医学超声成像仪器的维修思路和方法
专 论
医疗设备信息
医学超声成像仪器的
维修思路和方法
张旭良, 王国良
(北京佑安医院, 北京 100054)
1摘 要2 医学超声成像仍是当前医学界普及率最高的诊断影像技术之一。本文阐明了超声成像仪器的故障的维修思路和基本方法。
1关键词2 医学超声成像仪器; 维修
Procedures of maintenance of
medical ultrasonic imaging instruments
Z HANG Xu -liang, WANG Guo -liang
医学超声成像, 由于它对人体无损和较高的性能价格比而受到欢迎, 是当前医学界普及率最高的诊断影像技术之一。目前其产品的产值和产量仍呈上升趋势。超声成像仪器是复杂的电子设备, 故障是不可
避免的, 所以其维修工作受到人们的普遍重视。在专业刊物上几乎每期都可见到维修实例或维修总结。我们在此回顾初学超声仪器维修以来的体会, 希望通过交流, 共同提高。
检修故障的过程是一个理论与实际相结合的过程, 是把别人的经验变成自己体会的过程。特别应该注意的是, 在不了解待修仪器的工作原理和未经周密的判断故障所在的情况下, 万万不可轻易动手拆卸, 更不能随意更换或调整电路的元器件。只有了解了待修超声成像仪器的故障过程和故障现象之后, 并在了解电路原理和工作过程的基础上, 方可设法估计故障的大致部位。这样才会保障维修质量和提高维修速度, 确保开机率。当然, 经验也是很重要的。特别是对自己已经熟悉的仪器, 根据以往的维修经验, 有时只稍加分析, 即可得出正确的结论, 找出故障点, 采取有效的措施。
1本文作者2 张旭良 主任技师。
王国良 高级工程师。
下面就特点、手法和实例分述如下:
1 超声成像设备其实是典型的电子仪器加计算机技术, 没有或少有光路、气路、液路及机械部分。它的特点是, 因超声波在生物组织中的穿透力有限, 故临床所用超声成像装置多基于回波扫描和/或多普勒技术。回波扫描技术主要用于解剖学范畴, 目的是了解器官的形态学和组织学方面的状态变化。而基于多普勒原理的超声诊断技术是利用运动物体的回波造成的频偏来获得生理病理状况。反射回波载有组织界面的信息, 可用于软组织成像。利用超声波在人体软组织中传播速度约为1500米/秒的特性, 通过脉冲信号的发射和接收来实现时间-距离变换, 直接完成断层成像。此过程中发射和接收常用同一换能器(传感器) 。这也是超声成像仪器的特点。综合考虑探查深度和频率两个方面, 一般选用的频率在1MHz-15MHz 范围内。
2 基本方法
我们按照别人介绍的手法和借助自己维修其它仪器的经验, 几年来维修以往不熟悉的超声影像设备, 很灵验, 下面逐项简单列述。
211 观察和了解
出现故障时, 必然表现出各种不正常的现象。对
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这些现象要仔细观察, 但有的情况下, 故障发生后, 不允许再现故障发生过程, 甚至不允许重复开机, 应详尽地向操作人员了解故障发生的经过和故障所表现的现象。当然, 对别人的介绍, 一定要/不可不信, 不可全信0, 应有自己的独立判断。
如果待修仪器是自己不熟悉的, 了解的内容应更加广泛, 如仪器使用和存放时间, 故障是突发还是慢慢变坏, 是恒定的故障还是时有时无。还应了解何人安装, 过去发生过什么故障, 此次有无他人修理或动过可调元件。
如果是新仪器, 则应问明是否属于保修, 何处保修。应尽量找保修人员修理, 不宜自行处理, 以免节外生枝。
212 从简单、基本的地方着手
分析别人介绍的经验, 总结我们遇到的情况, 我们深感一定要从最基本处着手。如电源插座是否接触良好, 保险丝是否完好, 各接插件、插板是否拧紧插牢, 接触良好。这类简单故障占相当比例。
