邁瑞DigiEye560數(shù)字X射線攝影系統(tǒng)故障維修2例

邱赫

哈爾濱醫(yī)科大學(xué)附屬第四醫(yī)院 醫(yī)學(xué)工程科，黑龍江 哈爾濱 150000

引言

目前，數(shù)字X射線攝影系統(tǒng)（Digital Radiography，DR）已經(jīng)在醫(yī)院普遍使用。DR是在常規(guī)X線攝影的基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)，它是一種X線直接轉(zhuǎn)換技術(shù)，它使用平板探測(cè)器接收X光，探測(cè)器上覆蓋的晶體電路把X線光子直接轉(zhuǎn)換成數(shù)字化電流[1]。DR可以用于人體的頭頸部、骨關(guān)節(jié)、胸部、腹部等全身各部位的檢測(cè)，可以深入檢測(cè)到骨關(guān)節(jié)的細(xì)微結(jié)構(gòu)，以及各種皮膚軟組織的改變。在進(jìn)行胸部檢查時(shí)，比常規(guī)的胸部檢查方式更清晰、準(zhǔn)確地鎖定病變部位；在進(jìn)行腹部檢查時(shí)，也可以對(duì)微小病灶進(jìn)行清晰的顯示。由于DR快速、清晰、準(zhǔn)確的診斷特性，應(yīng)用的范圍越來(lái)越廣，DR已經(jīng)成為醫(yī)生進(jìn)行很多疾病診斷必不可少的輔助手段[2]。DR的正常運(yùn)轉(zhuǎn)對(duì)于醫(yī)院來(lái)說(shuō)至關(guān)重要，DR故障的發(fā)生對(duì)于醫(yī)院正常診療任務(wù)的完成會(huì)產(chǎn)生較為關(guān)鍵的影響，不僅會(huì)給醫(yī)院帶來(lái)經(jīng)濟(jì)損失，還會(huì)影響患者的就醫(yī)體驗(yàn)，因此，當(dāng)DR故障發(fā)生以后，醫(yī)院工程師應(yīng)當(dāng)迅速響應(yīng)，及時(shí)提供維修方案并進(jìn)行維修，減少DR的宕機(jī)時(shí)間。本文以我院邁瑞DigiEye560數(shù)字X射線攝影系統(tǒng)為例，對(duì)DR的工作原理進(jìn)行了分析，并列舉了2例故障現(xiàn)象，提出解決方案并總結(jié)了維修流程，為醫(yī)院工程師維修相關(guān)設(shè)備提供參考。

1 DR系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)及工作原理

DR系統(tǒng)的主要組成部分包括球管、探測(cè)器、圖像后處理系統(tǒng)、膠片打印機(jī)等部分。基本的工作原理為：球管發(fā)射出的X射線照射到患者身體以后傳遞到探測(cè)器上，探測(cè)器接收了X射線產(chǎn)生的影像信息，然后進(jìn)行數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換，并由圖像處理器對(duì)信息進(jìn)行處理，將影像信息轉(zhuǎn)化為數(shù)字圖像，并對(duì)圖像進(jìn)行存儲(chǔ)和顯示，數(shù)字化的圖像可以由激光打印機(jī)進(jìn)行打印，成為圖像報(bào)告。

DR系統(tǒng)整個(gè)成像的過(guò)程大約5 s即可完成，且全程自動(dòng)化操作，方便快捷[3]。數(shù)據(jù)采集非常靈敏，只需低劑量即可獲得高質(zhì)量的數(shù)字化圖像，且整個(gè)圖像動(dòng)態(tài)范圍較大，檢測(cè)厚度較深，圖像后處理系統(tǒng)更是該設(shè)備的關(guān)鍵模塊，對(duì)探測(cè)器采集到的圖像進(jìn)行再處理，整個(gè)過(guò)程不需要暗室的化學(xué)洗片，可直接進(jìn)行打印，減少了對(duì)環(huán)境的污染[4]。現(xiàn)如今，大部分醫(yī)院的DR均可以與醫(yī)院的RIS系統(tǒng)、PACS系統(tǒng)連接，與醫(yī)院的信息化管理理念相契合。

