PICKER 2000 CT軸位掃描故障的元件級維修

Troubleshooting of PICKER 2000 CT Axial Scan Failure

劉盧東生1，張海成2

石1.首 都醫科大學附屬北京友誼醫院 醫學工程部，北京 100050；2.首都醫科大學燕京醫學院附屬大興醫院 器械科，北京 102600

PICKER 2000 CT軸位掃描故障的元件級維修

Troubleshooting of PICKER 2000 CT Axial Scan Failure

劉盧東生1，張海成2

石1.首 都醫科大學附屬北京友誼醫院 醫學工程部，北京 100050；2.首都醫科大學燕京醫學院附屬大興醫院 器械科，北京 102600

0 前言

由于CT系統復雜，元器件集成度高，醫院對CT設備的維修長期以來一直依靠廠家維修，而且只做到了板級維修，維修費高昂。本文介紹了對PICKER2000 CT不能進行軸位掃描故障的修理過程。在此過程中，首先通過對預熱程序和掃描程序的仔細研究，結合對故障代碼的仔細分析，確定產生故障的電路板和在電路板上可能損壞的元器件。然后通過互聯網查找器件手冊，利用集成電路在線測試儀，對所懷疑元器件進行V-I曲線測試，根據器件的真值表對器件編寫測試程序，并測試元器件的邏輯功能。更換損壞的故障元器件，完成對故障板的元件級維修。最后深入分析故障產生的原因和維修過程中需要注意的問題，避免產生同樣的故障。

1 故障現象

球管預熱時，工作正常。對患者進行定位片掃描時，點擊準備定位片掃描程序后，曝光按鈕指示燈亮，提示可以進行曝光。按下曝光按鈕后，床開始移動，移動很小的距離后，床停止運動，提示“524錯誤”，整個過程沒有X線產生。對患者進行軸位斷層掃描時，點擊準備斷層掃描程序后，曝光按鈕指示燈亮，提示可以進行曝光。按下曝光按鈕后，機架按規定轉速開始旋轉，旋轉很小的角度后機架停止旋轉，提示“524錯誤”，整個過程沒有X線產生。進入維修程序，查看故障代碼的主要信息如下：

2 原理分析

PICKER 2000 CT主要有3塊帶CPU的控制板：控制臺的CPB板，主要控制數據采集、重建和X線產生的全過程。固定機架的機架控制板（GPU），主要負責數據采集和傳輸的各種時序控制。旋轉機架的X線曝光時序控制板（XSC），主要負責X線產生的各種時序控制。CPB板通過掃描接口板（SIF）分別與GPU板和XSC板以串行通訊的方式傳遞命令和各種參數。

做預熱時，CPB板利用通訊程序首先將計算機內的曝光參數及各種命令送到SIF板,經機架母板兩個62mA保險，經滑環12（HMIT+）槽、11（HMIT-）槽傳到XSC板，同時XSC板將各種反饋信息經滑環10（XMIT+）槽、9（XMIT-）槽，經機架母板兩個62mA保險送回SIF板，最終傳回CPB板。電路圖見圖1。圖2為總結出的預熱程序框圖，其中，粗體部分均為SIF發到XSC板的控制命令。

而做軸位掃描時，通訊程序首先將計算機內的曝光參數、數據采集參數及各種命令送到掃描接口板（SIF），SIF板一方面將與曝光相關的參數、與曝光相關的命令，經機架母板兩個62mA保險，經滑環12（HMIT+）槽、11（HMIT-）槽傳到XSC板，同時XSC板將各種反饋信息經滑環10（XMIT+）槽、9（XMIT-）槽，經機架母板兩個62mA保險送回SIF板，傳回CPB板；另一方面，SIF板將與數據采集相關的參數、與采集相關的命令傳到GPU板（COMRXA,RXARTN），同時GPU板將各種反饋信息送回SIF板（COMTXA,TXARTN），傳回CPB板。圖3為總結出的軸位掃描框圖，其中，粗體部分為SIF發送到XSC板的控制命令，斜體部分為SIF發到GPU的控制命令。