213 了解仪器面板各旋钮的作用及正常工作状态, 这部分可看作是观察了解的细化。
仪器面板控制键是人机的接口, 如果对键的功能不了解, 无法使系统处于正常工作状态。因此我们在修理之前至少应对与故障有关的操作设置有所了解, 即了解仪器依此设置或执行这些指令后系统的工作状态。在许多情况下, 通过对各控制键和旋钮的操作, 往往可以判断出故障所处的大体部位。这是缩小故障范围的快捷、方便、有效的方法。在实际工作中常遇到因设置不当而被操作人员误判仪器有故障而要求处理。此时只需正常操作仪器即能正常工作, 若不了解正确的操作和设置, 无法得到正确的判断, 可能对本是正常的仪器进行修理, 甚至会修出故障。
不正确或不适当的操作常常会引发这样或那样的故障表现, 这一类加上上述第2项中的故障, 在总的故障中可占一半以上。
还有些调整旋钮, 虽然调整后不能使故障消失, 但却可以引起新的故障变化, 通过对这些现象的分析, 有助于对故障的判断, 比机内测量要安全简便。
214 进一步孤立故障的方法
孤立故障就是通过一定的检查和测试, 确定出故障实际存在的部位, 并最终找出有故障的电路和元件。通过这些努力, 可将环境系统、操作引发的故障中的绝大部分解决、排除。对仪器本身的故障也排除专 论
了很多。进一步的判断故障有多种方法, 但均是建立在对情况的了解和对仪器的理解基础之上的。
下面介绍代换法、断开法、测试法。
(1) 代换法
插板或部件代换可以迅速确定故障。如更换探头可以确认故障是探头或是主机。如果已确认故障在某一电路板上, 在必要时还可以进行元器件的代换。
这种方法一般是比较安全的, 但还是要慎重, 仅列出三种情况供参考。
a 有些故障不是原发的, 是由其它故障引发的。如电源损坏, 有的是因为负载中有短路或外电源电压不正常, 代换时可能使正常的电源板出现故障。
b 北方地区气候干燥, 穿化纤衣服会产生静电, 所以拔插板时要戴上接地手链或事先有效放电。对于80年代的集成电路等更要特别注意。
c 拔插和运输插板时, 千万要注意设置开关和其它可调器件的位置不要有意或无意地变动。确需变动的, 要记好原来的位置, 以便恢复。对于旋钮等在变化后恢复时要考虑回差。
用代换法作出最后判断时也要慎重。有时经换板后工作正常了, 并不一定判原板有问题。有可能是因插脚氧化变脏接触不好引起的故障, 经拔插后, 看是否再现故障再作出判断。同样应当慎下结论的是, 有时插入其它正常板之后故障仍存在, 并不能表明故障不在此板上。这或许是因有些器件需微调才能匹配的原因所致。总之, 要反复试验后才可确认。
对有些被怀疑有问题部分可能不便拔插或无法拔插, 可以采用代换其它/正常0板, 证明其它的/正常0板确实正常来反证该板可能有问题。这个方法要求有同样的仪器或有备板, 此点限制了代换法的应用。
对于代换法, 最后特别强调一点, 一定注意每一次的操作必须是在关闭电源后, 甚至是放电之后进行。对于下面的断开法也应如此。
(2) 断开法
通过断开某板或某部分电路来孤立故障。一般采用拔插, 它的实现简单, 必要时可以采用割断电路或焊线的办法, 断开某一部分。对一些过载性的故障是一种常用的办法。
(3) 测试法
目前在某些高级超声诊断仪器中已采用自检法
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果是工作正常。再将此探头与原仪器相连, 故障现象依旧。仔细检查发现主机上连接探头的插座中的插针断缺。分析原因是便携式经常插拔, 使用人员又不固定, 可能是有的工作人员在未将插头插座对准就粗暴地硬按压, 致便插针变曲断裂。
(6) 探头电缆中有断线
一台黑白B 超, 图像出现规律性黑条, 经代换法证明是探头的故障。这是电子线阵探头, 已使用多年, 使用人员很爱护, 没有摔、碰的历史。分析原因是在检查扫描中, 探头频繁在体表上移动和变换方向, 使电缆靠近探头处内部多股线有的断裂, 我们换用了备用探头, 据有的文章介绍, 可以剖开电缆接上断线来修复。
