GE LOGIQ E9彩超故障維修分析及處理四例

聯勤保障部隊第903醫院醫學工程科，浙江杭州 310013

引言

LOGIQ E9超聲診斷儀是GE公司的早期產品，已成為各級醫院重要診斷設備之一，由于該機型比較老舊，設備故障率高[1]，因而會影響診斷工作的正常進行。作為醫學工程人員，必須熟悉掌握該設備的原理，準確判斷故障原因及故障位置，同時做好設備日常維護保養工作[2]，降低設備故障的發生，保證臨床對醫療設備使用的時效性和安全可靠性[3]。本文對GE LOGIQ E9彩超診斷系統的基礎硬件結構進行簡要的描述，介紹了在工作過程中遇到的四例故障現象及解決方法。故障內容包括開機報錯、開機加載完應用程序后報錯、機器使用過程中自動重啟、LOGIQE9啟動之后進入虛擬界面等。通過總結分析故障特點以及維修處理的實際工作經驗，進一步了解LOGIQ E9彩超的軟件故障特點，以期提高設備維修能力。

1 GE LOGIQ E9彩超診斷系統結構原理

GE Logiq E9彩色超聲診斷系統主要組成包括：①主電源：供電部分；② 后端處理器（Back End Processor，BEP）：裝載有WindowsXP操作系統和相應應用程序的計算機PC部分[4]；③前端電路板箱：接收板（Receive Board，MRX）、主繼電器驅動控制板（Global Relay Board，GRLY)及超聲波信號發射板（Transmitter Boards，GTX），主要功能是驅動超聲探頭晶片，接收超聲波反射信號及信號處理，最后形成射頻信號送至BEP進行圖像分析和后處理[5]；④顯示器：圖像顯示；⑤控制及輔助部分：操作面板，蛙腿和掛架等。

彩超的工作原理是由計算機控制前端掃描獲取信號并進行后期圖形處理，大多以Windows或Linux作為系統平臺[6]。GE LOGIQ E9彩色超聲診斷儀與其他品牌及型號的彩色超聲診斷儀器的啟動過程相似，在啟動過程中計算機作為儀器工作的控制部分[7]，啟動后，各部分通過接口電路在計算機的控制指揮下相互協同工作。

2 常見故障案例與分析

2.1 故障一

2.1.1 故障現象

LOGIQE9R4.3.0按下開關鍵開機，當加載完應用程序后報“Systemerror”，提示信息“systemerror,pleaserebootthesystem.”。

2.1.2故障分析

這種報錯在LOGIQ E9機器上很常見，雖然提示信息都是“system error,please reboot the system.”，但故障原因卻千差萬別，根據經驗初步判斷問題基本出現在前端。

2.1.3 故障檢修過程

首先，關機檢查前端所有板卡。打開前端蓋板，仔細檢查發現每塊板卡都有液樣痕跡，在GRLY板上有一處電路明顯被燒毀，這應該是進液引起電路板短路所致。于是用無水酒精對板件進行清理，完成后裝機測試，問題仍然存在。因為除GRLY板外其它板件沒有肉眼可見的損壞，先將GRLY板更換，開機后故障與先前不同，報錯信息在應用程序加載完幾分鐘之后才出現，接著對機器做T/RChannel測試，結果如圖1所示。

圖1 T/R Channel測試圖

可以看出中間那塊GTX有問題，多次測試后基本驗證了這個結論。于是更換中間那塊GTX，開機進行掃描測試后，報錯信息不再出現。但卻又發現圖像有點像是后處理的問題，測試過幾把探頭都一樣，查看log，判斷可能MRX也有問題，最后更換MRX后故障徹底解決。

2.1.4 故障總結

整個故障處理過程更換三塊電路板：分別為GRLY、GTX和MRX。對于類似鼠患或者不小心內部進液引起的故障，處理起來必須特別小心，最好用無水酒精或精密電路板清洗液清洗電路板，切不可用75%的酒精清洗，否則可能會對機器造成二次損壞。同時還需提高防范意識，對機器進行周期性、預防性保養，防止機器出現修復故障后再次進行維修的狀況，避免造成重大損失[8]。

2.2 故障二

2.2.1 故障現象

在APPLICATION LOAD階段若出現“System Error”的報錯信息，提示信息同2.1.1：當加載完應用程序后報“System error”，提示信息“system error,please reboot the system.”，有時候能進掃描界面，但大多數沒法進入。

