医疗仪器维修方法

【摘 要】由于医疗设备的高科技性、复杂性，以及对安全性与有效性的高要求，决定了医疗器械维修工作的高要求。该文介绍了医疗仪器维修的一些基本方法，其中最为重要的方法是故障树分析法、节点法和排除法，通过这三种方法的综合运用，对于有电路图纸的仪器的硬件故障维修可以做到游刃有余；同时介绍了一些特殊故障情况的处理方法，以期遇到同类问题时少走弯路。对于刚从事本专业的同行具有重要的学习意义。

【文献标志码】A

doi:10.3969/j.issn.1671-7104.2015.05.023

收稿日期：2015-04-21

作者简介　刘洪斌　E-mail: lhb-gcs@qq.com

文章编号：1671-7104(2015)05-0383-05

Medical Equipment Maintenance Methods

【 Writer 】LIU Hongbin Department of Equipment, Guangfo Hospital Affiliated to Guangzhou Medical College, Foshan, 528251

【 Abstract 】Due to the high technology and the complexity of medical equipment, as well as to the safety and effectiveness, it determines the high requirements of the medical equipment maintenance work. This paper introduces some basic methods of medical instrument maintenance, including fault tree analysis, node method and exclusive method which are the three important methods in the medical equipment maintenance, through using these three methods for the instruments that have circuit drawings, hardware breakdown maintenance can be done easily. And this paper introduces the processing methods of some special fault conditions, in order to reduce little detours in meeting the same problems. Learning is very important for stuff just engaged in this area.

【Key words 】medical equipment, maintenance, methods, introduce

0　引言

由于科技的日新月异，各种高新技术应用于医疗设备，各种功能的医疗设备层出不穷，更新换代速度极快，在现代医疗中的作用越来越重要，国内外大量具有高新技术的医疗仪器投入临床 [1]，医疗设备已经成为衡量一个医院医疗水平的标准之一 [2]。由于医疗仪器往往汇集各类学科与尖端技术于一体，加上本身直接用于人体，对安全性、有效性要求非常高，因此对工程技术人员维修水平的要求也就非常高。但是，医院医学工程技术人员素质良莠不齐，缺乏工作后的专业技术培训 [3-4]。

维修是指工程师对使用者在使用与日常质控中发现的故障或工程师在安全与质量检查中发现的较复杂的安全与故障隐患、质量偏差等进行查找原因并做出相应处理的过程。维修始终是工程师的主要工作，也是工程师的价值与职责所在。下面结合笔者从业20年的工作经验，简要地总结了一些医疗仪器的维修方法。

1　基本方法

(1) 基本原则 医疗器械的安全性、有效性是维修的根本目的。工程师自身的安全、操作人员的安全、病人的安全是前提。接地的完好是安全的基本保证。

(2) 沟通 通过询问操作人员仪器的故障现象，判断大致的故障范围。

(3) 观察 属于外围附件引起故障的直接检查附件；可能是主机故障的应先根据操作人员描述的故障现象判断还能否开机，不能开机的应直接打开机壳检查，有无明显的短路烧灼痕迹，有无脱线短路，有无潮湿，有无外物进入等；能开机的，则仔细观察开机的过程，有无异声、异味，开机程序是否正常，能否通过自检，自检中报何故障代码或信息。

(4) 实际操作 通过操作检查仪器哪些功能正常，哪些功能不正常及相应出现的故障现象，为查找故障确定大致的方向与范围。如操作正常，则要让操作人员当面再操作一次，并仔细观察操作过程，以判断是操作失误还是仪器偶发故障。

(5) 区分是软件还是硬件故障 现在的医疗设备大多与计算机技术紧密结合，对普通计算机故障细致深入的了解对维修有很大帮助 [5]。工作中出现死机、无法启动但用启动盘可启动、某一功能界面丢失或无法工作、图像无法重建等现象，大多为软件故障。软件故障只需重启或重装系统软件即可修复。