對比圖2和圖3可以發現，兩者在命令XSC發出X線的部分有所不同：預熱程序發出曝光準備命令，在XSC準備好曝光后6s內，由SIF板直接發出X線曝光命令XN給XSC板；軸位掃描時，軸位掃描程序發出曝光準備命令，在XSC準備好曝光后，由SIF板發出軸位掃描命令TP給GPU板。在TP命令發出前，GPU的掃描中斷控制寄存器、數據采集開始寄存器、數據采集結束寄存器已分別放入相應的探測器位置，TP命令發出后首先機架開始按要求的掃描速度旋轉，同時機架位置測量板將測量的機架的位置反饋回數據采集時序控制板（DSCC）,一旦到達掃描中斷控制寄存器規定的位置，DSCC的掃描中斷比較器輸出PINTL*信號。此中斷信號會導致GPU發出曝光開始/停止信號（XRSTSP,STSPRTN），經機架母板兩個62mA保險，經滑環8（SYNC+）槽、7（SYNC-）槽到達XSC。XSC控制高壓系統發出X線，隨后（約50ms）掃描機架旋轉到數據采集開始寄存器規定的位置，DSCC的采集開始比較器輸出SOFP*X中斷信號，此中斷信號會導致GPU開始采集和傳輸數據。最后機架旋轉到數據采集結束寄存器規定的位置，DSCC的采集結束比較器輸出EOFP*中斷信號,此中斷信號會導致GPU發出曝光開始/停止信號，經滑環8（SYNC+）槽、7（SYNC-）槽到達XSC，XSC控制高壓系統停止工作，同時GPU發出停止數據采集信號。

圖1 CPB板預熱電路圖

3 故障分析和維修

加熱工作正常，說明XSC板、SIF板二者之間的滑環連接部分及高壓系統涉及到X線發生的部分均正常。軸位掃描時，曝光按鈕指示燈亮，則23步之前沒有任何問題，機架能夠旋轉，25、26步沒有任何問題。仔細分析錯誤代碼表，XSC state error,X-ray state （expected 0×1），提示X線狀態錯誤，應該反饋回已經發出X線。繼續分析各板報錯：SIF板SIFS:8001提示SIF在軸位掃描時有錯誤產生，SCANS:4表示已經發出TS命令，BACK:1說明GPU板已經完成背景數據采集；XRAY:0說明反饋沒有X線產生。XSC板提示無錯誤，STAT:2141333e提示高壓部分狀態為陽極準備好，燈絲預熱已經到達第三階段，曝光請求命令已經批準，XSC已經準備好曝光，等待8（SYNC+）槽、7（SYNC-）槽信號。TICK:0表示曝光時間為0。GPU板提示無錯誤,其中，GPUS:1表示GPU已經執行TS命令，G4-2:dc8表示中斷控制寄存器存儲的位置為探測器441，G4-0:fa8 表示數據采集開始寄存器存儲的位置為探測器501，G4-1:fb0表示數據采集結束寄存器存儲的位置為探測器502，G8-0:258c表示機架已旋轉到1201的位置。通過以上分析，錯誤必定發生在35和36之間，最有可能的是GPU沒有發出曝光開始/停止信號，或者XSC沒有接收到曝光開始/停止信號。做數據采集部分的功能測試（feud檢測程序），一切功能正常，說明GPU的控制寄存器、譯碼器、總線等大部分電路工作正常，固定機架內相關的控制板工作正常。在機架母板保險絲的位置測量XRSTSP,STSPRTN兩信號，均沒有測量到脈沖信號，因此，故障所發生電路板為GPU板，借來一塊GPU板安裝好后機器工作正常。

圖2 預熱程序框圖

圖3 軸位掃描程序框圖

GPU板產生XRSTSP，STSPRTN信號的電路為74LS32，74LS138和75114三塊集成電路芯片。74LS32為4輸入與門，74LS138為單穩態觸發器，TL4040集成電路測試儀的器件庫中有上述兩種芯片的測試程序，用測試儀可以直接對其進行功能測試，測試兩器件邏輯功能正常。75114沒有在測試儀器件庫中，通過上網查找其為差分驅動電路，輸出電壓為TTL電平，見圖4；其真值表，見表1。

表1 差分驅動電路輸出電壓真值表

圖4 差分驅動電路輸出電壓圖

首先用測試儀測試75114各管腳的V-I曲線，正常圖，見圖5。所測芯片1、2、3、13、14、15腳V-I曲線近似為0，初步判斷75114燒毀。為了進一步測試芯片的邏輯功能，需要編輯75114的測試程序，首先在用戶器件庫里加入一個新的器件庫，然后預定義器件名稱、管腳數、管腳說明，最后按真值表填寫測試器件功能表，存盤后，進入在線測試程序，選擇75114器件進行測試，測試結果4腳12腳與標準輸出一致，出現了高低電平；而3腳、2腳、1腳、13腳、14腳、15腳與標準輸出不一致，只有低電平沒有高電平，最終判斷75114損壞。

