GE Voluson E8 彩色超声诊断仪故障维修3例

于明涛，于良，陈杰

1. 烟台市烟台山医院 设备科，山东 烟台 264008；2. 烟台市福山区人民医院 设备科，山东 烟台 265599；3. 烟台毓璜顶医院 消毒供应中心，山东 烟台 264099

引言

GE Voluson E8 是先进的实时三维超声诊断仪器，可提供腹部、血管、小器官、产科、妇科、泌尿科、新生儿和儿科等多领域、多方面的应用，可以充分满足临床诊断和科研的要求，在医疗活动中发挥着越来越重要的作用[1]。Voluson E8 在支持最广泛的容积超声应用、创新的成像模式、最高的图像质量和人机工程学设计等方面，均具有行业的最高标准。其相较于普通超声具有以下优势：① 更高的细节对比分辨率；② 具有独特的空间复合图像采集及处理能力，增强了组织和边界的鉴别效果；③ 可对容积数据进行同时多切面显示，使动态数据的分析和记录更方便；④ 有助于超声医师快速实时获取完整的胎儿心动周期图像信息，并存储原始图像进行后续分析；⑤ 优化三个不同平面的图像质量以便更好地评价病变的大小、边界和内部结构；⑥ 可自动获取胎儿心脏的容积图像，有助于胎儿心脏检查图像的规范化采集[2-3]。但超声诊断仪的使用频率较高，随着使用年限的增加，时常会有故障发生，如突然关闭电源、不按照步骤关机等使用不当造成的系统程序错误，以及硬件出现故障等，这些都会导致彩超软件系统无法启动，进而严重影响科室的正常诊疗工作，增加患者的等候时间，影像患者的就医体验。这就给医疗设备的维护、维修和管理提出了更高的要求。为确保超声诊断仪可以长期高效地运行，进行合理的维护和维修就十分必要。本文就GE Voluson E8 使用过程中出现的典型故障进行了总结分析，阐述了故障维修与排除思路，旨在为相关设备的故障维修提供参考。

1 GE Voluson E8成像原理

GE Voluson E8 由探头接收发射超声波，得到信号后传递给探头连接板，经过前端母板和接收发射板处理后传递给RFI 板，然后经过后端处理最终成像显示在显示器上[4-5]。具体步骤如下：①RFI 通过母板将信号分别发送给RTM 板和RTF 板，使RST 发射板发送射频信号给RTF 板，从而通过探头发射超声信号；② 由探头再次回收超声信号至RTF 传送到RTM 板上的RSR 接收板；③RSR 接收板将收到的信号再传送回RFI 板上；④RFI 板将信号传送至后端PC 主板，主板将信号通过DVI 适配器传送至RTV 进行信号转换，然后将图像显示在显示器上（图1）。

图1 GE Voluson E8成像原理图

2 故障案例

2.1 案例一

2.1.1 故障现象

设备在使用过程中，二维图像间歇性变模糊，具体表现为设备远场图像模糊，局部放大图像后呈小方格状，在做四维时图像表面凹凸不平且偶尔会出现无法开机故障，见图2。

图2 二维图像模糊（a）及四维图像表面凹凸不平（b）

2.1.2 故障分析与检测

由于该故障是间歇性出现，所以初步怀疑该故障与临床科室检查时所选的应用条件或者特定的操作习惯有关。联系厂家的应用医生来医院超声科观察医生使用仪器的情况，确实在使用过程中发现了上述问题后，故尝试调节应用条件以改善图像质量，但是图像质量并未有明显改善，由此判断此故障与设备的调节及参数无关。