(7) 接触不良
因接触不良产生故障的概率较大。有时表现为稳定的故障现象, 有时为不稳定的故障现象。经清洁插接处, 重新插电缆接头或电路板, 即可排除故障。在实际操作时, 一定要注意关机后再插接才安全。重新开机后故障不再出现, 原则上可以确认是接触不良产生的故障, 但常不能确认接触不良的具体位置。
(8) 高压击穿
故障现象为显示不正常, 用代换法确认为显象管这部分有故障。用代换法进行元件级维修, 确认每个元件都是好的, 而故障依然存在, 用万用表仔细检查线路板也未发现问题。
这部分电路并不复杂, 可调元件也很少。问题发生在什么地方? 我们又一次通电, 似乎听到放电声音, 关灯后在暗处观察, 看到有很弱的放电兰光。关机后再仔细检查电路板, 发现线路板上有轻微的, 断续的积炭。在低压时绝缘正常, 所以用万用表测不出异常。在加高压时, 出现放电, 故障发生。剔除积炭, 不再有放电现象, 排除了故障。
关于实测, 刊物中详细举例分析的文章很多, 可以借鉴。我们的体会是在接口板或接口芯片处易出现问题。
4 结束语
最后, 再次强调应注意的几点:
(1) 拔插之前要关机, 必要时对电源电容放电。插板、接头要标有记号, 不要插错。
(2) 重视质控
故障仪器修好以后, 不能立即投入临床使用, 必须重新调整, 重新定标, 使被修仪器的(下转第3页)
诊断故障, 可省去很多测试。一般情况下, 最后的修理还是离不开测试。主要用万用表和示波器, 其它工具也很多, 如在线检测仪等等。此时工具书或光盘等资料显得必不可少。要留心积累资料, 如若有仪器正常情况下的典型参数等资料, 会使测试工作变得轻松。
3 检修几例
作好检修工作, 需要一些必不可少的条件。除应有必要的资料和工具外, 还要具备元器件贮备或来源渠道。
(1) 首先从电源着手
一般修理工作, 多先确认电源是否正常。超声诊断设备亦如此。如一台彩超工作不正常, 检查其电源输出, 发现异常, 经分析怀疑其中一块电源板有问题。经用好板代换, 确认此电源板损坏。又经参数对比测量, 找出故障为功放管击穿。分析产生故障的原因可能有两个:一是电源插座欠佳, 致使电压剧烈抖动; 二是机箱内电路板上尘土多, 通风散热不良, 这种可能性更大。脏物的来源是由于使用耦合剂, 产生很多纸毛, 落入机内使器件过热损坏。
(2) 定期清洁保养
与前所述为同一台彩超, 轨迹球失灵, 打开后发现里面纸毛等脏物甚多, 超声成像仪器应该定期保养。
(3) 电源过载
仪器表现为电源过载, 经检修发现电路板上电解电容性能变坏产生漏电。
使用多年的仪器常发生电解电容容量下降、漏电或击穿这类故障, 要注意认真观察分析。特别是闲置时间较长的仪器, 极易发生电解电容漏电, 由于开机后大多被自修复而不显故障。闲置仪器也易生锈、发霉等, 所以为保仪器少出故障, 应定期开机。
(4) 电源过载保护
另一台彩超电源出现过载保护, 用断开法寻找故障, 当断开软驱后不再出现这种现象, 更换软驱之后工作正常。
由此例可以看出, 最先被观察到的故障现象发生之处并不一定是病根, 一定要灵活分析。
(5) 接插件损坏
便携式B 超诊断仪, 图像出现规律性黑竖条。根据以往经验, 怀疑是探头电缆线有断线出现。为确认故障, 将此探头连在另一台同型号仪器上检测, 结
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(3) 软件环境
Windows95OSR2, Visual FoxPro 5. 0, Photoshop 4. 0等
(4) 计算机图像质量
