西门子Symphony P 1.5T 磁共振成像仪计算机系统升级方案

帅海涛，田君鹏

（1.联勤保障部队第900 医院采购管理科，福州 350002；2.联勤保障部队第909 医院医学工程科，福建漳州 363000）

0 引言

磁共振成像仪是现代医学检查的重要设备之一，可对全身各个系统进行扫描，具有多参数成像以及软组织分辨力高的特点。磁共振成像仪为高端医疗设备，引进费用相当昂贵，因此一台磁共振成像仪往往需要“服役”十几年，有的甚至达到20 a，给设备维护带来了挑战，需要工程师针对其使用特点进行维护保养以及升级改造。本文介绍我院1 台使用14 a 的磁共振成像仪的计算机软硬件系统升级方案，以为同行提供参考。

1 设备状况

我院于2006 年底引进一台西门子Symphony P 1.5T 磁共振成像仪，该设备的计算机硬件采用富士通生产的R630 型主控计算机和图像重建计算机，软件采用Syngo VA25A 软件版本。多年以来，该设备虽经历过大大小小数次维修及更换相关备件，但从未更换过计算机系统硬件和升级操作系统软件。目前，西门子公司已停止生产该机型，且对该型号的计算机硬件系统也已停止服务。近段时期该设备的软件系统在运行中出现卡顿、运行不畅，偶见开机时计算机系统无法启动等故障，主要为计算机系统硬件老化所致，一旦计算机系统软硬件发生故障，则会导致整体停机且缺乏维修备件，因此存在巨大风险隐患[1]。为了解决该设备运行安全隐患，故而考虑对计算机系统软硬件进行整体升级。

2 原有计算机系统功能分析

Symphony 系列磁共振成像仪是西门子于1997年推出的早期1.5T 超导磁共振成像设备，该系列设备采用了当时先进的集成全景阵列（integrated panoramic array，IPA）线圈技术，可以同时接收多个线圈的信号，大大方便了操作人员，更是在图像质量上取得了质的突破[2]。该系列设备采用的软件系统版本为Syngo，尽管随着所采用计算机硬件的升级，软件系统经历过多个版本的优化，但一直使用的都是Syngo的升级版本。

西门子Symphony P 1.5T 磁共振成像仪的计算机系统可分为主控计算机和图像重建计算机两大部分，主控计算机负责控制各个子系统的运行以及各子系统之间的相互通信；图像重建计算机主要是对采集到的患者的原始数据进行计算、整理，形成可视化的DICOM 影像[2]。整个计算机系统又可以分为软件系统和硬件系统，此次系统升级不仅对硬件系统进行升级，同时也对软件系统进行版本优化。

2.1 主控计算机硬件构成及功能

主控计算机的硬件构成除常规计算机系统的硬件以外，还装有由4 块硬盘及磁盘阵列卡组成的磁盘阵列以及1 块串行通信卡，串行通信卡用于连接系统其他串行设备，如串口分配器、主控开关、急停开关等。除主板自带网卡外，还额外增配了1 块网卡，分别用于主控计算机与磁共振成像仪其他硬件的内部通信，以及实现与医院网络连接的外部通信[3]。

2.2 图像重建计算机硬件构成及功能

图像重建计算机的硬件构成除常规计算机系统的硬件外，还装有1 块磁盘阵列和1 块数据采集卡。磁盘阵列卡的功能是将几块硬盘组成磁盘阵列，当其中1 块硬盘损坏时，数据不会丢失，可以有效保护数据的安全。数据采集卡的功能是接收电子控制柜处理过的磁共振扫描反馈信号，并进行数据重建[4]。

2.3 磁共振成像仪信号传输流程

操作人员按下主控开关，经由串口分配器控制计算机系统及其他硬件系统启动。进行扫描时，操作人员通过主控计算机选择、发送扫描序列方案，经网络设备传输至MPCU（机架中央处理器），MPCU 将指令分解后控制扫描部分的射频、梯度，完成扫描，并接收信号传输至电子控制柜，然后进行数据处理并传输至图像重建计算机，最后完成数据重建、传输并显示在主控计算机上[5-6]。紧急情况下可以通过急停开关关停整个设备。磁共振成像仪控制信号传输流程如图1 所示。

