聯影uDR 370i 移動式數字化醫用X 線攝影系統故障維修實例

陳威，陳銳真

1 汕頭市第二人民醫院 （廣東 汕頭 515011）； 2 汕頭市婦幼保健院 （廣東 汕頭 515011）

聯影uDR 370i 移動式數字化醫用X 線攝影系統是上海聯影醫療科技股份有限公司生產的智能化移動設備，具有功能全面、操作靈活、圖像清晰等優勢。該設備配置950 萬像素的移動式數字平板探測器，成像速度快，可清晰顯示小病灶和細微骨折，且可降低患者的受照射劑量。我院于2020 年引入該設備，由于每日檢查量多，設備長時間運轉，導致故障偶發。本研究總結了該設備的2 例故障維修過程，以期為同類設備維修提供參考。

1 故障一

1.1 故障現象

設備推行過程中，阻力感強，同時伸縮橫臂支撐鎖定裝置（以下簡稱“機頭鎖”）無法自動解鎖，需手動解鎖。

1.2 原因分析

設備的球管伸縮橫臂收回至“home”位置時，機頭鎖可用機械結構固定并支撐伸縮橫臂，避免其在設備推行過程中晃動導致危險情況。機頭鎖完成鎖定后，設備會通過一個大型微動開關識別“機頭歸位”，同時解鎖設備全速模式。當需要升起球管伸縮橫臂時，僅需按壓球管兩側小把手，即可同時解鎖球管伸縮橫臂和機頭鎖（按壓小把手后，系統即可識別該按壓信號，從而自動解鎖球管伸縮橫臂及球管立柱的上、下和旋轉等維度運動）；同時，該按壓信號傳遞至微控制器，觸發“機頭歸位”微動開關，微控制器通過控制其電磁鐵同步解鎖機頭鎖。

該設備依靠1 對電機、1 套力傳感器實現同步電動助力推行。當操作者向推車把手上施加一個向前的力并按下推車把手按鈕時，和把手相連的三軸力傳感結構將把手接受的較微弱的力轉化為較大的形變，然后施加在力傳感器上；獨立控制運動的微處理器實時接收并處理力傳感器反饋的模擬信號數值，并通過與基準電壓比較，確認應控制電機的側別及轉向和轉速。該設備可設置兩種轉速模式：一種是半速模式，當設備未識別到機頭鎖歸位時，總微控制器向電動控制微處理器發出信號，要求進入半速模式，或電機轉向使設備朝向后方（即操作者所處方向）移動時，設備進入半速模式，以保護操作者；另一種是全速模式，當設備向前推行并識別到機頭鎖歸位時，才允許開啟全速模式。

根據以上分析推測，導致機頭鎖無法自動解鎖的原因可能如下：（1）設備未識別到小把手的按壓信號；（2）控制機頭鎖解鎖的電磁鐵失靈；（3）設備未識別到來自機頭鎖的微動開關信號。導致設備推行困難的原因可能如下：（1）推車把手按鈕接觸不良，設備推行過程時斷時續，從而造成推行阻力大的假象；（2）力傳感器長期形變，產生誤差，導致系統錯誤預判當前操作者想要的推行速度，需要校準；（3）力傳感器的模擬信號在傳遞至電動系統微處理器時受到干擾產生誤差；（4）機頭鎖未歸位，導致設備持續以半速模式運行，造成推行阻力大的假象（此時無論操作者推力多大，設備均運行在半速模式，習慣全速模式的操作者可能會繼續施加推力，但設備運行速度卻未加快，從而產生推行困難的誤解）。

1.3 故障維修

首先，檢測設備是否識別到小把手的按壓信號。小把手同時兼顧解鎖球管伸縮橫臂及球管立柱和機頭鎖的功能，且三者均通過電磁鐵完成解鎖，解鎖同時會發出“啪啪”的電磁鐵吸合響聲。按壓小把手，發現設備發出響聲，證明微處理器發出了解鎖指令，可初步判斷總微處理器可正確識別小把手的按壓信號。

其次，判斷控制機頭鎖解鎖的電磁鐵是否失靈。該設備采用“得電改磁性”的邏輯控制電磁鐵，即電磁鐵得到24 V 電壓時，其磁性會發生改變。因此，可在按壓小把手的同時測量電磁鐵的供電電壓，觀察電壓變化，從而判斷電磁鐵狀態是否正常。實際測量發現，電壓并無變化。因此，判斷微控制器未有效傳遞“解鎖”指令，需要繼續排查。

