統(tǒng)故障。因為是間歇性出現(xiàn)的故障，重啟后故障又消失；在故障出現(xiàn)時，捕捉當時故障現(xiàn)象顯得非常重要；到達現(xiàn)場后發(fā)現(xiàn)XSC的 error錯誤狀態(tài)燈亮，查看具體報錯信息XSC：TCP-Connection reset by peer，通過電路圖做進一步分析，有三種情況會引起reset信號產(chǎn)生，具體情況如下：

3.2.1 XSC板reset按鍵觸發(fā)reset信號。關機后通過萬用表測量按鍵觸點，反復測試未發(fā)現(xiàn)觸點粘連情況；

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

3.2.3 XSC通過內(nèi)部看門狗電路來進行高壓系統(tǒng)實時監(jiān)測并觸發(fā)X射線安全鏈路，一旦發(fā)生軟件故障及時觸發(fā)reset信號；檢查發(fā)生故障時各子系統(tǒng)（MIU，Point，HiVo，ADU）BIST自檢測試正常，通過單程序啟動總線（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Host（XSC-X400，TSX7，Host-X10）之間通訊線纜無異常，網(wǎng)絡測試也正常；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)絡中能夠識別：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模式下進行球管管電流管電壓適應性校準FSF—Adjustment—Generator—Frontal—Tube Adaptation Adjustment；⑤關機重啟后馬蹄綠圈亮，測試透視，曝光正常，系統(tǒng)恢復正常。

3.5 故障處理總結(jié)和建議

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

4 結(jié)束語

本文主要針對落地C臂機械運動單元，圖像處理單元及高壓發(fā)生單元三個典型故障進行分析及維修。DSA作為醫(yī)院中重要的醫(yī)療設備，它的經(jīng)濟效益，社會效益及綜合效益都占有著不可替代的重要地位。保證設備始終處于最佳技術狀態(tài)，提高設備的開機率，使用率顯得更加重要。綜合該設備故障緣由，因此建議PHILIPS Allura Xper F20使用做到以下幾點要求：①設備環(huán)境保持穩(wěn)定，防塵凈化，保持一個良好的清潔環(huán)境，嚴格防塵，減少灰塵附著在電子元器件表面，影響電氣設備的性能；設備室環(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建立設備運行檔案，規(guī)范設備使用規(guī)則。每天開機時間，停機時間，有無異?，F(xiàn)象進行記錄，定期保養(yǎng)，定期檢測等；易損部件及早更換；③建立數(shù)據(jù)臺賬，保障數(shù)據(jù)存儲。及時傳輸患者數(shù)據(jù)到PACS或歸檔工作站，防止磁盤故障導致患者數(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及磁盤等檢測軟件。