西門子Compact L C臂機典型故障分析與維修

王毅華

杭州德遠(yuǎn)電子科技有限公司，浙江 杭州 310011

引言

移動式C臂機(簡稱C臂機)技術(shù)領(lǐng)域的快速發(fā)展，為臨床醫(yī)學(xué)帶來了極大的方便在，泌尿外科手術(shù)中結(jié)石的尋找方面應(yīng)用廣泛，具有圖像清晰，減少手術(shù)時間，定位精確度高等優(yōu)點。是臨床醫(yī)院開展骨科，外科手術(shù)不可缺少的輔助設(shè)備。為保證C臂機在醫(yī)院的正常使用，日常的機器維護(hù)、使用注意事項及故障的維修排除顯得尤為重要。Siemens Siremobile Compact L是德國西門子公司推出的一款經(jīng)典C臂機，具有成像劑量小、圖像質(zhì)量好的特點，市場保有率高，應(yīng)用廣泛，使用壽命長，以設(shè)計經(jīng)典，運行穩(wěn)定著稱[1]。本文以實際的使用，維修經(jīng)驗，通過對四例典型故障逐一剖析，供大家參考。

1 Siemens Siremobile Compact L型C形臂X線機基本結(jié)構(gòu)

整機由兩個可移動的推車組成：一個是C形臂推車系統(tǒng)，由操控臺主機與C臂主體部分組成，包括電源輸入（漏電保護(hù)器，安全接地裝置）、kV/mA控制、20～30 kHz的高頻逆變電路、操作面板、C形臂、組合機頭、成像系統(tǒng)；另一個是顯示器推車系統(tǒng)，由機載電腦組成，包括圖像處理、圖像存儲、錄像機、視頻打印機。兩移動推車用一電纜接插連接[2-3]。

2 常見故障分析

2.1 故障一

2.1.1 故障現(xiàn)象

開機正常，75 kV時曝光時提示5901錯誤，圖像模糊。

2.1.2 故障分析

現(xiàn)場檢查，設(shè)備開機正常，在75 kV時可以曝光出圖像，但曝光過程中出錯（錯誤代碼5901）而終止曝光，圖像因X線劑量不足導(dǎo)致模糊不清。將曝光條件調(diào)整到70 kV，無報錯，曝光正常，因所選條件太低，穿透力不足而使圖像仍然不清晰[4]。查詢錯誤代碼5901，其錯誤代碼描述為曝光時，高壓發(fā)生器無高壓反饋。導(dǎo)致故障的原因可能有：①組合機頭故障；②CPU（D1板）故障。

圖1 D1、D2板（a）及組合機頭（b）電路圖

由于出現(xiàn)的故障跟高壓值大小有關(guān)，且實際劑量不足，由此基本判斷高壓系統(tǒng)故障，側(cè)重檢查組合機頭。分析電路（圖1）可知，高壓工作原理：直流電壓406VDC經(jīng)過逆變電路HT（D2板），產(chǎn)生高頻電壓（20～30 kHz），由插頭X3第1,6腳，到組合機頭的插頭X30 A1,A1，輸入到高壓變壓器初級，倍壓整流后產(chǎn)生高壓供給球管[5-6]。高壓（kV）反饋信號由插頭X30第3,10腳輸出，經(jīng)D1板的插頭X1第2,3腳輸入到CPU板（D1）做比較處理，其中X51為+kV測試點，X52為-kV測試點，用示波器監(jiān)測組合機頭高壓反饋信號，即D1板上測試點X51,X52，發(fā)現(xiàn)示波器通道CH1，CH2顯示的+/-kV正反饋信號不對稱（圖2），X51波形反饋比例偏小（1V代表10 kV），且實際高壓輸出劑量偏低，排除了反饋檢測電路問題。用萬用表測量X1到X30電纜線完好，最終確定高壓油箱內(nèi)組合機頭故障[7]。

圖2 X51,X52 kV信號檢測

2.1.3 故障處理

將組合機頭拆開（隨時記錄拆卸的過程，小心仔細(xì)地安放每一個機頭內(nèi)部件，拆組合機頭箱蓋過程需仔細(xì)，清除密封膠，注意橡膠O形圈，切勿損壞）[8-9]，發(fā)現(xiàn)+kV輸出接頭有碳化痕跡，跟正常油箱比較，重量偏輕，且高壓絕緣油顏色呈暗黃色，故能確定由于高壓油缺少導(dǎo)致高壓打火，造成電路接頭接觸斷路。將其重新焊接，建議使用無鉛焊錫，焊接點要圓潤飽滿，防止高壓電弧產(chǎn)生。封裝時，要注意橡膠O形圈的安裝，以免漏油。組合機頭封裝完畢，經(jīng)過抽真空，加注經(jīng)過耐壓測試的高壓油（油樣耐壓大于等于50 kV）。經(jīng)測試，安裝在設(shè)備上，機器恢復(fù)正常。

2.2 故障二

2.2.1 故障現(xiàn)象

開機報錯5014,5015，錯誤代碼5014,5015描述為組合機頭油壓開關(guān)無響應(yīng)。

2.2.2 故障分析

導(dǎo)致錯誤代碼5014,5015故障的原因可能有：①高壓油壓力檢測開關(guān)失控；②高壓油溫度過高；③電纜連接斷開。結(jié)合相關(guān)電路，首先檢查組合機頭上的油壓開關(guān)和溫度檢測電阻（圖1）。用萬用表歐姆檔測量組合機頭上X30第5，12，13腳，5腳與12腳之間為0 Ω，5腳、12腳與13腳之間為熱敏電阻（常溫時為0 Ω），說明組合機頭上的油壓開關(guān)和溫度檢測開關(guān)正常[10]。用萬用表歐姆檔對應(yīng)測量操作臺機上的D1板接插件X1，第6，7，8腳與組合機頭上X30，第5，13，12腳連接線，發(fā)現(xiàn)X1的第6腳與X30的第5腳之間開路，使油壓開關(guān)和溫度檢測電阻失效，故障是由外接電纜有斷線所致。由于C形臂可升降，前后左右轉(zhuǎn)角擺動，安裝在C形臂上的組合機頭、影像增強器、攝像機與操控臺主機之間的連接電纜經(jīng)常會轉(zhuǎn)動（圖3），連接電纜時常會由于擠壓或疲勞而斷開[11]。

