GE Discovery XR656 DR硬件概述及全景成像功能故障分析及排除

张行坤，刘红光，李伟凯

1.青岛市中心医院 医技部，山东 青岛 266042；2.青岛市妇女儿童医院 医学影像科，山东 青岛 266034

引言

Discovery XR656 DR基于全新Discovery科研功能平台、全新数字无线UWB（Ultra-Wideband超宽带）、平板探测器Flash Pad，可实现优越的量子捕获效率和信噪比，并实现了独有Volume RAD容积成像、双能成像、全景成像、组织均衡等功能，突破了前后组织信息重叠的二维投影影像，在呼吸、骨骼、泌尿系统的影像学诊断上颇具优势，可大大提高传统放射科的工作效率，充分展现了放射学全数字化无限发展的前景。该设备自动化水平极高，且存在大量复杂的系统，需要用到计算机技术、电子信息技术等不同方面的知识，对维修技术人员自身的工作水平和能力提出更高的要求[1-4]。本文主要简介GE Discovery XR656 DR系统硬件及全景拼接功能，并分享了一例全景拼接功能故障的分析及排除过程，供同行参考。

1 Discovery XR656 DR系统硬件及全景拼接功能概述

1.1 Discovery XR656 DR系统硬件概述

DR是Digital radiography 的简称，即“数字放射成像系统”。现在普遍应用的DR主要是采用平板探测口对X线产生的图像信号进行扫描和直接读出，成像原理是先将X线信号转变为可见光通过利用硒层或碘化铯-光电2极管组成的藻膜层进行聚集，由专门的读出电路直接读出直接把X线光子转换成模拟电压供数字化后送计算机系统进行处理，所有过程全部在平板探测器内完成。Discovery XR656 DR系统由多个主要组件和子组件构成。如图1所示系统主要组件有采集工作站、射线管高位托架（OTS）、球管、系统柜（含高压发生器）、数字化探测器（两套GE Flash Pad）、数字化扫描床和墙架。

图1 Discovery XR656 DR主要系统组件

采集工作站配备有专用计算机和图像数据库及放射控制接口模块（Radiation Control Interface Module，RCIM）和控制台手控开关，使用控制台手控开关可进行曝光，RCIM主要用于控制系统的电源和复位功能。采集工作站主要进行图像采集，图像显示和操作并通过DICOM标准传输到其他工作站。射线管高位托架（OTS）是用来支撑X射线管和OTS用户界面的定位设备。OTS组件可以在多个方向上移动，以便在患者检查过程中正确进行装置定位。系统柜中主要包含高压油箱、电源分配单元及各种通讯板等。主要负责控制台、射线管高位托架OTS、扫描床、墙架的电源分配及其相互间通讯。数字化探测器构造采用碳纤维主要部件有面板和电子装置，负责原始数据的采集并模数转换为数字图像数据，然后内部网络将此数据传输到系统工作站，其他数字化墙架及扫描床用于完成各种放射摄影程序的患者体位摆放与数字化探测器位置移动[5-8]。

1.2 全景拼接功能概述

全景拼接功能是一个高级应用程序，可将一个患者相邻部位的两次甚至三次四次不同曝光区域的影像进行自动拼接,从而突破了探测器尺寸的限制，可获得胸腹部、上下肢等的整体影像。主要用于骨关节系统疾病等方面，能可靠、准确地显示病变局部改变和全脊柱/全肢体的整体受力状态，为临床诊断、术前方案的制定和术后疗效评估等提供可靠依据[9]。自动图像粘贴可以在墙架和扫描床接收器上使用。DR拼接图像的原始图像采集方式包括两种：一种是球管与DR平板探测器做垂直上下的同步移动，另一种是如图2a所示，X线球管组件相对静止在一个感兴趣区中心位置，当DR平板探测器按箭头图示方向在做垂直运动的同时，X线球管配合按箭头所示做上下转动角度。系统先按顺序采集2～5次曝光采集到每个部位的影像，然后再用数字方式将它们粘贴在一起，形成一张图像，采集后的子图像会出现在机器浏览器屏幕上，而全景拼接的图像会在大约10 s后出现[10-11]。