圖5 75114各管腳的V-I曲線

由于GPU為4層板結構，為了減少焊壞電路板的可能性，需要將芯片管腳全部剪斷，然后焊下每一個管腳，加裝管座，插入新的75114芯片后，將GPU板裝入CT機后，一切工作正常。

4 總結

以后曾多次維修不同醫院的同種類型機器的的同種故障，雖然故障代碼一致，但是所損壞的元器件不同，有的僅是母板上的62mA的保險燒毀，有的也同樣是GPU的75114（u66）損壞，有的是XSC的2602（Z62）損壞或者上述3個部件的某幾個損壞。還有的機器故障現象不同，如機器高壓準備好指示燈不能點亮，XSC本身的16位狀態顯示碼為AB,提示和SIF通訊故障。此時主要損壞的部件是 XSC的2602（Z63）、75114（Z64）或者SIF的2602、75114。這幾種故障之所以發生的比較普遍，主要原因在于上述XSC的集成電路芯片無論是和GPU還是和SIF的集成電路芯片相連，都必須分別通過信號電刷7,8,9,10,11,12道和滑環7,8,9,10,11,12槽來連接。這幾道電刷傳輸的都是5V的控制信號，而第3道電刷為零線，第4、第5、第6傳輸的為120V交流電。每道電刷是由多股銅絲制成的，由于電刷在滑環上高速旋轉，一旦電刷磨損后，會有銅絲脫落。如果脫落的銅絲將120V交流電引入滑環7,8,9,10,11,12槽，將會燒毀相應的芯片，有時燒毀的芯片范圍更廣，甚至燒毀別的電路板。因此，每3個月做機器保養時，一定要把電刷取下，用酒精清洗后觀察電刷磨損的情況，一旦電刷的銅絲有分開或者銅絲被磨損的情況，就必須更換電刷，避免引起更大的故障。出現上述故障現象后，維修時及更換電路板前必須檢查電刷狀態，防止新電路板或者修好了電路板再次燒毀。

用集成電路測試儀對芯片進行在線測試時，需要頻繁開關所加的+5V電源。而GPU上有4塊電可擦寫存儲器（U44，U45，U70，U71 NVRAM）,存儲器內分別存有系統程序和應用程序，頻繁開關所加的+5V電源，容易引起存儲器程序丟失。因此，測試前最好用RF1800等芯片讀取編程器將存儲器內容讀到計算機保存起來，一旦程序丟失再將計算機保存的程序寫入相應的芯片。

[1] 王侃.用在線測試儀維修醫療設備故障電路板的基本規則[J].中國醫療設備,2010,25(6):127-128.

[2] 隋星.PQ5000V CT機“512”故障分析與處理[J].中國醫療設備,2010,25(6):125-126.

[3] 劉希娟,梁興慧.在線電路維修測試儀在醫療設備維修中的應用[J].醫療裝備,2007,20(12)48.

[4] 陳書林.CT設備電路板芯片級維修[J].醫療裝備,2003(10):47-48

[5] 韓熔.大型電子設備的器件級維修[J].醫療設備信息,1999(4):54-55.

[6] 畢可君.如何做好新形勢下的CT維修工作.中國醫學裝備[J],2004,1 (3):50-51.

[7] 白廣鑫.PQ 2000螺旋CT故障檢修[J].現代科學儀器,2004,(2):65.

[8] 商玉英.PQ-5000 CT機中的高壓發生器系統[J].醫療設備信息,2002,17(2):21-22.

LU Dong-sheng1, ZHANG Hai-cheng2
1.Medical Engineering Department, Beijing Friendship Hospital,Capital Medical University, Beijing 100050, China; 2.Equipment Department, Daxing Hospital of Yanjing Medical College, Capital Medical University, Beijing 102600, China

本本文詳細介紹了PICKER 2000 CT軸位掃描原理。在維修過和中，通過對1例掃描故障的錯誤代碼分析和流程圖分析首先判斷故障的范圍，然后利用集成電路在線測試儀找出故障元件并進行更換，最后分析故障產生的原因和維修過程中需要注意的問題，避免產生同樣的故障。

軸位掃描；X紅時序控制；數據采集；集成電路在線測試儀；醫療設備維修

1674-1633(2012)05-0121-04

2011-12-11

作者郵箱：ldsldslds@139.com

TH774

B

10.3969/j.issn.1674-1633.2012.05.043