飛利浦彩超EPIQ7C結構原理及電源故障檢測

李玲，時先鋒，董沖，李凱凡，譚紹東，蘇曉舟

廣東省婦幼保健院 設備科，廣東 廣州 511442

引言

飛利浦高端彩色超聲系統EPIQ7C于2014年底在中國大陸地區正式發布，該設備是目前飛利浦公司的一款心血管超聲成像設備，它具備超聲信息采集、處理的全部功能。與此同時EPIQ7C擁有飛利浦首創nSIGHT超聲系統架構，基于集束精準發射和海量并行處理兩大技術基石，為醫生帶來全場像素級聚焦，徹底打破了傳統超聲難以避免的幀頻、空間分辨力及組織均一性三者之間的強行制約關系，圖像同時擁有更高的幀頻、更強的穿透力以及更完美的組織均一性。本文詳細介紹了EPIQ7C的硬件結構以及成像原理，并針對目前設備最常見的電源故障做深入解析[1]。

1 飛利浦彩超EPIQ7C硬件構成和工作原理

飛利浦彩超EPIQ7C[2-4]硬件部分完全摒棄了上一代彩超IE ELITE的硬件平臺系統，設備的集成度有非常大的提高[5]。超聲發射端包含三塊主板卡：前端模塊、前后端連接板以及電壓調節板。前端模塊負責超聲發射端的超聲發射接收、超聲波束形成、探頭接口、主時鐘信號等功能，此模塊集成了IE ELITE超聲發射七塊發射主板的功能[6]。前后端連接板負責超聲發射端和后端主機處理系統的接口和控制功能，并且將超聲發射端所接收的射頻數據轉換成主機可以識別的數字信號。電壓調節板則負責設備的電壓調節和高壓校準，并且根據系統內部的溫度調節風扇的轉數[7]。

系統的后端主機部分負責將接收到的超聲數據信號轉化成圖像顯示，并且控制設備的整體運作。后端主機部分包含以下幾個板卡：設備顯卡，設備后端視頻輸出板、主機擴展接口板、多普勒音頻處理電路板（Audio Input &Output，AIO板）、三塊硬盤（其中一塊固態硬盤負責存儲系統軟件部分，另兩塊SATA硬盤負責存儲圖像數據）、生理信號模塊、馬達控制模塊。

EPIQ7C的硬件部分集成度大幅度提高，設備內部的連接線纜亦隨之減少，所以設備的運行穩定性得到提升。設備待機時工作原理為：設備接入220 V電壓后，由主電源產生+5 V待機電壓分別輸送至電壓分配板以及主板，提供給主板的電壓點亮主板待機電壓指示燈為主機提供待機電壓，提供給母板的+5 V待機電壓通過母板和AIO板最終到控制面板點亮面板上的開機按鈕背光燈，此時設備已經就緒準備啟動[8]。

設備開機信號工作原理為：工作人員按下控制面板開機按鍵后，低電平的PS_ON信號先后通過AIO板、母板、主板最后由電壓分配板將PS_ON信號傳送至電源模塊，此時電源正式啟動并且提供24、5、12、5 V待機電壓（5 V Standby，5 VSB）、3.3 V等幾組電壓輸送至功能板卡。

電源啟動正式完成，各個功能板卡都得到了相應的工作電壓后，設備進入軟硬件啟動流程：設備首先加載BIOS，在此期間與超聲發射端進行一次信號溝通，確定超聲發射端無異常后進入下一步加載設備底層的Windows操作系統，操作系統加載完畢后繼續加載醫用超聲的應用軟件部分，三個環節都啟動完畢后設備進入正常成像畫面。

2 飛利浦彩超EPIQ7C電源故障檢測方法

結合設備整個工作原理以及近年來設備整體故障情況，電源故障率相對較高，故本文主要針對設備電源故障檢測做進一步詳細分析[9-10]。電源模塊接口連接圖，見圖1。電源接口連接至電壓分配板，經過電壓分配板將電源輸出電壓分成6組，其中24 V提供給控制面板液壓分配系統，主板上雙CPU分別由分配板上先進的技術擴展（Advanced Technology Extended，ATX）CPU電源直接提供。ATX主板電壓分別提供12 V、5 V、5 VSB、3.3 V給設備主板，用以提供主機部分所需的電壓，其余接口為信號反饋回路[11-13]。

圖1 電源模塊接口連接圖

在電源模塊的幾組電壓輸出中，故障率相對較高的是提供給超聲發射端以及控制面板液壓系統24 V電壓（VDC_SYS），以及ATX電壓輸出的12、5及3.3 V。電源被隔離單獨啟動后相應觸點的額定電壓，見圖2。將電源電壓觸點自左向右，自下向上分別編號，編號由1～46共46個電壓觸點。將電源從設備中取出并且接入220 V交流電壓，短接觸點21到觸點26，短接觸點20至觸點36，此時電源可以被單獨啟動，此時測量下表中相應觸點的電壓。電源模塊各電壓觸點相應的額定電壓，見表1。若測試電壓低于表格中額定電壓總范圍的5%，可以判定設備的電源出現故障，與此同時通過電壓測量可以確認具體那一組電壓問題導致電源故障，從而有針對性的對相應板塊進行維修，此方法可以對電源模塊化維修提供強有力的數據支持[14-16]。

表1 電源模塊各電壓觸點相應的額定電壓

3 討論

飛利浦高端彩超EPIQ7C應用飛利浦全新的硬件平臺系統，硬件的集成度相比于上一代同檔次主機IE ELITE有大幅度提升，所以硬件維修難度進一步加大。結合醫院目前彩超出現的故障，常見的故障有死機、無法開機、觸摸屏/顯示屏黑屏、圖像偽彩、探頭無法識別、軟件報錯等。大部分故障均屬于硬件故障，而由于機器集成度越來越高，常常導致醫院設備科無相關配件而無法維修。而廠家高額的配件及維修費用往往令醫院苦不堪言。

本文詳細探討出的電源故障解決辦法，則是將電源模塊獨立出來檢測，可以具體檢測出哪一組電壓故障，從而針對性地進行維修電路，這對EPIQ7C彩超的電源模塊維修提供了相當有利的數據和理論支持。既可以為醫院降低維修成本，又可以更加快速地恢復機器，從而提高設備的有效使用率。同時也為設備科同行維修同型機器提供了參考檢測方法。

通過本文對飛利浦彩超EPIQ7C 結構原理及電源故障檢測的分析，設備科可以定期對其電源模塊進行檢測，判斷各組電壓是否是在閾值范圍內，如果稍有偏離，也可通過調節相應的電位器進行調整。從而將故障解決在爆發之前，從而言之，平時加強對設備的維護檢測，才能真正地提高醫院設備的高效合理使用。