图2 墙架侧全景拼接采集示意图

2 Discovery XR656 DR设备全景拼接故障及其维修方法

2.1 故障描述

设备开机后，设备信息提示栏偶发提示“system control communication interrupted.Could be possible cable disconnection.Call service if problem persists.”正常DR图像功能正常，但频发全景拼接功能异常，提示“Exposure was prematurely ended.Image quality may be affected”等信息，如图3所示，将图3a测试物品置于全景拼接患者固定架上，反复功能测试，连续曝光频发中断（如图3b浏览器图像缺失），全景拼接失败，无法正常连续曝光采集到如图3c所示全景拼接成功获取图像，多次反复曝光捕捉故障点，发现检查床及墙架侧进行全景扫描故障都会发生，并且与球管及探测器的位置无关。

图3 全景拼接功能故障演示

2.2 故障分析

系统控制台信息提示栏偶发系统控制通讯中断提示，但正常DR检查功能正常，说明正常DR曝光时，数据是正常可以从平板探测器传至控制台，通讯正常，考虑到正常DR曝光时间周期极短，说明系统内部通讯状态不稳定而并未完全中断。而结合全景拼接功能故障时系统控制台信息提示栏提示的曝光意外终止，综合分析全景拼接功能故障可能的原因可以从以下几个方面去寻找：①线路物理连接问题导致的通讯故障，设备开机后，报通讯错误，最大的可能是通讯连接线有松动，或者是插口处长时间使用出现氧化，导致接触不良的虚接现象；②软件问题，曝光协议，应用程序故障，系统软件问题等；③相关硬件问题，通信处理板、曝光控制盒等隐性硬件故障。

本着从低值到高值原则。首先检查负责通信的连接线路是否正常及连接线接口是否因为机械运动等原因导致有松动，或者是插口处长时间使用出现氧化，导致接触不良的虚接等现象，其次是相关通讯板、电源板等模块的输入输出特性，再次是排除曝光协议，应用程序故障，系统软件等软件问题，最后排除通信处理板、曝光控制盒等隐性硬件故障问题[12-13]。

2.3 故障处理

2.3.1 基本物理线路故障排查

关机断电状态下，进行基本物理线路故障排查，主要发现以下异常点，第一处为如图4a所示，打开墙架前盖板发现一通信线缆机械磨损严重，线标为“MS020021 FROM WS A1J1 TO SKL(SYSTEMS CABINET)A25J14”，近墙架端一处通信接口机械松动严重，使用扎带把线缆重新加固，使其远离伸展臂运动轨道，并加固通信接口。第二处为如图4b 所示系统柜内一通信接口松动，予以加固，关机重启，予以全景拼接故障测试，故障依旧。

图4 物理线路异常点

2.3.2 软件故障排查

本着从简到繁原则，可先恢复曝光协议，若故障依旧可重装系统及应用程序软件，若重装系统及应用程序软件仍不能排除故障，排除系统及应用程序软件问题。当然在软件故障排除的过程中需要注意的是在曝光协议及系统应用程序进行还原前，应首先要确保所备份的最近日期的还原协议及系统应用程序数据完好性，并且最好在还原前做好备份，以保证万一不是软件问题所引起故障的情况时好将数据及时还原回去，以便于下一步故障的分析判断。

首先是曝光协议故障排除，还原曝光协议，还原之前确认最近日期的曝光协议管理备份）数据完好并做好当前日期的曝光协议备份，Service模式下点击进入System→Preferences→Protocols选项下有曝光协议的还原与备份选项以供操作，使用最近日期的曝光协议备份数据进行曝光协议还原，还原完成后，关机重启，予以全景拼接故障测试，故障依旧，排除曝光协议导致的故障，使用当前日期的曝光协议备份数据再次进行还原操作，以便机器状态是故障排除前状态，供下一步的故障排除。

其次是系统及应用程序软件故障的排除，排除掉曝光协议问题后，只能重装软件尝试。重装软件之前，确认最近日期的系统备份数据完好并做好当前日期的系统备份，若判断故障并非系统及应用程序软件故障引起，及时将设备数据还原至最初故障排除前状态，供下一步的故障排除。具体重装软件步骤如下。