DR系統(tǒng)的X線曝光劑量，是優(yōu)質(zhì)圖像的保證[5-6]，原則是在保證圖像信息足夠的前提下，盡量降低X線的曝光，但具體降低多少曝光量，很難人工進(jìn)行把控。因此，現(xiàn)在的DR是可以自動(dòng)進(jìn)行一定范圍內(nèi)的動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)的，防止曝光條件不合適狀況的發(fā)生。圖像曝光條件過(guò)大時(shí)，所拍的圖像曲線就會(huì)變窄，圖像偏黑并且失去層次感，這一狀況發(fā)生后，后期的調(diào)節(jié)不能使圖像質(zhì)量恢復(fù)正常；而當(dāng)圖像曝光條件過(guò)小時(shí)，圖像顆粒感增強(qiáng)，病變部位不能清晰顯示。

2 故障實(shí)例

2.1 故障一

2.1.1 故障現(xiàn)象

DR系統(tǒng)無(wú)法正常曝光，在使用時(shí)報(bào)“E58”錯(cuò)誤，重啟設(shè)備后，故障仍然存在。

2.1.2 故障分析與排查

當(dāng)故障發(fā)生以后，第一時(shí)間查看設(shè)備使用日志，經(jīng)查發(fā)現(xiàn)，該DR設(shè)備在當(dāng)日凌晨至早8：00一直處于待機(jī)狀態(tài)，操作人員在當(dāng)天8：30第一次開始使用該設(shè)備時(shí)，系統(tǒng)報(bào)錯(cuò)為“E58”錯(cuò)誤。當(dāng)設(shè)備發(fā)生該故障報(bào)警時(shí)，一般指示為硬件故障。查看維修手冊(cè)發(fā)現(xiàn)，該故障為指示性故障，會(huì)導(dǎo)致設(shè)備無(wú)法曝光。該故障發(fā)生在設(shè)備陽(yáng)極低速旋轉(zhuǎn)階段，當(dāng)系統(tǒng)檢測(cè)到主線圈電流過(guò)量時(shí)，“E58”錯(cuò)誤提示為“電流過(guò)大”，則可能是在整個(gè)系統(tǒng)通路中有短路現(xiàn)象發(fā)生。首先對(duì)通路中MOD.11模塊（圖1）進(jìn)行逐步排查。

圖1 MOD.11模塊實(shí)物圖

第一時(shí)間檢查DRAC控制板的撥碼開關(guān)是否設(shè)置正確，未發(fā)現(xiàn)異常，排除開關(guān)設(shè)置錯(cuò)誤的可能性。查看DRAC接口板附近電路，使用萬(wàn)用表的二極管檔位，檢測(cè)DRAC接口板J5接頭附近的四個(gè)二極管CR8、CR9、CR10和CR11，如圖2所示，未發(fā)現(xiàn)異常；檢測(cè)J2的+DC out和-DC out之間是600 VDC（圖3），因?yàn)榇穗妷菏荄RAC控制板的功率輸入電壓，未發(fā)現(xiàn)異常。

分別測(cè)量球管的main-shift、main-COM、shift-COM之間的電阻值，西門子R14球管，R1為main-COM之間阻值，測(cè)量值為21 Ω，在標(biāo)準(zhǔn)參考值20.4～22.6 Ω之間；R2為shift-COM之間阻值，測(cè)量值為51 Ω，在標(biāo)準(zhǔn)參考值48.9～54.1 Ω之間，符合球管參數(shù)要求，排除球管內(nèi)部短路問(wèn)題。球管定子電纜線示意圖，見圖4。

圖2 DRAC接口板J5示意圖

圖3 DRAC接口板J2示意圖

圖4 球管定子電纜線示意圖

使用萬(wàn)用表的歐姆檔或通斷檔，測(cè)量TS2端子排的main和shift端之間是否存在短路。經(jīng)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，main和shift之間的絕緣性良好，不存在短路，排除端子排故障。調(diào)換主變壓器和輔助變壓器，重啟DR，發(fā)現(xiàn)故障依舊存在，排除輸出變壓器故障。通過(guò)前面的排查，可以確定是DRAC控制板發(fā)生故障，更換DRAC控制板，重新啟動(dòng)設(shè)備，系統(tǒng)不再報(bào)錯(cuò)，且可以正常曝光，故障解決。

2.1.3 小結(jié)

