日立HI VISION Avius 彩色超声诊断仪的故障分析及排除

陈捷

广州市第一人民医院医疗设备科 （广东广州 510180）

彩色超声检查利用了多普勒效应，可通过检测回波的多普勒频移获取血流的速度、方向等信息，具有无创、实时、简便、费用低等优点，是目前临床应用最为广泛的超声诊断法。日立HI VISION Avius 彩色超声诊断仪作为日立经典机型，一度被医院作为常规彩色超声检查的主力机。由于设备应用频率高，无可避免地会出现不同程度的故障，影响医院诊断工作的开展。基于此，本文以日立HI VISION Avius 彩色超声诊断仪为例，总结了5例典型故障，并深入分析了故障解决方案，以供同行参考。

1 系统组成

日立HI VISION Avius 彩色超声诊断仪分为前端（超声单元）和后端（电脑处理）。其中，前端由CELL（后端信号处理单元）、DC/DC（直流电源输出信号）、CONT（前后端通信信号控制板）、RDBF（发射接收波束行程板）、CW（连续多普勒板）、TPRB（探头接口板）等印刷电路板（printed circuit board，PCB）组成，功能主要为实现超声波信号延迟发生、超声波接收及超声波射频处理。后端则由显示器、控制面板、电源、PC 主板组成[1]。我们可将后端视作一台独立的电脑，主要功能为对前端产生的信号进行图像处理，并将处理好的视频信号投放至显示器。

2 典型故障案例

2.1 故障一

2.1.1 故障现象

开机正常，切换探头，显示器声窗界面无图像。

2.1.2 故障分析及排除

显示器声窗界面无图像，首先考虑可能是由于探头故障引起，但通过更换备用探头，故障依旧；与此同时，将疑似故障探头安装至其他接口，声窗界面有回声图像，因此排除探头故障；继而检查接口处是否有异物阻挡而导致探头故障，通过拔出探头，检查接口处并未发现明显异物，且触点均无氧化现象；经排查，此次的故障现象仅出现在3号接口处，因此判断探头供电端故障[2]，探头供电端是由电源模块和TPRB 组成，电源模块通过TPRB 为探头提供电源，探头又通过TPRB 控制信号且放大来自RDBF 的脉冲和连续波发射信号，两者均会导致探头工作异常，此次通过拆除设备外壳，用万用表在线测量电源模块输出端电压，电压正常，排除电源模块故障；操作控制面板，按顺序切换1、2、3通道探头，观察TPRB 电路板工作状态，发现1、2插口在正常使用的情况下对应通道的继电器有明显吸合，3号通道在切换探头工作状态下继电器无法吸合，受控继电器正常会通过控制面板上的切换按钮实现通道切换，从而对相对应通道上探头进行控制，而若3号通道上的继电器故障，则提供给探头的工作电压丢失会导致探头故障，故此次判断TPRB 电路板故障，经更换TPRB 后，设备正常使用，故障排除。

2.2 故障二

2.2.1 故障现象

开机后声窗界面出现三角形伪影，重启后故障依旧。

2.2.2 故障分析及排除

查看设备所有探头的工作情况，发现均有此故障现象，经更换备用探头，故障依旧，故判断故障由设备引起，排除探头故障[3]；由于出现故障现象时并无报错提示，同时开机自检其他功能均正常，因此无法通过登录后台寻找错误日志来判断故障原因，通过调节控制面板按钮，发现声窗界面内参数可通过控制面板进行参数调节及增益调节，深度控制均正常，故障仅为图像区域，鉴于日立HI VISION Avius 彩色超声诊断仪设备前端为信号处理，后端将前端信号转为视频信号输出，故优先考虑是由前端信号处理异常导致此次故障，经拆除前端外壳，重新拔插前端电路板且更换连接线路中的排线[4]，故障依旧；翻查设备相关参数资料了解到，该型号设备PCB 端中， RDBF 的主要作用是对回波信号进行滤波和放大处理，其中RDBF上的A/D 芯片用于消除数模转换中产生的伪影，考虑到故障现象中伪影形状是较为规律的三角形，且夹杂有正常的信号显示，符合A/D 芯片故障导致的现象，经更换A/D 芯片后，三角形伪影消除，图像显示正常，故障排除。