然后，判斷設備是否識別到來自機頭鎖的微動開關信號。將控制盒偏下方的2 顆螺釘連接的2 根細線（機頭鎖的微動開關信號線）短接（相當于手動觸發微動開關），再嘗試觸發球管側小把手，發現仍然無法得到電磁鐵的控制電壓。因此，還需繼續排查微處理器是否收到信號。檢查機頭鎖微動開關至控制板卡的線纜，發現該處線纜斷裂。重新接線并重復上述步驟，發現電磁鐵控制電壓發出，但電磁鐵不運作，懷疑電磁鐵損壞，需要更換機頭鎖。

此時，雖然基本可確認故障原因為電磁鐵損壞，但為保證徹底排除故障，我們決定完成設備推行困難的排查工作。（1）拆開把手按鈕，檢查發現并無接觸不良情況，把手按鈕至板卡的線纜連接正常；（2）重新校準基準電壓，再次測試故障依舊；（3）檢查線纜的外表面，未發現明顯破損、壓痕，線纜的金屬屏蔽層完好且正確接地，對把手施加推力時電壓呈線性變化，未出現跳變、加速變等情況；（4）由于機頭鎖處于未歸位狀態，需在更換機頭鎖后嘗試設備能否全速推行。

更換機頭鎖后，實際測試發現，設備可全速推行，推行阻力感正常，可確認此次故障為機頭鎖導致。

2 故障二

2.1 故障現象

設備偶發數字平板探測器無法使用的情況，患者拍攝界面的右上角顯示“未就緒”字樣，右側顯示信號中斷。

2.2 故障分析

正常使用設備時，圖像通過數字平板探測器采集X 線，轉化為無線信號后傳輸至設備的無線路由器接入點，最終通過千兆網線傳輸至微電腦主機上的處理軟件進行分析。

數字平板探測器偶發“未就緒”，其本質是設備端軟件未能與數字平板探測器建立連接，可能原因為：（1）物理通信鏈路故障；（2）數字平板探測器未正確開機。此次故障發生于設備正常使用期間，可直接排除數字平板探測器未正確開機的可能。

數字平板探測器開機后，有20～60 s 準備時間供其內部集成的數字控制芯片和WiFi 通信芯片啟動自檢與工作。在此期間，設備主體同樣經歷類似的啟動準備過程：操作者轉動設備啟動鑰匙時，設備自動向全部部件單元供電，并啟動各部件單元。該設備的微電腦主機與無線路由器接入點均被設置為得電啟動。待微電腦主機與無線路由器接入點啟動并準備完成后（該過程需要2～5 min），微電腦主機會按照網口→千兆網線→無線路由器接入點的順序訪問無線路由器接入點并確認無線路由器接入點處于“預設”模式（這一步與家用電腦的WiFi路由器工作方式相似）。此后，設備開始等待數字平板探測器接入（設備實際使用時操作者遵循先用鑰匙開機再開啟數字平板探測器的操作步驟，雖然此過程等待時間較長，但總是微電腦主機與無線路由器接入點等待數字平板探測器接入而非后者等待前者）。數字平板探測器準備完成后，首先自動切換為“Client”狀態（通信中的子系統），然后根據預設參數搜索區域內的目標無線路由器接入點（通信中的主單元），兩者成功連接后數字平板探測器的Link 燈亮起。此后，數字平板探測器將通過無線路由器接入點與設備主體安裝的微電腦主機建立物理鏈路連接。上述任意節點出現問題，均會導致數字平板探測器出現“未就緒”故障。

2.3 故障維修

首先，檢查設備各部件均連接正常，數字平板探測器和無線路由器接入點（位于設備車體后側，面向推車把手，接近球管立柱的一側）正常開機，但Link 燈未亮。系統的報錯記錄顯示，偶發故障發生時設備均位于特定區域，而設備存放于機房時從未出現該故障，因此考慮數字平板探測器與無線路由器接入點之間存在信號干擾。檢查現場的無線路由器接入點版本，核對后更新。此后，該設備再次出現偶發此類故障的現象，操作人員關閉現場所有WiFi 信號后，故障自動消失。