(6) 简易处理即可恢复的故障 硬件的很大一部分不需要更换元件，只需做相应的处理即可恢复。各种限位开关、传感器（以光电耦合管最具代表性）及其它与运动有关的硬件由于位置的偏移引发故障，有的还表现出软性的故障，出现参数偏差或图像质量的下降，只需调整位置或做专业校准即可恢复；各种传感器堵塞或被尘埃、污物等遮挡引起的故障，只需做相应的清理即可修复；有的传感器由于环境条件的变化或自身老化等因素，出现参数偏差或图像质量的下降，大部分只需做各种相应的校准就可恢复。以血液透析机最为典型，因透析液在管路与各传感器中极易集聚结晶，使压力或流量传感器等因阻塞产生监测参数偏差故障，通过对仪器进行加热或化学处理（用仪器自带的热消毒办法进行热处理，用柠檬酸、次氯酸钠等化学物进行化学消毒），两种办法可去除不同的结晶，处理后自动进行冲洗，可排除大部分的报警，还不能消除的做相应的校准可排除绝大部分的报警故障。放射科的仪器如CT、MRI、DR、CR、胃肠机等仪器，好多由于硬件位置的移动引发故障，典型的就是球管、准直器、探测器应三点一线的仪器，如出现任何位置偏移（通常是在更换新的配件或维修中拆卸过部件时出现），就会出现图像质量变差等的故障，需做各种位置校准；探测器长期使用后图像质量会出现变化，需做图像质量确认或探测器质量校准等。这类故障在维修手册中有各种校准程序，大多只需做相应校准即可修复，虽然简单，但因手册中并没有说明何种故障现象是何硬件引起、需做何种校准，有的故障还需做几项校准，只有对仪器熟悉的专业人员才能完成，需工程师对整机原理有较全面的了解，要求有较高的外语水平，能准确读懂外语资料。

(7) 根据原理判断故障范围 仪器不外乎由电源系统、控制系统、数据采集系统、运算处理系统、输入输出系统、子系统、中央处理系统等组成。大部分可根据原理、系统结构框图 [6]与故障现象判断故障出在哪个分系统。

(8) 区分是接触不良还是有硬件损坏 时不时反复出现的故障，一般为各插接件接触不良或电路板虚焊，只需做相应的处理；否则为元件老化，通常伴有不正常的发热现象，且出现的时间有规律，在使用一段时间后出现，关机冷却一会又可工作，反复如此，需更换老化元件。

(9) 区分什么是自己能维修的，什么是自己无法维修的 对自己能力边界的认识很重要。由于医疗仪器的复杂性、高技术性，涵括各种先进的技术，没有人什么都能修。对自己根本不可能修复的仪器在那耗时间，只会耽误临床工作的开展，给医院带来效益上的损失。每个人都有自己的特长，尽可能地与同事优势互补，通力协作，发挥团队合作精神，是做好维修工作的重要保证。也可咨询厂家或其他医院的同行。院内确实没有维修能力的，应尽快找厂家或第三方专业公司。

(10) 先易后难 检查电源是关键，电源质量的好坏直接决定了机器的工作稳定性，好多软性的、反复发作的故障都因电源不稳或过低引起，所以，查找电路故障的前提应先确认电源正常；通过望、闻、问、摸等维修的基本方法，能快速查找到一些明显的故障。这些维修的基本知识，在许多文章均有介绍，在此不再重复。

(11) 做标记与记录 拆卸时对复杂无标识的接线、管路或复杂的机械部件拍照、做标记，如装错可能发生不可想象的仪器损坏，后果严重 [7]；维修过程做好简单的必要记录，以利于多枝节复杂问题的深入故障分析，理顺维修思路，避免不必要的重复检查，也为维修完成后做详细的维修笔记提供第一手资料。

(12) 对无图纸的仪器的处理 只有靠工程师个人的经验，细心地观察与耐心地测量。先将故障排查到某个大的部件或分系统，再检查该部件或分系统的电源、保险丝、终端及周围元件（如电机、水泵、显像管、显示器、电极线、探头、传感器、球管、影像增强器等），再检查电路板。电路板的测量先测量保险丝、整流桥、带散热片的发热电子元件，再测继电器、三极管、二板管、电容、电阻、电感等基础元件，最后再测量IC。可通过不带电测量与带电测量两种方法交互进行以上检查。

(13) 利用网络技术 对维修中不熟悉的电子元件可在http://www.alldatasheet.com/等网站查找其功能、电路、管脚作用、管脚电压、替代元件等资料，对维修大有帮助。通用元件可在网上购买。

2　三种重要的维修方法

2.1 故障树分析法

故障树分析法对于理顺维修思路有着重要的作用。故障树分析法，简称FTA(Fault TreeAnalysis)，它于1961年，由美国Bell电话实验室的Waston HA提出的一种评价复杂系统可靠性和安全性的一种方法 [8-9]。故障树分析法的主要步骤包括建立故障树、定性分析和定量分析 [9]。它是安全系统工程的主要分析方法之一，我们借用其形象的名称用于仪器故障的检修，不同之处在于，Waston HA的故障树分析法中的故障树为整台仪器或系统可能出现的所有故障与安全风险，而这里所说的维修中的故障树为仪器中可能导致某一特定故障的各控制电路，即前者指仪器可能出现的所有故障，而后者指仪器出现某一特定故障时的各种可能因素。通过对仪器原理的分析，结合故障现象，从电路图中找出实现该功能的所有控制电路，建立故障树图，理顺维修思路，再结合以下介绍的节点法与排除法，对各关键节点进行测量分析，排除好的枝节，缩小查找范围，锁定故障枝节，最终快速找到故障元件。