图1 磁共振成像仪控制信号传输流程示意图

3 解决方案

计算机系统整体升级主要是进行硬件升级，将原有使用十几年的主控计算机和图像重建计算机更换为新型号计算机，并同步升级软件系统。由于R630、M450 型计算机已经停止生产，并且厂家也不提供服务，选择目前厂家使用的另一系列主机HP Z400 型计算机，软件版本选择VA30（VA30 版本也是用在Symphony 系列磁共振成像仪的操作控制系统[7]）。

3.1 更新计算机系统的硬件组成

准备2 台惠普Z400 型计算机，其硬件配置如下：CPU 为IntelXeonW3505；内存为8GiB；显卡为GeFore 9800 GT；硬盘为3 块SATA 接口的500 GiB 硬盘；磁盘阵列卡1 块，由磁盘阵列卡和3 块硬盘组成磁盘阵列。主控计算机需要额外加装1 块独立网卡和1 块串行通信卡（如图2 所示），图像重建计算机需加装1 块数据采集卡（如图3 所示）。如果串行通信卡和数据采集卡难以购买，可将原有计算机系统内的串行通信卡和数据采集卡移植至新的计算机系统内。

图2 串行通信卡

图3 数据采集卡

3.2 更新计算机系统的软件组成

准备VA30 安装光盘1 套，以及在HP 官方网站下载Z400 型计算机的驱动系统1 套。

3.3 软件系统安装及设备驱动

在该设备正常开机的状态下将Syngo 系统的用户配置文件进行备份，包括系统参数及序列参数配置，备份完成后正常关机。拆除计算机系统与设备之间的连线后移除主控计算机及图像重建计算机。

将准备就绪的2 台计算机分别连线安装到主控计算机位置和图像重建计算机位置，接通电源后启动计算机，分别安装主控计算机及图像重建计算机的软件系统，具体步骤如下：

（1）安装主控计算机软件系统。开机后设置计算机基本输入输出系统（basic input output system，BIOS），并将启动方式更改为光驱启动，然后将VA30 主控计算机软件放入主控计算机光驱安装系统。系统安装基本为自动运行，安装过程中按照安装程序提示完成相应选项选择即可。若干次自动重启后，系统程序会停在登录界面，用管理员账号登录后进入系统。将准备好的Z400 型计算机驱动程序拷贝到硬盘驱动临时目录，手动安装显卡驱动并重启生效。待系统再次启动后，在设备管理器界面下安装相应硬件的驱动升级程序，务必确保所有硬件均已正确识别且顺利驱动。系统重启并进入到管理员界面，将之前备份的系统配置文件及序列参数配置还原到新安装的主控计算机。还原完毕后重启生效，启动Syngo 系统。

（2）安装图像重建计算机软件系统。开机后更改BIOS 并将启动方式设置为光驱启动，然后插入图像重建计算机软件安装光盘自动安装软件系统。安装完成后检查系统是否生成了若干个Rawexchange 和MattauchBuffer 文件，以从侧面判断系统安装是否成功。之后与主控计算机一样，安装所有的硬件驱动程序，保证所有硬件顺利驱动[8]。

（3）2 台计算机软件系统全部安装完毕后关机重启，观察计算机系统能否正常启动。进入Syngo 系统后进行测试扫描，运行水膜检查程序，确认系统是否工作正常。系统运行正常后需重新运行一遍系统调试程序Tune up 和QA 的全部调试内容。调试全部完成后备份系统数据，并用GHOST 完成硬盘备份。

4 小结

通过对计算机系统软硬件的升级，不仅可以解决因计算机设备老旧，难以找到相应备件的安全隐患，还可以大幅提高磁共振设备的整体性能，使得设备可以继续“服役”在医疗岗位上[9]。对于磁共振设备的升级和维护，工程技术人员除了需要掌握该设备的相关知识，还需要在日常维修中总结、积累维修经验，并主动研究系统升级的解决方案。本次自主完成计算机软硬件系统升级不仅为医院节省了100 余万元的升级费用，还为其他型号磁共振设备计算机系统软硬件的升级提供了参考。