GE INNOVA 系列數字減影血管造影機電力電器電源故障分析與處理

李運運，鄭天雷（通信作者），陳飛宇，張仕錦，沙俊誠，耿詩

徐州醫科大學附屬醫院 （江蘇徐州 221004）

隨著影像技術的發展，數字減影血管造影機（digital subtraction angiography machine，DSA）因其在血管成像領域的獨特優勢，被廣泛應用于血管、腫瘤等多種疾病的診斷和治療中[1-3]。近年來，隨著各級診療機構胸痛中心、卒中中心的建立，DSA 設備作為必要的診療設備被大量購置。但隨著DSA 設備數量不斷增加，由于其體積龐大、設計精密、結構復雜，且使用時間過長，故障率也逐漸增加，其中以電源故障最為常見[4]。我院介入導管室目前共有5 臺INNOVA 系列DSA 設備。INNOVA系列DSA 設備是一款性能優良的通用型C 臂全數字化平板探測器血管造影系統，擁有術中射線低劑量功能和獨有的多模態影像融合技術，可優化醫師手術操作，提高手術效率[5]。電力配電器（power distribution box，PDB）電源是INNOVA 系列DSA設備中所有子系統的供電單元。隨著DSA 設備使用年限延長，PDB 電源故障頻發，一旦電源發生故障將導致整個DSA 系統無法運行[6]。本研究從PDB 電源的原理出發，整理并總結了兩例PDB 電源故障及處理情況，為同行提供參考。

1 INNOVA 系列DSA 設備PDB 電源結構

根據實物和技術手冊，使用Altium Designer 22 電路設計軟件繪制INNOVA 系列DSA 設備的PDB 電源電路原理圖（圖1）。PDB 電源的工作原理：當醫院的380 V 三相交流電源接通后，電路走向分為2 路，一路供給20 kVA 不間斷電源（uninterruptible power supply，UPS），UPS 輸 出380 V 交 流 電 供給JEDI，同時UPS 也輸出230 V 交流電到變壓器TR3，TR3 變壓輸出24 V 交流電24 VAC_P 到Total OFF 模塊，并激活繼電器K6，給C1F 提供信號；另一路PDB 電源進行相序檢測，如相序正常，400 V 交流電會通過S4 常閉開關輸入到TR1 變壓器，在TR1 變壓器初級并聯的電容C2 和電阻R1 形成RC 濾波回路，消除電路中的尖銳部分，產生24 V 交流電，經急停開關EPO1、EPO2（在正常工作時是閉合狀態，一旦出現異常情況，可直接切斷24 V 交流電向后續電路的供應），通過急停開關EPO1、限流電阻R8 和電阻R3 驅動K5 繼電器吸合，同時K5 繼電器也會驅動開關S4 轉向常開觸點，切換供電方式；24 V 交流電還通過常閉開關PDB Start 向繼電器K1 供電，驅動繼電器K1 吸合；在點擊Console On 開關后，24 V 交流電通過電阻R2 向電容C1、C3、C7 充電，JEDI 檢測到電容C3 的電壓信號滿足條件后，開始上電，電容C7 給C1F 提供電壓信號，驅動系統給導管床、1 號機柜、2 號機柜、水冷供電，完成啟動。

圖1 PDB 電源模塊電路原理圖

2 故障案例

2.1 故障一

2.1.1 故障現象

DSA 設備突然斷電，再次點擊PDB 電源的Start 按鍵，機器無任何反應。

2.1.2 故障分析與處理確認為PDB 電源故障后，在排查過程中發現，F7 保險管（圖1 箭頭處）熔斷，更換后，故障解決，DSA 設備可正常使用。但設備工作數周后，F7 保險管再次熔斷，根據故障情況可推斷出，導致F7保險管反復熔斷的原因為后端電路電流過大。通過分析PDB 電源電路原理圖可知，在K5 驅動開關S4 轉向常開觸點，切換供電方式后，TR1 變壓器是其中一路的主要負載。TR1 變壓器初級并聯20 μF 電容C2（圖2 圈內所示）和功率電阻R1 共同構成RC 濾波回路，在排查中發現20 μF 電容C2 觸點燒焦，導致RC 濾波回路失效，電流波動增大，導致F7 保險管熔斷，在更換20 μF 電容C2 后，故障解決。

圖2 前端保護穩壓電容

2.2 故障二

2.2.1 故障現象

DSA 設備每周均會不定期出現無法曝光現象，系統提示“Lateral JEDI Power Fail”，但重新開機后設備可恢復正常。

2.2.2 故障分析與處理

因JEDI 是DSA 設備的高頻高壓解決方案[7-8]，排查發現JEDI 無電壓，結合電路原理圖排查JEDI接線，未發現異常；檢查JEDI 供電前端，發現故障應在PDB 電源部分和JEDI 相關供電部分。R110 繼電器（圖3 框內所示）、P110 電流檢測線圈（圖4 框內所示）與JEDI 供電電路連接，P110 電流檢測線圈的功能是檢測線路電流并將信號反饋到R110 繼電器上，當線路電流過大時，可驅動R110 繼電器動作，保護JEDI[9-10]。維修中發現，設備報錯時，R110 繼電器亮橙色燈，與設備正常工作時亮綠色燈的狀態不一致，高度懷疑R110 繼電器和P110 電流檢測線圈性能下降導致偶發故障，更換R110 繼電器和P110 電流檢測線圈，故障解決。

圖3 R110 繼電器

圖4 P110 電流檢測線圈

3 總結

在各類介入手術操作中，DSA 作為核心設備有著十分重要的作用，其中PDB 電源的運行狀況直接關系到整個DSA 設備的正常使用。同時，電源安全也與介入手術醫患雙方的生命健康及安全密不可分。在面對INNOVA 系列DSA 設備的PDB電源故障時，醫學工程師可根據電源原理圖結合故障現象，全方位系統地分析故障來源，擬定可行的解決方案，以便快速解決設備故障，保障臨床一線工作順利開展。針對此類高端儀器，要求工程師一定要細致、用心地掌握各類元器件和提示報警電路的工作原理，并且做好后期的故障維護經驗整理工作，高效快速地解決臨床遇到的各類設備故障問題，更好地保障醫院醫療診治工作的正常開展。