2.2 排除法与节点法

排除法与节点法是维修的两大法宝，能帮助快速压缩故障范围。所谓节点法，就是通过选取关键的节点进行测量，获得所需要的关键数据，根据工作原理做出节点前后的电路中各器件是否与故障有关的定性或定量判断。所谓排除法，分两种情形，一种是根据节点法获得的数据，利用仪器的工作原理排除与故障无关的环节；另一种是利用相同机器上好的器件或是同机上相同部件对调进行试机，以确定是否为该器件损坏，从而排除与故障无关的环节。通常两种方法同时使用，结合故障树分析法，可应用于整个维修过程的各个环节，特别适用于有电路图纸的仪器的维修。

3　对有图纸的仪器的处理

进口仪器通常有严密的参数监控与反馈电路、保护电路，能确保数据准确与患者安全，同时能提供报警，告知故障的大致范围，所以电路图纸复杂，对工程师水平的要求较高。根据现象与提示，对照工作原理，在图纸上找到实现该功能的相关电路，利用故障树分析法，理顺查找故障的思路，建立故障树图（一般可将故障树记在心中，并在电路图上做出关键节点的标记即可，太复杂的才需要画出故障树图，画图时也只需画出主干与一级分枝，二级分枝在确定故障分枝后再画相应的枝节，以节省时间）；以带电测量方法为主，利用上述的节点法与排除法，先对树上的各主节点进行测量分析，排除好的枝节，确定故障枝节，再对故障枝节按后级—前级—中间分节点进行分段检查，快速排除与故障无关的好的节段，压缩查找范围，从而快速找出问题所在。

比如某个功能不能实现，先建立故障树图，选取实现该功能的终端元件（如探头、输出电极、动作电机、控制水或汽的电磁阀、泵等）作为节点，通过操作面板的操作，测量提供给该终端元件的电压是否正常，如正常则排除了控制电路与电源的故障可能，直接检查终端元件；如不正常则查前级电源输出是否正常，如无输出，则沿着电源线路一路查；如电源正常，则查控制信号的最未级信号输出是否正常，正常则查电源输出元件（如交流接触器、继电器、固态继电器等）；控制信号不正常则查控制信号的最前级（通常是各种传感信号的输入口或是逻辑信号输出口），如不正常则查传感器或逻辑电路；如正常则查故障树中各枝节控制电路与主干的接点（节点）……依此类推，通过对各关键节点的测量，可对故障树中各枝节进行好与坏的定性或定量分析，快速缩小查找范围，再对故障枝节运用节点法与排除法，直至查到具体的故障元件。

说易做难，如果没有扎实的理论功底与丰富的实践经验，面对复杂的电路图纸（有的图纸有几本厚厚的大书）、众多的电路板及电路板上多如牛毛的电子元件，根本无从下手，找不出哪些是与故障有关的枝节，更没办法对关键节点进行测量并从数据得出正常与否的判断，故要加强基本理论的学习，从根本上理解工作原理，再结合具体工作流程和实际经验进行一一探查。

4　几种特殊情况的处理经验

4.1 伪影故障

伪影问题是MRI 、CT机等图像类仪器使用中较常见的故障，原因复杂，处理困难。有的为室内或周边环境引起，需要改善环境；有的为仪器之外的室内电器故障引起，需要维修电器；有的为接地电阻不达标引起，需要处理地线；有的为仪器内部关键部件接地松脱引起，需要紧固；有的为屏蔽线断线或是屏蔽盖没装好引起，需换线或重装；有的为电源不稳引起，外部电源不稳需配稳压器，内部开关电源不稳一般为电源输出过低，可调节电源板输出电压或更换；有的为仪器部件的位移、传感器自身老化或环境出现变化等引起，通过校准可消除；有的是仪器硬件故障，需要更换。以MRI伪影为例，主要分为装备伪影、运动伪影及磁化率敏感伪影3 类 [10]；它产生的原因很多，其表现多为图像变形、重叠、缺失、模糊等；在日常维护时要注意机器周边环境，例如：定期测量设备环境的温湿度、及时更换故障配件、定期测试对地电阻、定期检查各个部件螺丝的松紧等；熟悉、了解设备的原理、结构、电源走向、控制部分等理论知识非常重要，通过仔细观察、分析、判断、实验能够及时有效地排除故障、解决问题 [11]。同样，如果CT 图像出现伪影，也可以做CT 的日常质量控制，常规的空气校准包括扫描水模，对水模的3 个参数进行检测：CT 值（hu）、图像的像素躁声、管电压，保证获得最佳图像质量；如果CT 图像仍有伪影，则考虑CT机的其他原因 [12]。