（1）操作系统软件安装，将linux操作系统软件安装光盘放入光驱，按住RESET 5秒钟，重启机器，在显示器开始闪烁的时候，按住F9，之后会出现一个选择界面，选择Optical Drive,点击回车，当出现Boot的时候，输出GEHCXR（必须大写），回车，之后会自动完成安装，完成安装后，取出光盘，系统会自动重启，进入linux系统。

（2）系统应用程序安装system applications software，将最近日期的系统应用程序软件安装光盘放入光驱，点击CDROM图标，并且点击并且运行autorun，机器会自动重启，当机器重启后，再次打开CDROM图标，并再次运行autorun，在出现的对话框中选择相对应的机型656，系统会自动完成安装，当完成安装后，机器会重启，重启后取出光盘。

（3）重启完成后，输入账户名：insite密码：2getin进入应用操作平台，点击右上角的工具图标，选择维修图标，在维修界面选择Utillties并找到System，找到Restore，将最近日期的系统备份放入光驱，选择从光驱还原，点击开始，此处要注意，在如图5所示，出现的对话框中，一定要一个一个的完成还原，此处应注意，在还原下一选项前一定要确保上一选项的还原进程有“success”提示出现，在完成所有选项的还原后，点击退出，将光盘取出。

图5 系统还原弹窗

（4）将曝光协议光盘放入光驱，进入参数设置界面，选择参数-协议-还原，完成协议的还原，还原完成后，重启设备，测试PACS和WORKLIST的功能正常，全景拼接功能测试，故障依旧，且通信报错仍存在，此时应将故障前所做系统备份数据及曝光协议管理备份数据进行还原，以便机器状态是故障排除前状态，供下一步的故障排除。

2.3.3 硬件故障排查

鉴于“多次反复曝光捕捉故障点，发现检查床及墙架时进行全景扫描故障都会发生，且尚未发现故障与球管及探测器的某一具体位置点关联”的故障现象，可重点考虑关注检查床及墙架共用部分设备部件如高压柜与控制台部分，结合控制台一直存在通信故障报错，最后综合分析故障主要涉及硬件部分优先从通信部分排查，而涉及通信的物理硬件主要有图6所示系统主通信板和图7所示RCIM。本着由简入繁原则，先从主通信板故障排查，关机状态下，打开机箱，负责通信的板子在供电柜门上，将通信板外部的保护外壳拆下,各连接线予以重新拔插，无松动，开机观察通信板上常规的指示灯，指示灯的工作状态都正常。此时在开机上电状态下用数字万用表测量通信板开关电源供电电压，电压值为DC23 V，调节如图所示开关电源点位器，将输出调至24 V，关机重启，功能测试，设备故障依旧，基本排除通讯板故障，最后只能怀疑图7所示RCIM，检查其工作状态指示灯及供电电源未见异常，考虑到其板级集成度极高，只能考虑将其更换，更换RCIM后，系统通信报错提示消失，全景拼接功能多次测试正常，曝光连续不中断，能够获取采集到图3c图像所示的图像。

图6 系统主通信板

图7 放射控制接口模块（RCIM）

3 总结

本文简介了GE Discovery XR656 DR系统硬件及全景成像功能，并分享了一例全景拼接功能故障的故障现象，并给出了故障分析及排除过程。随着微电子等各种高新技术在医疗设备中广泛运用与整合，加之医疗设备厂方的技术垄断与保护，使得大型医疗设备的维修和维护面临严峻考验，医院工程师传统的维修模式面临巨大挑战。作为院方工程师，应从设备装机安装调试开始就应积极加强自身对机器的了解学习，与此同时，当初期设备在保修期内时，应加强与厂家工程师的沟通与学习，从机器的基本操作使用到基本结构原理，从巡检保养各项明细到日常常见故障的分析的思路和排除方法，为以后独立维修打下良好基础。而在设备的日常管理当中，应加强设备的巡检保养，制定严格的巡检保养明细和周期，按期执行并落实到每条明细，将传统的设备故障后维修的维修模式升级为预防性维修，及时将故障隐患排除，并且在每次故障后及时详细的记录故障现象、分析解决的全过程，做好每台设备的动态管理档案，给设备的精细化、信息化管理提供数据支持。各级医院应巧妙地运用精细化管理模式，高度重视维修人员专业技能的培养，提高维修设备的信息化，以此来保障医疗设备能够高效、正常的投入临床运用中[14-15]。