GE LOGIQ E9超声诊断设备维修案例分析

邸海燕，李娅，白芳芳，李娅

1. 保定市第二中心医院 功能科，河北 保定 072750；2. 保定市满城区人民医院 超声科，河北 保定 072150

引言

超声诊断仪是利用超声波在人体内不同介质中传播与反射特性的差异，通过发射/接收超声波信号，将接收到的信号处理后按一定的方式显示出不同的图像。医务人员通过观察诊断图像的质量判断人体是否有病变[1‐2]。该诊断方式无辐射，且具有移动方便、分辨率高、获得结果及时等优点，在现代医疗诊断中发挥着重要的作用[3‐4]。

LOGIQ E9是美国通用电气公司2010年推出的一款彩色多普勒超声诊断系统，将超声图像与其他成像技术如CT和MR的图像融合[5‐6]，且具有强大的数据分析能力，广泛应用于临床腹部、心脏、妇产、血管、泌尿系统及小器官等诊断检查中[7]。本院引进LOGIQ E9超声诊断仪后，多次发生开机显示故障，结合工作经验，本研究将三例故障和处理过程进行总结和分析。

1 仪器结构和工作原理

LOGIQ E9机器基本结构由四部分组成：① 人机交互（显示器及操作面板）；② 前端（信息获取）；③ 后端（信息处理）；④ 电源部分，见图1。

图1 LOGIQ E9机器基本结构

超声图像由后端（PC端）和前端（接收发射和控制部分）通过探头连接板与探头连接产生[8]。例如，在人体组织中，当信号从脂肪组织区域进入肌肉组织区域时，由于密度不同，会在此处形成回波，回波返回至探头，在此处将其转换为电信号[9]。这些回波电信号经模拟电路和数字电路进行放大和处理，将高频电子信号转换成为一系列数字图像信号，随后传到PC后端，后端对图像进行处理，将图像实时显示在监视器上。所有信号传输、接收和处理特性均由主机控制[10]。通过在系统控制面板中选择不同的选项，用户可以改变系统的特性和功能，广泛应用于各种诊断。

2 GE LOGIQ E9彩色多普勒超声诊断系统故障两例

2.1 故障一

2.1.1 故障现象

设备因科室突然断电开机无法进入系统，设备板件指示灯及风扇运转正常（图2）。

图2 无法进入系统

2.1.2 故障分析

此报错在LOGIQ E9机器上较为常见，但故障原因千差万别，根据经验初步判断问题基本出现在前端。首先对机器重装系统验证是否是系统损坏原因造成的无法进入系统，然后进一步排查。

2.1.3 故障排查过程

通过开机按F8进行系统最后一次正确配置来恢复机器，恢复后机器可以进入系统但是提示报错翻译为“错误：系统错误请重新启动系统”（图3）；点击确定后第二条报错提示翻译为“错误：硬件配置无效”，系统不会扫描（图4）；点击确定后进入操作界面后无图像且不识别探头（图5）。

图3 系统错误

首先对机器重装系统，验证是否是系统损坏原因造成的无法进入系统，对机器重装系统后图3的系统报错消失，但是图4的报错还存在，点击确定后进入操作界面同样无图像和探头显示（图5），根据报错提示进行下一步排查。根据错误提示“硬件配置无效”，同时没有图像及探头显示，根据此情况排除系统原因后，分析为前后端通信连接及发射接收或者探头连接板故障。随后，对机器前端板件进行逐一排查：关闭设备前后端通信线缆，进行重新插拔并清理连接，机器重新启动故障依旧，排除前后端连接通信故障。进行进一步排查：机器发射和接收采用了DSP和FPGA处理器，前后端通讯采用高速串行点对点双通道高带宽传输PCIE总线，这些技术使图像分辨率、穿透力等大幅提高。这些技术使前端板卡元器件故障判断更加困难，由于设备是断电造成的故障，因此很有可能是机器板件集成度比较高造成短路元器件烧毁。查看机器前端板件是否有元器件损坏现象并进行清理，通过逐一排查，未发现异常。在安装过程中对发射接收板不同通道进行调换启动机器后，故障依旧。由于对发射接收板进行了调换发射接收都是以通道一为主，如果进行调换，某块板子有问题会体现在图像区域，同时发射接收板件所有都损坏的几率非常小，同样前端控制板有一根通讯线连接到后端PC，前端控制板有问题会造成机器无法进入系统。通过最小化排查锁定故障是探头接口板，更换探头接口板后设备探头识别图像区域正常。