2.2.2 故障分析

通常這類問題是由前端硬件引起，當系統探測到相關問題，安全機器會自動保護，然后停止裝載，并給出“SystemError”的報錯信息。目前此類故障多發生在GTX、數據接收板（Digital Receive Board，DRX）（R3）和主電源板（Main Power Supper，MPS），比如硬件配置錯誤或過載。但要確定是哪塊硬件出問題，就需綜合考慮和運用有效的排查手段。首先就是看ERROR LOG運行日志，這些由通道或FPGA（Field-Programmable Gate Array）控制部分引起的問題，ERROR LOG一般會有所體現。

2.2.3 故障檢修過程

（1）GTX故障。以下是機器的錯誤日志，通過調看ERROR LOG我們就可以很容易發現是LE9物理位置的GTX4出問題了：

Error;EA Error Handler(3340);Error from House Keeping:GFI Hard ware Exception:Sub Type31:-GFE Ch0empty-GFE Ch1empty GTX3HVFAULTTS_LEVEL_OK_N.Severity:FatalHW.

Info;DFEManager(3340);Handle RunFlag:setting Run-Block flag to false!

Warning;EA Error Handler(3340);Stops scan.

如果ERROR LOG沒有指示是哪塊GTX，簡單的方法就是利用最靠右位置逐一拔插GTX，直到發現把某塊板拔出，系統沒有再報錯，此時基本可以確定是這個GTX出現問題。該類故障大多數是GTX小輸出變壓器短路，造成了通道的高壓驅動電路短路，從而系統探測到過載，進而保護。

（2）DRX故障。如果在ERROR LOG里沒有發現明顯的報錯信息，最快速的方法就是進入Common Service Desktop進行T/R Switch測試，這個測試能夠幫助定位是哪個GTX或者DRX通道有問題。測試結果如圖2所示。

圖2 T/R Switch測試圖

（3）MPS故障。對于MIANPOWER SUPPLY故障，我們也可以通過ERROR LOG找到相應的信息：

Debug;acqGfi(3600);WatchDog:Watchdog still alive,errors=0x0060[--(ACFAIL)-(TS_LEVEL_OK)----]；

Friday,Feb 12 07:26:43,2010;info;acqHousekeeping(3068);TxPs event log；

seq[01]date[00/00/00]time[00:02:19]source[System(rack)supply]type[Error]detail[Fan Failure].

同時可關注MIANPOWER SUPPLY上P4接口，特別是24 V電壓的風葉傳動盤是否運行正常，若在轉，說明24 V輸出沒有問題。P4接口以及引腳電壓定義圖如圖3所示。

圖3 主電源的P4接口（a）及引腳電壓定義圖（b）

2.2.4 故障總結

如果儀器未正常啟動，首先應考慮計算機故障[9]，逐一檢查計算機各端口的工作狀態，了解故障現象和日志文件。針對“System Error”之類的問題，首先查看ERROR LOG文件，我們可以從中得到大部分的故障參考信息；如果沒有典型的提示，可利用Service Diagnostics進行T/R Switch測試來幫助定位GTX或DRX；還可以采用排除法，將GTX和DRX交換拔出，來確定存在故障的板子。

2.3 故障三

2.3.1 故障現象

LOGIQ E9 R4.3.0機器在使用過程中，會間歇性地自動重啟，如同按了電腦復位鍵一樣。重啟頻率不規則，有時幾分鐘，有時半小時，最長時能正常使用幾小時。

2.3.2 故障分析

不間斷電源（Uninterruptible Power Supply，UPS）是醫療設備的重要部分，它能在市電突然斷開的緊急情況下保護設備和保存數據[10]。對于此故障，首先懷疑電壓不穩，于是使用UPS電源做測試，排除故障非外部電壓引起。然后開始對機器測試，依次插拔內存、硬盤等后端可以插拔的部件；接著插拔前端板卡，特別是前端MRX板，并對其進行清潔，發現故障不變。查看log也沒有發現有異常的方面，最后查看手冊內容判斷是因為MRX板上有相關時鐘信號，從而引起故障。于是更換MRX板，結果故障依舊。其次直流供電電源電路保護或欠壓、過壓等故障也可能引發機器重啟[11]，故更換電源模塊，但故障仍舊沒能解決。最后剩下可能性最大的就只有BEP出現故障，為了能確定BEP故障，在拔掉了硬盤及前后端通訊線纜后開機測試。因為沒有了硬盤，機器開機后一直停在磁盤操作系統界面，如果這個時候還會反復重啟，那就可以確定是BEP的問題。等了不到5 min又自動重啟，基本可以判斷是BEP故障。

