西门子Antares彩超内部模块结构介绍与疑难维修实例分析

付恩喜

（三门峡市中心医院 医学装备科，河南 三门峡 472000）

西门子Antares 彩超是西门子Acuson 系列家族中的一款中高端机型，设计紧凑，功能强大。现将此机的内部模块结构作用以及1 例疑难维修实例报道如下。

Antares 彩超包括电源模块、电子模块（electronics module,EM），探头及接口板、输入输出接口，显示等五部分［1］。电源模块框图见图1。

图1 电源模块框图

所有厂家都有100～120 V 这一组高压，供给二维使用。所有厂家还有50 V 左右的高压，供给血流使用。Antares 的AC Tray 有三路输出：一路给PSA；一路给PSD；一路给RM 板。

1 EM 模块构成及各自作用

EM 模块也就是通常意义上的前端，实际上就是彩超内部的各种板卡。EM 模块的构成及各自的作用如下。

1.1 探头接口板

探头接口（transducer interface,TI）板从字面意思理解就是连接探头的接口板。Antares 的TI 板有三个接口，一次能接三个探头。对Antares 而言，TI 板控制PSD 产生48 V 直流，但大多数厂家的彩超是由发射板控制直流电源模块PSD 产生48 V。

1.2 发射接收板

发射接收（transmit receive,TR）板从字面意思理解为发射超声信号和接收处理回波信号的板子。基本所有厂家的所有型号的彩超都是由三块发射/接收板组成。Antares 有三块发射/接收板，分别为TR0、TR1、TR2。TR0 最常用，然后依次为TR1、TR2。一个TR 基本上控制64 个晶元，根据受检部位的不同，最轻任务时仅有TR0 投入工作，当任务逐渐繁重时，把TR1、TR2 依次用上。平时维修时，如果纵向缺波或者有干扰时，则首先考虑TR0～TR2 这三块板子；如果有间缺波，则考虑TR0 问题。

1.3 连续多普勒板

连续多普勒板（contious board,CB）把连续多普勒由模拟信号转换为数字信号，最后输送到BE板上。平时维修时，如果连续多普勒的波形不出或者波形缺失，则此板出现故障的可能性很大（当然同时也要考虑BE 板等）。

1.4 接收控制板

接收控制（receive control,RC）板主要控制TR 板按某种工作时序工作。它在TR 板后面，但老版本的机器把RC 板和PC 板做在一起了。如果有特定探头在特定程序下死机，装完软件后仍然发生同样情况，则考虑RC 板有问题。

1.5 波束形成板

波束形成（beamform,BE）板的作用是产生脉冲多普勒（pulse Doppler），进行多普勒模式处理和血流模式的处理。对Antares 而言，在TR 板上进行A/D 转换送入到BE 板。如果脉冲多普勒不好，彩色血流不好，二维图像也不好，多数和BE板有关系。对Antares 而言，如果TAC 失效，则故障也可能在BE 板上。

1.6 视频接口板

视频接口（video interface,VI）板的作用是把从实施管理（RM）板传送过来的两路数据（图像后处理数据和边框数据）进行合成，再通过I/O 模块在显示器上显示。

1.7 实时管理板

实时管理（realtime manager,RM）板的上面有CPU、内存、显卡等，实际上相当于其它彩超的后端。作为彩超的后端，Antares 的控制键盘和数字小键盘也接在RM 板上。对Antares 而言，其RM板有160 和200 两种版本。

2 Antares 和其它彩超在前端和后端上的区别

BE 板和VI 板辅助RM 板处理一部分信号；RC 负责DOPPLER 和彩色血流的处理和排队；VI板给RM 板信号，RM 处理后把视频信号反馈给VI 板，VI 板把视频信号通过I/O 送给显示器。见图2。