图4 硬件配置无效

图5 操作界面后无图像且不识别探头

2.1.4 小结

当我们初步看到故障时，了解故障报错详细信息，根据机器结构线路条理分析是前端故障、电源故障还是后端故障，减小确定故障范围然后再进行逐步排查，在这个过程中要理清思路才能找到故障根源解决问题。

2.2 故障二

2.2.1 故障现象

机器开机慢，设备正常开机2～3 min，此设备每次开机需要十几分钟 ，进入系统后操作正常无其他故障。

2.2.2 故障分析

根据故障现象描述判断造成此现象的原因可能有：① 系统原因；② 灰尘过多；③ 硬盘原因；④ 电源供电电压问题；⑤ PC主板问题。本着先外再内、先易后难的维修过程进行检测维修。

2.2.3 故障排查过程

首先重装机器系统，重装系统过程正常安装时间为25 min左右，本次重装花费45 min，重装系统后，故障依然存在。拆机对机器后端PC部分板件进行清理除尘，开机故障依然存在。拆卸硬盘对硬盘进行检测，检测结果正常，硬盘并没有过多坏道，属于正常范围，排除硬盘故障。对板件的ATX电源供电进行检测，为能准确判断电源故障，拆下主板电源线用导体把绿色和黑色线连接，用万用表测量供电红色+5 V、黄色+12 V、橙色+3.3 V、白色‐5 V、蓝色‐12 V、紫色+5 V，通过测量发现电源对硬盘供电的12 V和5 V供电不足，测量值为11.2 V和4.3 V，硬盘供电不足会造成运行速度慢、无反应，严重会造成死机重启现象，所以推断为硬盘供电不足原因造成设备开机缓慢，更换ATX电源设备开机正常。

2.2.4 小结

此次故障，首先把故障锁定在后端PC区域，此故障因电源供电造成的开机缓慢比较少见，多数为系统原因或者硬盘故障，容易忽略硬盘供电问题，所以在维修过程中不要忽略细节检测。

2.3 故障三

2.3.1 故障现象

机器间歇性地自动重启，频率不规则，时间包括几分钟、半小时、几小时不等。

2.3.2 故障分析

首先，对电压进行查看，使用不间断电源进行检测，结果显示与电压无关。然后对机器部件进行查看，以此插拔内存、硬盘、前端板卡并对机器进行清洁，显示故障未解除。查看Log未发现有异常之处，查看手册内容推断可能是MRX板上的相关时钟信号引发的故障，但更换MRX板后，故障未解除。除此之外，机器重启也可能是直流供电电源电路保护或欠压、过压等故障引发[11]，查看电源模块，进行更换，故障未解除。最后分析可能是后端处理器出现故障，拔除硬盘及前后端通讯线缆后开机测试，机器仍然存在自动重启，判断此故障为后端处理器故障。

2.3.3 故障检修过程

分析得到该故障由后端处理器引起，更换后端处理器发现每次开机一直停在GE LOGO界面不动，按F1按键依旧无效，对基本输入输出系统（Basic Input Output System，BIOS）芯片进行放电仍未恢复；因BIOS芯片都是卡在卡套里，取出芯片，进行清洁，解除接触问题，装上后开机恢复正常。

2.3.4 故障总结

LOGIQ E9定制化和集成度越来越高[12]，当医学工程师在判断分析故障时，既要求与普通电脑主板端进行分析，又要求根据具体机器进行分析。LOGIQ E9间歇性自动重启后端问题可能与BIOS有关，对机器LOGO进行重启等无法进行排除，由本故障提供思路，在处理该故障时可尝试插拔BIOS芯片，更换后端处理器进行故障排查，本故障可为医学工程师排除故障，提供排查思路。

3 总结

GE LOGIQ E9彩色多普勒超声诊断系统广泛应用于各疾病超声检查中，其运行精度高且结构较为复杂，大量的检查导致故障发生率升高。为保证患者得到及时检查，保证医院正常工作秩序，提高工作效率，工程师需及时了解需要维修设备的结构及运行原理，从而快速精确地解决机器故障[13‐14]。

彩超设备主要分为前端、后端及电源部分，机器前端有故障一般体现在机器图像部分；后端有故障一般情况下会有无法开机的现象及系统错误；电源故障比较复杂，因为电源会给前后端进行供电，所以电源有故障会造成前端或者后端有问题，或者前后端有问题会造成电源损坏，部分机器有电源指示灯，比较好排查，如果没有，则需根据机器的结构和原理以及在维修过程中总结的思路和办法去判断、排查问题，同时在维修过程中学习，在学习中总结经验[15‐16]。本研究对故障进行详细分析，顺利排除故障，对同行有一定的借鉴价值。