2.2.3 故障處理

廠家處理方法是更換連接電纜，既昂貴又耽誤時間。根據(jù)經(jīng)驗，對于此種經(jīng)常移動的電纜，廠家經(jīng)常會預(yù)留2～3根空線備用，仔細(xì)查找比對，藍(lán)色線兩端均未接任何負(fù)載，且測量導(dǎo)通，故將5,6腳間連線用藍(lán)色線替換，經(jīng)測試設(shè)備恢復(fù)正常。

圖3 C形臂與主機間連線

2.3 故障三

2.3.1 故障現(xiàn)象

3 mA以下，圖像正常，3 mA 以上圖像在消隱圓內(nèi)出現(xiàn)干擾（圖4）。

圖4 消隱圓干擾

2.3.2 故障分析

經(jīng)常報錯，錯誤編碼為：5090,8007。現(xiàn)場測試發(fā)現(xiàn)，能拍小劑量部位。超過3 mA機器出現(xiàn)消隱圓內(nèi)干擾。在做好自身防護(hù)，曝光條件大于3 mA曝光時，增強器輸出屏圖像無圓內(nèi)干擾，故排除了影像增強器故障。測試相機電源+24 V為+23.9 V正常，檢測相關(guān)連接線，無短路和斷路。更換相機板，機器故障一樣。重裝了機載電腦（Memoskop軟件，故障依舊，維修陷入僵局。找根視頻電纜線，直接跨接在相機視頻輸出口和機載電腦（Memoskop）之間，顯示器上消隱圓內(nèi)干擾消除[12]，問題出在攝像機視頻輸出和機載電腦（Memoskop）的視頻輸入端口之間，在選擇高于3 mA條件曝光時，高壓發(fā)生器產(chǎn)生的高頻脈沖，使視頻線由于屏蔽不良引起的視頻干擾。

2.3.3 故障處理

經(jīng)分段檢測，是視頻電纜線屏蔽層接地接觸不良所致，重新制作視頻電纜插頭，換后干擾消除。此故障出現(xiàn)也有的是視頻電纜線終結(jié)電阻開路或接插件沒接引起[13]。

2.4 故障四

2.4.1 故障現(xiàn)象

C臂主機開機后有“滴滴滴”的響聲，且伴隨整個開機過程。立柱可以升降，但使用正常上升到最高時的警示音由于異響無法分辨。

2.4.2 故障分析

現(xiàn)場檢查，開機后立柱升降控制電路板D40，上蜂鳴器常鳴，立柱可以上升，下降，設(shè)備其他功能均正常。分析電路圖（圖5）可知電機保護(hù)板（D40）主要功能為電機運動提供保護(hù)，當(dāng)運動到極限位置時保護(hù)觸發(fā)并以蜂鳴聲發(fā)出警示信息。由于電機可以上下移動，故判斷電機本身及電源均正常，故障現(xiàn)象由控制板誤觸發(fā)報警所致[14]。根據(jù)實物電路，并模擬D40 X2引腳（圖5）開關(guān)信號無信號接通和斷開，異響依舊，故可以確定D40檢測邏輯錯誤。

圖5 升降電機控制電路

2.4.3 故障檢修過程

采用替代法進(jìn)一步排除，是可編程邏輯芯片D3故障，型號為：ATF22V10C-15PU，采購D3芯片，使用程序編輯器重新寫入程序，安裝后，機器恢復(fù)正常。

3 總結(jié)與分析

C臂機是骨科手術(shù)常用且不可或缺的設(shè)備，其特點是經(jīng)常移動，使用人員多，開關(guān)機頻繁，發(fā)生故障易影響臨床手術(shù)。本文介紹三例運用錯誤代碼、較快查找故障點、少走彎路的維修案例[15]。也介紹了一例C臂主體升降誤報警的案例。在需要更換昂貴的零配件，如組合機頭故障、成像系統(tǒng)故障等組件時的處理方案。生產(chǎn)廠家只提供整個組件更換，價格相當(dāng)昂貴。我們認(rèn)為大多數(shù)組件是可以修復(fù)的。如文中所述第一個案例組合機頭故障，我們在日常維修工作中，遇到有高壓反饋電阻斷裂、球管燈絲引線虛焊、高壓整流二極管損壞、高壓油耐壓降低、油箱內(nèi)有空氣造成高壓打火等組合機頭內(nèi)故障，還有成像系統(tǒng)中的影像增強器屏極打火、無高壓電源等。維修諸類組件故障時，需必備的維修工具，隨時記錄拆裝組件的過程。維修人員需有扎實的基礎(chǔ)理論知識，認(rèn)真細(xì)致的工作態(tài)度，結(jié)合故障元器件的損壞程度，綜合考慮著手維修還是組件更換。通過上述四例元器件級別維修案例，為醫(yī)院節(jié)省昂貴的維修費，熟悉設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng)及使用注意事項[16]，即能減少設(shè)備故障，又能降低維修維護(hù)成本，延長設(shè)備使用壽命，能對各維修同仁對設(shè)備的結(jié)構(gòu)有所了解，對維修此類設(shè)備有所幫助。