GE E10 彩超结构原理与维修案例

薄纯美，张朋（通信作者）

联勤保障部队第九七〇医院 （山东烟台 264000）

E10 系列彩色多普勒超声诊断系统是GE 公司针对妇科和产科检查研发制造的机型，其四维探头具有出色的空间和密度分辨率，搭载了功能强大的诊断软件，设备整体性能较为稳定，在各大医院妇产科检查中应用广泛。本研究旨在介绍E10 系列彩超的整体结构和工作原理，分析其工作中的常见故障，探讨故障维修思路和方法，供同行参考。

1 E10 系列彩超的结构与原理

GE E10 系列彩色多普勒超声诊断系统主要分为前端和后端两部分。

（1）前端包括探头连接板、探头、发射接收板等部分，采用模块化和集成化设计[1]，用于发射超声、接收并处理反射的信号。具体工作过程如下：主电源为发射板供电，发射板产生特定幅度和频率的电压信号，经探头连接板传输至超声探头，超声探头集成了超声换能器，将电能转换为超声机械振动，超声能量传输至人体组织并产生反射回声信号，回声通过超声换能器转换为电信号并传输至接收板，接收板进行预处理后传输至后端。（2）后端由主电源模块、接口面板、定制主板和显卡等组成。搭配Windows 操作系统平台和专用应用软件[2]，通过显卡分别为显示器和视频转换卡提供视频信号，并以视频转换卡为视频信号输出单元，提供HDMI、VGA、S-video 等视频输出接口，为图文工作站等外围设备提供视频信号。主要功能是对前端传输过来的电信号进行处理，并在显示屏上显示图像[3]，实现图像存储、测量等一系列软件功能。

2 故障一

2.1 故障现象

设备开机，主显示器无任何显示，多次重启后故障消失。同类问题多次出现，影响影像诊断工作。

2.2 分析与维修

重启后故障消失，基本可排除显示器故障，重点考虑显示器输入信号异常。

如图1 所示，显示器输入信号来自显卡，显卡通过PCI-E 接口连接至主板，并通过DVI 信号线连接至视频转换卡等外围部件。供电故障、主板故障、视频转接卡故障、显卡本身故障均可导致显卡视频信号输出异常，需要逐一进行排查[4]。

图1 GE E10 彩超后端系统结构图

故障出现时，发现设备主板CPU 风扇、主电源风扇、显卡风扇可正常转动，键盘及触摸屏可操作，说明开机触发信号送达主电源且主电源已开启，基本排除主电源和主板故障。进一步检查发现，显卡风扇可正常转动，基本判定显卡与主板之间供电和通信正常，显卡工作异常导致无输出信号的可能性较大。拆下显卡检查，该显卡为GE公司定制的750 型显卡，具有两个DVI 接口，一路连接至主屏幕，另一路连接至视频转接卡。两个接口附近设有一按键开关，用于设置显卡的工作模式，分别为正常模式和超频模式。出现故障时，显卡的工作状态为超频模式。查询手册得知，显卡工作模式应设为正常模式，将显卡的工作模式调整为正常模式，重新开机，未再出现同类故障。考虑到显卡的工作模式出厂设置应为正常模式，怀疑维保工作人员维保过程中无意触发了模式调整开关，导致显卡工作于超频模式，超频模式功耗较大，超出了主板与电源的负荷，导致显卡工作异常，无视频信号输出。

3 故障二

3.1 故障现象

设备工作正常，主屏幕显示正常，而设备工作站屏幕不显示。

3.2 分析与维修

系统显卡输出两路DVI 视频信号，一路至主显示器，一路至视频转接卡，分别为显卡提供视频信号。彩超设备主显示器显示正常，来自视频转换卡信号的图文无显示，可能是显卡、转接卡或DVI 视频线故障，需要逐一进行排查。调换显卡和转接卡的视频连线，发现工作站显示正常，主屏幕无显示。基本判定显卡和DVI 视频连接线工作正常，视频转接卡出现故障。更换视频转接卡后，故障排除。

4 故障三

4.1 故障现象

设备使用过程中，间断性出现键盘与触摸屏失灵，多次重启后故障依然存在。

4.2 分析与维修

设备使用过程中，键盘和触摸屏失灵，由于两个零部件同时损坏的可能性较小，重点考虑供电或通信问题[5]。键盘和触摸屏失灵时，观察设备主显示屏发现，主显示器显示正常，屏幕右下角的系统时间更新正常，基本判定设备计算机部分软硬件运行正常，未出现通信故障。触摸屏幕和键盘的供电和通信来自主板，主板通过一分二的USB 总线分别为视频装换卡、触摸屏及键盘供电，并实现通信。出现故障时，测量触摸屏和键盘的供电电压仅为3 V，低于标准电压5 V。怀疑为总线出现问题导致供电电压过低，更换总线后故障依旧。考虑到视频转换卡、触摸屏及键盘共用1 根总线，存在相互干扰的可能，拔掉视频转换卡供电线，工作一段时间后未再出现触摸屏及键盘失灵故障，基本判定为视频转化卡故障使公用的USB总线电压降低，影响了键盘和触摸屏供电，从而导致失灵。更换视频转换卡后，故障排除。

5 故障四

5.1 故障现象

设备工作中出现图像缺损。

5.2 分析与维修

根据彩超设备的成像原理分析，成像过程需经超声换能器、探头连接板、发射接收板、预处理板等元件，逐一进行排查。首先，排查超声探头问题，切换至其他探头，发现设备故障依旧。其次，排查连接板问题，更换接口与探头并测试设备图像，发现设备图像仍然缺损，排除设备探头连接板问题，基本判定设备发射接收板发射通路损坏，无法发射符号要求的电压信号，探头无法发射合适的超声信号，最终导致图像缺损。更换发射接收板后，故障排除。

6 故障五

6.1 故障现象

设备工作中出现四维图像缺损现象，且探头摆位不同，缺损图像位置不同。

6.2 分析与维修

参考案例四中的检修方法进行排查，观察发现其他探头成像正常，说明其他探头接口正常，由于E10 彩超各探头采用通用接口，更换四维探头接口位置后，故障依旧，基本排除接口板、发射接收板的问题。

四维探头采用内部电机驱动方式实现轴扫功能，从而实现四维时空域成像，由于电机经常处在运动状态，寿命相对于晶体要短很多。仔细观察四维探头线缆，基本未折损，排除线缆故障。四维探头在不启动内部电机时具备二维成像功能，切换四维探头至二维显示模式，二维图像正常，基本判定为四维探头电机故障。需拆解探头，更换同型号电机后故障排除。注意，更换过程中应保护外壳，更换完成后须重新密封打胶。

7 总结

GE E10 系列彩超整体稳定性强，及时、准确地进行维修对于保障设备运行具有积极意义。其中，维修前端故障，需要掌握超声成像原理与结构，梳理设备构造框架，逐一排查可能出现故障的软硬件。维修后端故障，需要熟练掌握计算机原理与结构，充分利用设备手册，快速、准确排查故障。同时，日常维修保养过程中要胆大心细，避免造成次生故障，影像正常临床诊疗工作。