2.3.3 故障檢修過程

這是一起由BEP故障引起的機器重啟，更換BEP后發現每次開機一直停在GE logo界面不動，按F1按鍵也無效，對基本輸入輸出系統（Basic Input Output System，BIOS）芯片放電也沒用；后來想到E9的BIOS芯片都是卡在卡套里的，這種設計很容易產生接觸問題，于是撥開卡扣取出芯片，對其進行清潔，裝上后開機正常。從以上案例可以分析，現在LOGIQ E9很多后端問題可能都跟BIOS有關，如停在LOGO界面、重啟、死機等現象，在故障處理時首先可以嘗試插拔一下BIOS芯片，最終更換BEP后該機器使用正常。

2.3.4 故障總結

現在的彩色超聲設計基本都是后端獨立的，且后端最重要的是主板，它的定制化和集成度越來越高[12]，但跟普通PC主板又有一定的差異，對現代醫學工程人員判斷故障會有很大的幫助。因此，處理這類故障時既要考慮和普通電腦故障的相同之處，又要加以區別等待。

2.4 故障四

2.4.1 故障現象

設備間歇性出現開機之后進入虛擬界面，并報“systemerror”。

2.4.2 故障分析

機器啟動時軟件或端口數據丟失易導致系統虛擬界面[13]。從報錯信息看，認為是開機時前端沒有被正常識別，導致機器進入虛擬界面，所以先重新安裝了系統及應用程序。但是重裝完后，故障不變，軟件因素排除。于是檢測硬件問題，通過分析設備的工作日志，對比正常時期的日志，發現機器在報錯時的日志中，MPS的電壓有丟失。判斷有可能是MPS電源故障導致前端開機時沒有被識別到造成的故障，于是更換MPS，但是新的MPS更換幾周后該故障再次出現。兩個MPS一樣的故障，感覺可能性不大，但是工作日志里還是發現有電壓缺失的報錯，考慮到背板故障也有可能導致電源不能正常的和前端通訊，所以也把帶通濾波（Band Pass，BP）板更換了。BP板更換兩周后，設備依舊間歇性出現開機進入虛擬界面的問題。這次用TS再仔細分析日志，發現最新的日志里，有更明顯的log指向MPS引起了這次的故障。

Error;EAErrorHandler(1948);Error from HAL:TxPS voltage readback mismatch.Severity:NonFatalSW.

Info;DFEManager(1948);HandleRunFlag:setting RunDfe flag to false.

Error;ScUdt.DataModule(1948);RingBuffer::stop:Error;ScUdt.DataModule(1948);Cannot call stop()with state Freeze-Warning;EAErrorHandler(1948);Stops scan.

Warning;EchoScanner(1948);Stopping backend on a un-recoverable EA error message.

故障出現時發射電源的電壓都有異常的記錄。判斷MPS出現故障的可能性非常高。再次更換MPS后做MPS測試通過，經過后期使用，機器徹底恢復正常。

2.4.3 故障檢修過程

該故障主要是因為MPS板自身電壓丟失而沒有被機器識別，但更換新的電路板后仍然出現同樣的故障，使得我們不得不考慮到與MPS相連的背板，通過分析對比前后幾次的錯誤日志，可以最終確定故障是MPS板自身損壞，加上背板接觸問題導致MPS板的電源不能和前端正常通信這兩個因素的疊加造成的。

2.4.4 故障總結

對此類故障要認真分析比較，由于該故障從表面分析到實際操作都是指向并針對MPS同一塊電路板，而最終除了該板本身確實損壞外，還找出了與MPS板相關聯的背板接觸問題。所以我們在維修過程中一定要認真思考和分析，仔細觀察比較，切不可局限在一個范圍查找。

3 總結

GE LOGIQ E9彩超診斷系統是一款廣泛應用于各級醫院比較智能成熟的機器，它具有很強的自檢和故障自診斷功能[14]。以上列舉了幾例常見故障，進行了詳細的分析和處理，特別是對比了故障提示類似但原因不同、分析方法和思路不同、處理方式亦不同的故障情況。作為現代醫學工程人員，必須熟悉掌握醫療設備的工作原理，做好設備日常維護保養和預防性維修工作，才可能減少設備故障的發生、保障醫療設備狀態良好[15-16]。同時充分利用設備說明書、維修手冊、聯系溝通廠家工程師等各種手段準確判斷故障原因，定位故障部位，不斷鍛煉現代醫學工程人員的溝通、分析和保障能力，提高設備維修能力。