进一步排查设备硬件故障。因为这台设备此前出现过图像呈方块状的故障，通过逐步的故障排查最终通过更换RFI 板排除故障。此次故障与之前出现的故障现象类似，尝试按照先前故障排查的思路，首先测试一下RFI 板有无问题，通过部件互换法将本科室另外一台同型号的Voluson E8 的RFI 板和故障设备的RFI 板对调，故障排除，但使用10 d 左右发现该设备又出现同样的故障，而另外一台设备则使用正常。由此断定，故障设备的RFI 板并无问题。而由于此次故障直接表现为图像质量存在问题，追本溯源属于设备的显示问题，于是怀疑故障点可能存在于后端显示的硬件（如显卡），尝试将设备的显卡拆下后安装到旁边的工作站电脑上测试，经过1 d 的使用发现电脑出现了屏幕闪烁花屏且显示不正常的问题。经过反复开机测试发现有时会出现无法开机且蜂鸣器报警一长三短的现象，由此基本可以确定是设备的显卡出现问题[6-7]。通过进一步观察发现，该故障本质是显卡风扇卡顿、转速非常慢而导致显卡温度过高，从而导致出现部分元件脱焊。

2.1.3 故障维修

将几处脱焊的位置重新焊接，并更换一个同型号的显卡风扇，再将显卡安装到设备上，开机测试，设备图像显示正常，在后续的使用过程中未再出现类似故障。

2.1.4 小结

在故障分析过程中，当设备出现图像模糊并且局部放大后呈现马赛克状时，应该考虑可能与前端的RFI 板及后端的显卡有关，就如同在看电视或视频时如果信号弱或解码器处理能力不够都会出现类似的现象[8-9]，RFI 板故障类似于前者而显卡故障类似于后者。

2.2 案例二

2.2.1 故障现象

设备在使用过程中显示器突然花屏，强制关机后再次开机时，开机键黄色灯按下时不变绿。

2.2.2 故障分析与检测

因设备供电正常，设备通电后按下开机键没有任何反应，无法开机，判断可能是后端主板负载过高导致的。所以首先将设备后端的显卡拆下测试，拆下显卡再按开机键时，设备可以正常启动，由此说明可能是显卡故障导致设备无法开机以及显示器花屏，可以通过更换显卡排除故障。由于原装显卡价格昂贵，且需预定，会影响科室的正常诊疗工作，查看显卡型号发现可以在市场上找到替代产品，将新购置的显卡安装完成后设备开机正常，但是本该在显示器显示的内容却转移到了触摸屏上（图3a）。猜测可能是从市场购置的显卡和设备本身的显卡驱动有出入所致，所以选择重新安装系统看是否能排除显卡驱动的问题。但设备关机后发现开机键的灯不亮了，测量UPS 显示输出220 V 正常，测量RTN 主电源模块的电压220 V 也正常，再将设备前端的GBF 波束形成模块拆下，测量RTN 的输出电压，结果发现RTN的35 V 输出电压没有正常输出，无测量数值（图3b），怀疑可能是RTN 主电源模块损坏造成的。于是查看RTN 和RTP 两个电源模块，但其指示灯都不亮，RTN 为主电源模块，直接连接墙电，既然RTN 没有输入，那么需要RTN供电的RTP 也就没有电流输入，所以基本确定该故障是RTN 没有任何输出造成的。于是将设备的RTN 主电源拆下，测量里面的保险是否熔断。RTN 主电源模块保险分布如图4 所示，当检测到F6 位置的保险时，发现该保险已经被熔断，于是更换了一个同安数的保险，测试供电正常，但通电测试一段时间后再次开机发现故障回到显卡驱动的问题上，准备重新安装一遍系统来解决显卡驱动的问题。于是用一块新的硬盘进行安装，为防止数据丢失，需在安装系统前将病例资料进行备份[10]；备份后将原硬盘取下更换为新硬盘，将系统盘放入设备光驱，根据提示进行安装，但是重新安装系统后故障依旧，显卡的驱动还是未安装成功。

图3 内容显示在触摸屏上（a）及RTN输出测量点（b）

图4 RTN主电源模块保险分布

2.2.3 故障维修

重新分两步安装系统，先安装Windows 系统然后再安装显卡驱动（图5），最后再安装设备的软件，安装完成后故障排除，多次开关机确认故障未再出现，故障彻底排除。

图5 Windows下安装显卡驱动

2.2.4 小结

对于Voluson E8 开机键黄灯不变绿不能开机的问题，要先考虑后端负载故障所致，其中最易排查的部分为显卡，当设备输入正常但无输出电压时，RTN 里面的保险很有可能存在问题[11-12]。运用此思路进行故障排查可节省较多时间。

