GE Voluson 730 Expert彩超原理框圖介紹及故障分析

申艷平，吳剛

(中南大學湘雅二醫院資產裝備辦，湖南長沙410011)

GE Voluson 730 Expert彩超原理框圖介紹及故障分析

申艷平，吳剛

(中南大學湘雅二醫院資產裝備辦，湖南長沙410011)

本文對GE V730 Expert彩色B超系統的原理框圖進行了簡要的描述，介紹了在維修過程中遇到的一些故障現象及解決方法。

超聲診斷;前端;后端

超聲診斷是一種由醫學、聲學、電子技術、新材料及計算機數字技術等學科相結合的診斷方法和檢測手段，以人體解剖、病理為基礎具有實時性、分辨率高、操作簡單、副作用少、安全無創傷等優點，廣泛應用在臨床診斷中，在影像醫學中占有重要的地位［1］。

彩色多普勒超聲系統相對黑白超能獲得更豐富的信息、且靈敏度高，在血管和血流的檢測上有卓越優勢。GE Voluson 730 EXPERT利用數字波束形成技術，能夠獲得高分辨率、高穿透性的二維三維圖像和實時動態四維圖像，能處理的信息量是傳統超聲系統信的4倍，系統的動態范圍有很大提高，達160DB，影像質量得以進一步提高［2］。

1 系統組成及工作原理

圖1 系統組成方框圖

Voluson 730 Expert彩超的結構組成框圖如圖1所示，分前端和后端兩部分，系統前端部分主要負責超聲信號的發射接收、信號處理、各超聲工作模式的功能實現等，主要由探頭接口板、發射板(CPR)、連續多普勒板(CRW)、血流板(CRS)、以及電源板(CPP)構成。前端部分各PCB板功能及板間的信號流方向如圖2所示，以下是各板塊實現的功能及結構組成。

探頭接口板:主要由一個CW探頭接口，3個260針的探頭接口，一個虛擬探頭接口及探頭選擇和識別電路構成。常見故障表現為探頭不識別，探頭識別錯誤(多個插槽上的探頭識別成同一類型)，圖像均勻缺失以及探頭打火等情況。

CPR板:波束形成板，包含32塊CPD板，內有TX放大器，TGC、濾波器，數模轉換ADC，每塊CPD包含8個發射通道、4個接收通道。由于此板的構成復雜，主要包含了超聲的發射、接收、濾波、前級放大以及AD變換等電路，因此故障相對較多，主要變現為圖像缺波、干擾、血流不敏感以及多普勒無法實現等情況。

CRW:連續多普勒板，此版為選配功能主要負責連續多普勒功能的實現，目前由于此機型主要作為腹部及產科用途因此此功能大部分醫院沒有啟用。

CRS:信號處理板，各種超聲工作模式的數據處理及三維超聲的馬達控制均由其完成，同時完成了血流以及多普勒功能的實現，常見問題表現為多普勒及血流模式不敏感、無法實現以及血流模式有干擾信號等。

CPP:提供前后端的工作電源，有+3．3V，+/-5V，+12V，+/-15V，+/-90V等電壓，此板塊功率較大，負責機器的所有直流電源的供應，把AC-DC電源(CPN)輸出的59V直流電，再次利用DC-DC轉換原理，輸出不同電壓及不同功率的直流電，分別提供給前端及后端部分。

圖2 前端PCB板結構框圖及信號流方向

Voluson 730后端部分主要由三部分組成包括SBC(計算機部分)、CKV部分，各部分的組成及主要功能如下:

CKV:負責彩超的圖像格式轉化，系統的硬件加密，各個輸入輸出端口的控制等功能，主要包含DMA控制器，2路VGA輸出，VGA格式轉換為VHS和RGB等輸出格式模塊。由于系統的識別碼(界定了系統的機型、序列號以及開通的功能等等)以及信號控制、圖像轉換多由此板實現，所以當機器出現無法識別序列號、圖像輸出錯亂等故障時，大多情況由此板引起。

SBC計算機:后端計算機系統，主要由一臺完整的計算機系統構成，負責由前端送來的2D/3D超聲數據的處理和圖像重建，顯示信號的生成以及對前端的控制和硬盤、鍵盤等外設的通訊控制。觸摸屏的視頻信號由獨立的PCI顯卡產生。