因?yàn)橄到y(tǒng)的某些部分每次拆裝都比較煩瑣，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，所以當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生報(bào)錯(cuò)時(shí)，我們應(yīng)該先查看設(shè)備使用日志，確定故障發(fā)生時(shí)間，在發(fā)生之前設(shè)備有無(wú)異常現(xiàn)象發(fā)生。當(dāng)確定故障發(fā)生時(shí)的狀況是，我們要第一時(shí)間對(duì)故障做出大致的判斷，如果把握不準(zhǔn)，不要盲目拆卸，需要查看維修手冊(cè)，確定故障原因。同時(shí)，DR系統(tǒng)內(nèi)部線路較為復(fù)雜，在應(yīng)對(duì)電路短路故障時(shí)，應(yīng)該按照電路板上的各個(gè)部件排列順序，依次對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)，并注意檢查有無(wú)接觸不良或是線路老化現(xiàn)象的發(fā)生。由于DRAC控制板是帶芯片的，在更換板卡的時(shí)候，應(yīng)該使用原來(lái)的芯片，且芯片管腳容易折斷，防止插錯(cuò)方向。

2.2 故障二

2.2.1 故障現(xiàn)象

機(jī)器報(bào)錯(cuò)“運(yùn)動(dòng)禁止，U臂上下運(yùn)動(dòng)電位器異常類型3”，U臂無(wú)法上下運(yùn)動(dòng)，其他方向運(yùn)動(dòng)正常。

2.2.2 故障分析與排查

當(dāng)設(shè)備報(bào)此故障時(shí)，往往第一反應(yīng)是DR的U臂升降電位器發(fā)生故障。電位器的報(bào)錯(cuò)屬于軟件保護(hù)機(jī)制，因此，我們進(jìn)入系統(tǒng)設(shè)置界面，點(diǎn)擊“自由運(yùn)動(dòng)”，使設(shè)備進(jìn)入自由運(yùn)動(dòng)模式，再次嘗試按下U臂上下運(yùn)動(dòng)按鈕，發(fā)現(xiàn)故障依舊，由此可知，該故障可能不是電位器本身發(fā)生故障，而是因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)問(wèn)題導(dǎo)致的電位器報(bào)錯(cuò)。根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)與廠家說(shuō)明可知，造成U臂上下無(wú)法運(yùn)動(dòng)可能的原因主要有：① 上下運(yùn)動(dòng)電機(jī)未解鎖，剎車裝置導(dǎo)致負(fù)載過(guò)大，電機(jī)無(wú)法拖動(dòng)U臂運(yùn)動(dòng)；② 上下運(yùn)動(dòng)電機(jī)故障；③ 上下運(yùn)動(dòng)電機(jī)沒(méi)有得到變頻器工作信號(hào)。

然后，進(jìn)一步觀察發(fā)現(xiàn)機(jī)電控制箱的散熱風(fēng)扇停止轉(zhuǎn)動(dòng)，機(jī)頭的散熱風(fēng)扇也不能正常運(yùn)轉(zhuǎn)，查看機(jī)電控制箱電路圖（圖5）與板卡實(shí)物圖（圖6），從電路圖中可以看出，以上兩組散熱風(fēng)扇的供電都來(lái)自24 V電源盒，用萬(wàn)用表測(cè)量TS4端子的10，11，12，13腳，確定沒(méi)有24 V輸出，再往前級(jí)測(cè)量發(fā)現(xiàn)24 V電源盒的220 V輸入正常，但有一路24 V沒(méi)有輸出，確定此故障是由于24 V開關(guān)電源盒里的其中一塊24 V電源板故障引起的驅(qū)動(dòng)24 V供電異常造成的。

圖5 機(jī)電控制箱電路圖

進(jìn)一步查看該設(shè)備驅(qū)動(dòng)板電路圖（圖7），可以得知對(duì)于DigiEye560，設(shè)備驅(qū)動(dòng)板的一方面將TS4-1的220 V輸入經(jīng)過(guò)繼電器控制輸出到TS4-35，用于解鎖升降交流電機(jī)的剎車，進(jìn)而允許U臂上下運(yùn)動(dòng)；另一方面與設(shè)備接口板一起經(jīng)過(guò)直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)板驅(qū)動(dòng)平板旋轉(zhuǎn)的直流電機(jī)。因此，我們先嘗試進(jìn)行平板旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，發(fā)現(xiàn)平板無(wú)法旋轉(zhuǎn)，接著嘗試直接短接TS4-1和TS4-35，U臂可以正常升降運(yùn)動(dòng)，因而排除變頻器和交流電機(jī)本身故障的可能性。經(jīng)過(guò)進(jìn)一步分析，確定故障原因?yàn)?4 V開關(guān)電源盒里的其中一塊24 V電源板故障，導(dǎo)致驅(qū)動(dòng)24 V供電異常，設(shè)備驅(qū)動(dòng)板沒(méi)有上電，U臂升降電機(jī)的交流剎車無(wú)法解鎖，最終導(dǎo)致U臂無(wú)法上下運(yùn)動(dòng)。更換電源板PCBA，重啟設(shè)備，U臂可以正常運(yùn)動(dòng)，故障排除。