图2 信号处理及显示框图

3 探头

探头是超声的核心和重要部件，作用是发射超声波和接收回波。常见的彩超一般有三个探头，分别为心脏探头、腹部探头和浅表探头。有些高档机还会配上阴超和四维探头。

4 显示输出部分

Antares 为显示器。有些彩超除用显示器主要显示输出外，还配上一个液晶屏用作显示输出。

5 机器正常启动过程中各个位置上的指示灯情况

5.1 外设接口盒

启动过程中接口盒上的指示灯点亮情况为：1灯绿，2 灯橙，3～9 灯为绿色，3 个USB 指示灯为绿色全亮，T10/T100 灯为橙色。

启动完成后，则指示灯点亮情况为：1～9 灯全亮，3 个USB 灯和T10/T100 网络灯也全亮。

启动完成后，如果指示灯不同于以上情况，则VI 板和RM 板可能有问题。

5.2 超声操作面板左下侧的四个指示灯

机器正常启动时，1、2、3、4 四个灯全亮。启动完成进入正常操作界面时1、2 灯闪烁，3、4灯灭。如果启动完成后仍然四灯全亮，则RM 板有问题。

5.3 开机按钮指示灯

开机后如果机器正常，则开机键左边的指示灯为橙色，USB 口右边的指示灯为绿色。

5.4 电源指示灯

机器带电但没有开机时，AC OK 灯亮；等机器启动完成后，则AC OK 灯加上1、2、3、4、5、6 灯全亮。

6 维修模式的进入以及密码问题

Antares 有多级密码，其中最常用的为User 和Service 密码。User 为3 级密码，通过密码进去后，可以查看机器的功能配置和参数设置以及error log.；Service 密码为工程师使用的密码，为7 级密码，期限为一年。输入维修密码后，点击test tool，在test tool 里面有很多选项和操作可供维修诊断使用。此外，最高级别的为9 级密码，有效期为一天。

7 疑难维修实例

机器开机自检读秒到33 时，听到三声继电器的吸合声“咔嗒”后，屏幕就黑掉［2］。

7.1 启动过程分析

Antares 彩超的启动主要依靠其RM 板来进行，RM 板相当于Antares 彩超的后端，上面有内存、CPU、显卡等。

彩超一旦加上电，开始的启动过程就像普通计算机一样，只是在内嵌的WIN XP 操作系统启动起来以后要进行读秒，在读秒的过程中，完成对EM 模块和TI 模块的加电和检测。

通过和厂家工程师的沟通知道：读秒到33时，PSA 和PSD 开始给TI 模块加电，TI 模块上有三个继电器便会相继吸合。TI 模块加电工作后和VI 板以及RM 板一起把边框数据和超声图像一起在显示器上显示。

7.2 维修过程

掌握了彩超的启动原理，同时结合设备上的各种状态指示灯，维修就有了思路和方向。

根据故障现象，机器应该有多处硬件故障，所以申请厂家工程师带板卡来进行替换维修。

由于板卡到货需要时间，工程师先一步到现场检修。笔者仔细观察了设备启动过程，同时查看了操作面板左下侧的四个指示灯。因为读秒到33，给TI 板加电时就报错。工程师认为电源、TI板及EM 内部的某些电路板都有可能有故障。

先测量PSD 和PSA 两个电源盒上的各路输出电压均正常；把TR2、TR1、TR0 和CB 板中任一块拆下来再启动机器，能够顺利通过读秒，但进入的却是没有边框图像和超声图像的FPS 画面。同时，只要把拔下来的板子插回原位，机器就出现同样的报警。

根据故障现象，结合服务模式下Error Log 里的报错信息，工程师订购了PSD 和PSA 以及TI 板后，到现场试机，结果三块板卡全换上后，故障现象依旧。

工程师再次查看报错日志，认为BE 板可能有问题，更换BE 板开机，读秒到33 时仍然出现同样故障。

工程师再次查看报错信息，同时结合前面的故障现象以及显示器上边框区和超声区图像的形成原理后，认为BE 板、TI 板及VI 板很有可能同时有故障。同时询问使用人员前期设备出现故障的详细情况。

当工程师了解到这台彩超启动后，有时显示器能点亮，有时出现黑屏的情况后，开始拆卸RM板进行处理。

第一次，对内存和显卡的金手指进行了处理。然后开机，机器出现黑屏；第二次拆下RM 板，一次性对内存显卡及两个CPU 都进行拆卸和处理，再安装RM 板后开机，显示器能够点亮。根据以上现象，认定RM 板存在不稳故障。

工程师带上RM 板、BE 板、VI 板、TI 板一起到现场进行更换维修。

首先，换上RM 板观察机器启动情况，观察发现读秒到33，TI 板上继电器发出三声“咔嗒”后机器不再黑屏，能够继续读秒直到自检全部结束，但显示器上出现的是只有边框区域没有超声区域的图像。

其次，换上VI 板试机，机器启动正常自检正常，最后终于进入正常的二维界面。

至此，故障排除，全部维修工作结束，更换板卡为RM 板和VI 板。事后工程师说RM 板损坏时，VI 板跟着一起损坏的可能性很大。

7.3 维修总结

相比GE 的超声而言，西门子Antares 彩超报错日志里的故障信息指向性不明确，本身不容易判断哪些板卡有故障［3］。

维修开始，错误地以为给TI 板加电时黑屏，不是电源问题就是TI 板问题，所以走了弯路。实际上后来请教西门子的资深工程师，对方说Antares 出现无法开机或启动时黑屏，大部分都要考虑RM 板的问题。而本机的RM 板没有完全坏掉，而是时好时坏，再加上工程师维修这种类型的机器较少，所以走了弯路。