4.2 记忆芯片出现故障的处理

部分本身有计算机功能的仪器在CPU板上还另外配有特殊的记忆芯片，用来记忆一些设置参数。当这些参数失效（往往是储存参数的芯片损坏）后表现出的现象既像硬件故障又像软件故障，又都不像，重装软件故障依旧，更换硬件也还是不能解决问题，让人一头雾水。其实是在芯片上固化有参数，这些参数不在软件中，也非芯片自带，需人工将原有参数固化进芯片或对仪器进行调校后将参数写入芯片。如Prestige Ⅱ型数字化胃肠机曝光主控制板上的记忆芯片（H990C0234 M48T08-150PC1 TIMEKEEPER RAM LITHIUM BATTERY），球管的曝光参数都记忆在该芯片上（厂家没有告知，说明书中也无说明），由于该芯片自带电池，很容易因电池失效而损坏，损坏后无法曝光，每次报错信息都不同，但大多指向球管或高压发生器损坏，在确认球管及高压发生器完好后，转而查找CPU主控制板及其外围电路，外围电路完好，主控板除CPU外的控制电路均完好，CPU无相应的输出，但CPU的输出由于受程序的影响无法测量，重装系统软件故障依旧，最后更换该记忆芯片并重写参数后恢复正常 [13]。

4.3 特殊情况的校准

很多仪器在更换配件后还需做相应的校准方可正常工作，就更换的配件做相应的校准好理解，但有的校准根本就不是针对所更换的配件，如没有经验，很可能前功尽弃。如GE公司的AMX-4床边X光机，每次更换元件后如不做全面的校准(约需2个半小时)，报的故障代码还是和原来一样，会误以为没维修好或是还有其它故障；GE公司的Definium 6000型DR机，每次重装系统程序并Restore完各种设置参数后，如不做探测器校准，则会出现图像太过淡白的现象。

4.4 利用Ghost备份系统硬盘

医疗设备的数字化不断带动计算机技术在现代医院中应用，然而，一旦软件或硬盘出现问题，轻则导致医疗设备的某些功能异常，重则使整套设备瘫痪，严重影响正常工作。若不能修复，就要重装程序，如果按照传统的方法分区、格式化硬盘，再安装操作系统、各种驱动程序及应用软件，费时费力不说，还可能因各种软硬件问题或失误半途而废。Ghost 的备份还原是以硬盘的扇区为单位进行的，它将一个硬盘上的物理信息完整复制，而不仅是数据的简单复制，所以说Ghost 能将目的硬盘复制得与原硬盘几乎完全一样，并实现分区、格式化、复制系统和文件一步完成。只是要注意目的硬盘不能太小，必须能将原硬盘的内容装下。当系统平台软件或者应用软件出现故障时，Ghost 可以运用先前正常状态时备份的镜像文件进行恢复。这一方法既快速又高效，操作也简单，最快2~3 min 便可恢复原有系统。建议有条件的医院在设备装机时就做好硬盘Ghost 备份，一旦软件出现故障，可直接更换硬盘，减少维修时间 [14-18]。

5　维修后的工作

5.1 维修后的质量控制

所有的仪器在维修后须进行安全性的评估、仪器功能性能的检测、使用效果的验证后方可交与临床使用，必要时还需请技术监督局计量检定后方可使用。以确保操作人员、患者的安全，确保检查准确、治疗有效，保障患者的健康权益。

5.2 做好维修记录

使用科室放置于仪器旁的随机维修登记本的填写；设备科维修记录的填写；复杂的仪器故障还需做好详细的维修笔记。对自己不能维修的仪器做好追踪与记录工作，尽可能地向外送维修的厂家或第三方维修人员询问清楚故障原因与更换的配件，再反思一下自己的维修过程，从中学到解决问题的方法，并做好笔记。

6　结论

运用以上维修方法能解决大部分的医疗仪器故障，尤其是有图纸的仪器维修成功率能达90%以上。20年间，医疗设备医院内部维修率均达到85%以上，维修支出从没超过设备总值的1%（不计球管等消耗品）。

医疗仪器的维修是一项复杂的技术工程，方法很重要。以上方法可能不是很全面也不一定科学，且限于篇幅，有点太过简要，但已能解决大部分的维修问题，对刚从事本专业的工程人员有一定的学习借鉴意义。