圖6 板卡實(shí)物圖

2.2.3 小結(jié)

對(duì)于U臂不能上下運(yùn)動(dòng)的故障，我們應(yīng)該首先排除軟件保護(hù)機(jī)制是否啟動(dòng)，避免盲目對(duì)設(shè)備硬件進(jìn)行拆解。當(dāng)排除軟件保護(hù)機(jī)制啟動(dòng)后，可以通過(guò)觀察機(jī)器常規(guī)運(yùn)行狀態(tài)，比如：風(fēng)扇的轉(zhuǎn)動(dòng)，聲光指示等，嘗試進(jìn)行其他方向的運(yùn)動(dòng)來(lái)幫助進(jìn)行故障定位。當(dāng)故障鎖定在固定的模塊以后，則可定點(diǎn)進(jìn)行排查，逐一檢查電路連接，認(rèn)真細(xì)致，逐步排查，直到故障解決。

圖7 驅(qū)動(dòng)板電路圖

3 討論與總結(jié)

DR設(shè)備在現(xiàn)代化醫(yī)院中使用的頻率較高，其高質(zhì)量的成像效果，對(duì)于輔助醫(yī)生的診斷具有重要意義[7]。DR屬于大型醫(yī)療設(shè)備，對(duì)于維修工程師的綜合素質(zhì)要求較高，在DR發(fā)生故障時(shí)，工程師應(yīng)該仔細(xì)觀察，考慮全面，快速鎖定故障位置，總結(jié)出最優(yōu)解決方案。DR的維修不僅要求工程師膽大，更要求工程師心細(xì)，應(yīng)為其內(nèi)部的精密元器件較多，不正確的拆解可能會(huì)對(duì)設(shè)備造成不可逆的損傷，給醫(yī)院造成較大的經(jīng)濟(jì)損失[8-9]。對(duì)于像DR一樣的大型醫(yī)療設(shè)備，故障發(fā)生時(shí)往往會(huì)給醫(yī)院造成較大的影響，故障的及時(shí)維修固然重要，預(yù)防故障的發(fā)生更是設(shè)備管理人員應(yīng)該考慮的問(wèn)題[10]。為了防止故障的發(fā)生，我們不僅應(yīng)該制定專門的預(yù)防性維護(hù)方案，更應(yīng)該責(zé)任到人，做好質(zhì)量控制工作[11]。

本文分析了DR的基本組成與原理，闡述了高質(zhì)量圖像的獲得過(guò)程，可以為維修初學(xué)者提供一定的參考。同時(shí)，以邁瑞DigiEye560數(shù)字X射線攝影系統(tǒng)為例，總結(jié)歸納了2例較為典型的故障，并給出詳細(xì)的故障排除方案，2例故障最終均指向系統(tǒng)內(nèi)部的電路板問(wèn)題，但它們的外在表現(xiàn)卻不相同，一例表現(xiàn)為設(shè)備無(wú)法正常曝光，另一例則表現(xiàn)為U臂的升降異常，由此可見，DR故障的排查過(guò)程較為復(fù)雜，對(duì)于DR故障的分類應(yīng)該更加精細(xì)，工程師平時(shí)應(yīng)該經(jīng)常學(xué)習(xí)，對(duì)與DR各部分對(duì)應(yīng)的電路進(jìn)行牢固掌握。

為了提高故障維修效率，工程師應(yīng)該善于總結(jié)發(fā)現(xiàn)，平時(shí)做好記錄，當(dāng)故障發(fā)生時(shí)，查看自己醫(yī)院DR等大型設(shè)備的維修記錄。同時(shí)，要善于總結(jié)常發(fā)生故障的部位，尋找設(shè)備易故障的備件，加大預(yù)防性維護(hù)力度，對(duì)于需要經(jīng)常更換的備件，應(yīng)做好備件管理，以防拖延維修時(shí)間，給醫(yī)院帶來(lái)?yè)p失的同時(shí)，也給患者帶來(lái)不便。