2.3 案例三

2.3.1 故障现象

设备扫描区域靠左的位置有一道类似铅笔头的白色高回声干扰（图6）。

图6 类似铅笔头的白色高回声干扰

2.3.2 故障分析与检测

出现此问题时首先应该排除探头自身是否有问题，更换探头后发现每一把探头的类似位置都有这个铅笔状高回声干扰，由此基本可以排除探头自身问题。因为是在扫描区域上出现的问题，那么判断故障点应该在设备的图像处理单元，所以考虑是否是设备的发射板与接收板存在问题[12]，于是将设备前端GBF 波束形成模块拆下（图7a）。

图7 GBF波束形成模块（a）和对调后干扰位置发生偏移（b）

将模块上的RST 发射板和RSR 接收板拆下并逐一标号为1～32，然后将1～16 号和17～32 号左右对调，也就是将左侧的16 块发射板与接收板和右侧的16 块发射板与接收板的位置对调。对调完成后将GBF 波束形成模块安装上再次开机测试，发现铅笔状高回声干扰的位置发生了偏移，由原来的左侧偏移到了中间靠右的位置（图7b）。由此断定故障点存在于1～16 号发射板与接收板上。由于图像上的故障点在中间偏左的位置，根据RST 和RSR 对应的位置分析，怀疑故障板件应该存于左侧1～16 号发射接收板的10～16 号。为了缩小范围，将10～16 号发射接收板逐个拆下开机测试，当测试到12 号发射板时，发现扫描区域存在一块图像缺失，同时该缺失部分也包含了铅笔状高回声干扰。由此可以断定是此设备的这一块RST 发射板存在问题。仔细观察该板，发现其接口处铜触点上覆盖了一层氧化物，判断该故障可能是使用环境造成的触点生锈所致。

2.3.3 故障维修

清洁打磨RST 铜触点上的氧化后，再将RST 安装回原位，开机测试故障排除。

2.3.4 小结

这是一个相对典型的故障，工程师平时在维修Voluson E8 机器时碰到的类似二维及彩色干扰，都可以通过这种方法判断。因Voluson E8 的RSR 和RST 正好将图像分配叠加成32 块，所以按照故障点位置可大体判断并缩小故障的可能范围，再结合逐一测试能更好、更快地完成故障的排查和排除。

3 讨论与总结

在医院正常运行中，超声设备属于使用频率较高的医疗设备，高频率的使用导致超声的故障率也较高。但由于技术保密等原因，厂家一般不提供设备的具体电路图和用户维修手册，这给医院工程师的自主维修带来较大困难[13-14]。因此医院工程师若能熟练地掌握设备的运行原理及工作原理，在故障的排除及维修的过程中及时了解设备的工作状态，就可以通过故障现象判断可能出现的故障点，再本着先易后难的思路逐一排除可能的故障点，就可以节约维修时间，为诊疗工作的正常进行提供有力保障。

在GE Voluson E8 出现图像相关故障时，工程师应当首先考虑图像处理的部分，如显卡或RFI 板，而显卡故障又可能导致设备无法开机。因此出现设备无法开机或者开机后图像有问题时应首先排除显卡故障，然后再依次排查其他板件，进而通过设备的不同表现来判断设备的故障点，这样可以节省较多的维修时间，从而为使用科室节省维修成本和时间成本。除此之外，因医院工程师缺少厂家工程师的检测软件秘钥和检测设备，所以在故障的分析与排除过程中可通过更换同型号设备的相关元器件，运用替代法来判断是否是此元件出现的故障[15-16]。

本文分享的几则维修案例均属于设备图像故障，在维修过程中也可以借助外部设备来判断设备的板件是否存在故障，如超声设备旁的工作站电脑可以判断设备PC 端显卡等板件是否存在故障，工作站的显示器可以判断超声设备显示器是否存在问题。希望本文所提供的维修思路能为广大医工同行提供一定的参考，为日常设备的维修工作带来帮助。