2 Voluson Expert730(BT08版本)維修實例

故障一(1):使用報告功能的時候，系統提示報錯，主要內容為數據存儲錯誤。

故障原因分析:可能由于長時間使用造成數據損壞。

故障一(2):顯示屏黑屏，超聲界面顯示在觸摸屏上，主顯示器無任何顯示。

故障原因分析:此故障為非常罕見故障，由于顯示器的視頻分配是由CKV板實現的，因此首先懷疑為CKV板故障，由于CKV板為PCI插槽更換插槽后故障依舊，同時將其他機器的CKV板對調后故障依舊，經過詳細的分析后來考慮系統軟件設置錯誤或崩潰引起CKV板與SBC系統的設置不匹配引起了圖像混亂。

圖3

解決方法:重新安裝系統軟件［2，3］。由于重裝系統恢復了數據庫以及各個端口的設置，因此可以解決上面的兩個問題。

安裝軟件步驟如下:①開機連續按SHIFT+L鍵，顯示L時按回車。②顯示password時，輸入Rudi回車。③在系統設置界面，選“advanced”項，回車。④在提示對話框，選“Restore”，回車。⑤選“yes”項，開始系統恢復，按“exit”回車，選“Exit/Reboot”項，回車。⑥等待重啟，重啟中出現DOS界面時，選“C”再選“A”，出現“videonorm”時選“PAL”，按“OK”。⑦輸入機器的key“24位數字與字母組合”，直接按“Later”系統恢復完畢。

故障二:模式選擇/增益鍵失靈。

故障原因分析:觀察顯示器上的超聲圖像正常，可排除數據采集傳輸及后端計算機處理方面的故障，有時按壓模式選擇/增益鍵時，機器能夠響應該操作，所以考慮按鍵本身的問題，因這些鍵在病人檢查過程中需不斷切換、使用頻率高，長期使用導致編碼器內部的機械觸點接觸不良或鍋仔變形與貼膜之間接觸不靈或斷裂。

解決方法:更換相應的按鍵。由于此按鍵為定制的鍋仔貼貼膜，采用更換相同的鍋仔貼，并且用透明膠帶固定，處理后基本滿足臨床的使用。

故障三:2D圖像明顯干擾，多普勒干擾更大。

故障原因分析:信號通路中的任一支路故障均能引起該故障，如外界干擾、探頭、CPP電源、探頭接口板，CPR板、CRS及后端部分。

解決方法:醫生在用腹部探頭時，機器出現該故障，首先需排除外界干擾及探頭本身問題，更換其他探頭，故障現象一樣，可排除外界及探頭原因;查找電源是否正常，打開機器后蓋，可以觀察LED指示燈的狀態(LED1-LED6全為綠色)及實際測試各路電壓正常，如圖4，排除電源故障。

圖4 各電壓狀態指示及測試點

經過對及其原理的分析，考慮會不會是CPR板?CPR板由32片CPD板構成，每個CPD板有8個發射通道，4個接收通道，由它引起的故障非常多，常見的有圖像干擾，圖像明顯明暗相見，偽影，無多普勒等等。

解決方法:經過分析懷疑此板壞的可能性比較大，更換CPR板故障解決。

故障四:機器在使用過程中頻繁死機，偶爾無法開機。

故障原因分析:首先考慮后端的故障，由于后端部分主要由一臺PC組成，因此首先考慮PC故障，PC引起該故障的原因有多種，如主板，CPU，內存，顯卡的性能變差或不穩定都可能出現該故障。

解決方法:依次更換內存、顯卡以及CPU模塊后故障依舊出現，后考慮由于此機器工作時間較長，負荷較大，主板不穩定的可能性更大，更換后端計算機處理主板［4］。更換后使用正常，目前已經2年未發生同類的故障。

［1］夏稻子．超聲診斷學［M］．北京:人民衛生出版．2008．

［2］GE VOLUSON 730Pro/Prov Service Manual．

［3］樊寬章．GE730腹部超聲診斷儀常見故障分析［J］．醫療衛生裝備，2007，12(28):93．

［4］錢琳琳．彩色超聲診斷儀故障解決案例［J］．臨床醫學工程，2012，9(19):1600．

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1002-2376(2015)01-0115-02

2014-11-07