核磁片的图像质量取决于核磁共振仪、激光相机、胶片、药液等硬件性能和一系列操作人员的水平。在此综合指标方面我院在北京各大医院中享有较好声誉。我院核磁共振仪一般情况下每幅断层图像的矩阵为256@256, 512@512, 1024@1024及非正方形图像。应用最频繁的是256@256。最终处理后的图像灰阶约在32阶以下。激光相机以每行4@1024像素打印。一般打印胶片时的版面布置为横向四幅断层图像。把激光相机打印的核磁片放入扫描仪进行扫描。分别按横向50点/英寸、100点/英寸、150点/英寸, , 逐渐升高扫描密度。在显示器上以512@512像素显示, 医生认为100点/英寸的扫描密度完全满足临床需要。
(5) 图像数据量及存储介质
选择不同人体部位的核磁片按上述密度扫描, 每幅图像的数据量约为300-500KB 。一张650MB C D -R 光盘存储量可存1200-2000幅上述尺寸的图像。CD-R 是一次性写入介质, 不能改写且其理论寿命为100年, 因此最适于资料存档。CD-R 的价格低廉, 每张约10元。故CD-R 是必然选择。
(6) 图像刻录、存储和管理
从每个病人每次检查结果中选取十二幅图像做
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为一组进行扫描。由程序自动检测光盘剩余空间, 指定光盘号将该组图像刻录到CD-R 光盘上并以一种
能快速调用的方式与病人的其他信息建立关联(细节从略) 。
(7) 检索及文字、图像信息显示
由一个选项按钮(OptionGroup Control) 、三个文本框(TextBox)、一个列表框(ListBoxC ontrol) 组成检索组件。可按病人姓名, 影像号进行针对检索, 也可按检查部位(如膝关节) 、具体器官(如半月板) 、病变情况(如撕裂) 对数据文件记录进行组合筛选。按照计算机所提示的盘号把光盘插入光驱即可阅读或复制相应的图像。显示器设置为800@60024位真彩, 根据临床需要和软件制作难度决定每个病人配12幅图像。病人文字信息与图像放在同一页框(Pageframe) 内, 分两页(Page) 显示。选中病人, 单击鼠标后自动翻页, 7-10秒内, 屏幕显示12幅预视图像。每幅图像190@190像素。这样的速度完全满足医生需要。用鼠标单击感兴趣的图像, 图像将放大为512@512像素显示, 充分利用了原始图像信息。
(8) 结论
根据目前计算机、扫描仪、刻盘机、CD-R 的市场价格和临床、教学、科研的需要情况来看, 开发小型图像系统的条件已完全具备。不必等待完整的HI S 。从小系统做起, 解决眼前的需要, 为HIS 做准备, 推动HIS 的发展。
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(上接第6页) 各项参数达到说明书所规定的技术指标后方可投入使用。坚持质量控制, 确保安全有效的原则。恢复使用后, 在不长的时间内, 现场回访也是有益的。
(3) 依法检定
因超声成像属于1991年国家技术监督局发布的强制检定器具中第41项第82种, 应依法由技术监督部门检定合格后再投入使用。还应依法周期检定。
总之, 维修工作也可视作系统工程, 维修方法因机型、因人、因时、因地而异, 即使是同一机型, 方法也不是不变的。超声诊断设备的维修规律与其它仪器设备的维修是相通的。我们维修超声仪器, 得益于以往修理其它仪器的经验教训。我们深感维修彩电和计算机这些常见的通用设备对提高整体的维修技术很有效。
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订 正
作者郑凤致函本刊, 1998年第6期第60页文章倒第7行起的/E-mail 统译为电子函件, 不再用,, 电子信函; 0应改为/E-mail 统译为电子函件、电子邮件, 不再用电子信函; 0。特此更正。
编 者