2.3 故障三

2.3.1 故障现象

显示器开机黑屏，设备控制面板键盘灯亮。

2.3.2 故障分析及排除

设备开机后，控制面板规律闪烁，且该闪烁和正常设备无异，故怀疑信号端到显示器过程异常，因可将彩色超声设备后端看作独立的电脑（PC 模块），电源、显卡、显示器问题均有可能引起该故障；经分析，设备通过CPU 主板处理前端信号，由显卡将视频信号传至显示器，屏幕无输出，触碰控制面板按钮有正常反馈，故排除前端故障，判断该故障由彩超后端引起；结合上述故障分析，控制面板键盘灯亮，且可正常使用，测量PC 主板入电电压正常，故排除电源故障；在I/O 面板插入S-video 线，在工作站监视端观测，有正常图像出现，但依据I/O 有图像输出不能判断显卡好坏，视频信号经过显卡通过I/O 接口可以输出视频信号仅能证明I/O 输出正常，若显卡的DVI 接口异常，同样会导致显示器黑屏，此次通过显卡DVI 接口外接显示器，正常图像出现，故排除显卡故障，判断显示屏故障，经更换备用显示屏，故障排除。

2.4 故障四

2.4.1 故障现象

开机报错，点击“OK”后，声窗界面无图像。

2.4.2 故障分析及排除

初步判断是由于设备开机自检过程出现问题从而导致设备报错，因彩色超声设备自检内容为前端电路，故可排除后端设备故障[5]；通过拆除前端盖，观察电路板状态，发现CELL 板通信灯为红色，正常CELL 板指示灯应为常亮绿色，故怀疑是由于CELL 板内部内存条加载失败从而导致故障；经拆除固定螺钉，拔出网线，拆除CELL 板，打开CELL 电路板外壳，检查板内状况，外观并无异常，清理内部内存条金手指部分，重新插回插槽，故障依旧；更换备用CELL 板观察，设备可正常使用，故障排除，故判断为设备CELL 板故障（CELL 板作为前端超声图像信号处理板，涉及FLOW、BW、PW、CW，还有弹性成像处理，CELL 板故障会导致不同模式下的信号处理功能缺失）。

2.5 故障五

2.5.1 故障现象

设备开机声窗界面呈彩色条。

2.5.2 故障分析及排除

设备开机报错（与故障四报错故障一致），控制面板键盘均正常，故排除后端PC 主板故障，依旧为前端自检故障；在前端PCB 电路板中，RDBF、CONT、CELL 均是处理信号，区别在于RDBF是分离回波信号和将模拟信号转为数字信号，属于初级信号处理，而CONT 涉及RF 和US 信号处理，属于次级信号处理，CELL 板则是对不同模式下的图像进行处理，属于末级信号处理，此次的故障现象较为符合CONT 和CELL 故障表现，拆除设备外壳，发现CELL 电路板指示灯状态正常，但无法通过指示灯状态判断电路板好坏，该情况可通过后台检查事件确定故障点[6]；在控制面板下方拉出键盘，输入“CTRL+ALT+S”登录service 账号，打开ERR LOG（错误列表），其事件列表中出现一项提示：CONT Fail，确定故障点，更换CONT 板，故障排除。

3 小结

日立HI VISION Avius 彩色超声诊断仪作为日立经典机型，截至目前仍是许多临床科室的主力设备，但随着长时间使用，设备故障不可避免。对于彩色超声设备而言，故障原因具有多样性，除了设备自身原因外，周边的环境（设备）亦会导致设备故障[7]。当设备出现故障时，到达现场后借助以往经验逐一排除故障原因，迅速找出故障点，并及时处理故障，成了维修工程师的首要任务。此外，做好对设备的日常保养工作亦非常重要，以减少设备故障的发生，确保设备正常运行。