GE INNOVA 系列数字减影血管造影机电力电器电源故障分析与处理

李运运，郑天雷（通信作者），陈飞宇，张仕锦，沙俊诚，耿诗

徐州医科大学附属医院 （江苏徐州 221004）

随着影像技术的发展，数字减影血管造影机（digital subtraction angiography machine，DSA）因其在血管成像领域的独特优势，被广泛应用于血管、肿瘤等多种疾病的诊断和治疗中[1-3]。近年来，随着各级诊疗机构胸痛中心、卒中中心的建立，DSA 设备作为必要的诊疗设备被大量购置。但随着DSA 设备数量不断增加，由于其体积庞大、设计精密、结构复杂，且使用时间过长，故障率也逐渐增加，其中以电源故障最为常见[4]。我院介入导管室目前共有5 台INNOVA 系列DSA 设备。INNOVA系列DSA 设备是一款性能优良的通用型C 臂全数字化平板探测器血管造影系统，拥有术中射线低剂量功能和独有的多模态影像融合技术，可优化医师手术操作，提高手术效率[5]。电力配电器（power distribution box，PDB）电源是INNOVA 系列DSA设备中所有子系统的供电单元。随着DSA 设备使用年限延长，PDB 电源故障频发，一旦电源发生故障将导致整个DSA 系统无法运行[6]。本研究从PDB 电源的原理出发，整理并总结了两例PDB 电源故障及处理情况，为同行提供参考。

1 INNOVA 系列DSA 设备PDB 电源结构

根据实物和技术手册，使用Altium Designer 22 电路设计软件绘制INNOVA 系列DSA 设备的PDB 电源电路原理图（图1）。PDB 电源的工作原理：当医院的380 V 三相交流电源接通后，电路走向分为2 路，一路供给20 kVA 不间断电源（uninterruptible power supply，UPS），UPS 输 出380 V 交 流 电 供给JEDI，同时UPS 也输出230 V 交流电到变压器TR3，TR3 变压输出24 V 交流电24 VAC_P 到Total OFF 模块，并激活继电器K6，给C1F 提供信号；另一路PDB 电源进行相序检测，如相序正常，400 V 交流电会通过S4 常闭开关输入到TR1 变压器，在TR1 变压器初级并联的电容C2 和电阻R1 形成RC 滤波回路，消除电路中的尖锐部分，产生24 V 交流电，经急停开关EPO1、EPO2（在正常工作时是闭合状态，一旦出现异常情况，可直接切断24 V 交流电向后续电路的供应），通过急停开关EPO1、限流电阻R8 和电阻R3 驱动K5 继电器吸合，同时K5 继电器也会驱动开关S4 转向常开触点，切换供电方式；24 V 交流电还通过常闭开关PDB Start 向继电器K1 供电，驱动继电器K1 吸合；在点击Console On 开关后，24 V 交流电通过电阻R2 向电容C1、C3、C7 充电，JEDI 检测到电容C3 的电压信号满足条件后，开始上电，电容C7 给C1F 提供电压信号，驱动系统给导管床、1 号机柜、2 号机柜、水冷供电，完成启动。

图1 PDB 电源模块电路原理图

2 故障案例

2.1 故障一

2.1.1 故障现象

DSA 设备突然断电，再次点击PDB 电源的Start 按键，机器无任何反应。

2.1.2 故障分析与处理确认为PDB 电源故障后，在排查过程中发现，F7 保险管（图1 箭头处）熔断，更换后，故障解决，DSA 设备可正常使用。但设备工作数周后，F7 保险管再次熔断，根据故障情况可推断出，导致F7保险管反复熔断的原因为后端电路电流过大。通过分析PDB 电源电路原理图可知，在K5 驱动开关S4 转向常开触点，切换供电方式后，TR1 变压器是其中一路的主要负载。TR1 变压器初级并联20 μF 电容C2（图2 圈内所示）和功率电阻R1 共同构成RC 滤波回路，在排查中发现20 μF 电容C2 触点烧焦，导致RC 滤波回路失效，电流波动增大，导致F7 保险管熔断，在更换20 μF 电容C2 后，故障解决。

图2 前端保护稳压电容

2.2 故障二

2.2.1 故障现象

DSA 设备每周均会不定期出现无法曝光现象，系统提示“Lateral JEDI Power Fail”，但重新开机后设备可恢复正常。

2.2.2 故障分析与处理

因JEDI 是DSA 设备的高频高压解决方案[7-8]，排查发现JEDI 无电压，结合电路原理图排查JEDI接线，未发现异常；检查JEDI 供电前端，发现故障应在PDB 电源部分和JEDI 相关供电部分。R110 继电器（图3 框内所示）、P110 电流检测线圈（图4 框内所示）与JEDI 供电电路连接，P110 电流检测线圈的功能是检测线路电流并将信号反馈到R110 继电器上，当线路电流过大时，可驱动R110 继电器动作，保护JEDI[9-10]。维修中发现，设备报错时，R110 继电器亮橙色灯，与设备正常工作时亮绿色灯的状态不一致，高度怀疑R110 继电器和P110 电流检测线圈性能下降导致偶发故障，更换R110 继电器和P110 电流检测线圈，故障解决。

图3 R110 继电器

图4 P110 电流检测线圈

3 总结

在各类介入手术操作中，DSA 作为核心设备有着十分重要的作用，其中PDB 电源的运行状况直接关系到整个DSA 设备的正常使用。同时，电源安全也与介入手术医患双方的生命健康及安全密不可分。在面对INNOVA 系列DSA 设备的PDB电源故障时，医学工程师可根据电源原理图结合故障现象，全方位系统地分析故障来源，拟定可行的解决方案，以便快速解决设备故障，保障临床一线工作顺利开展。针对此类高端仪器，要求工程师一定要细致、用心地掌握各类元器件和提示报警电路的工作原理，并且做好后期的故障维护经验整理工作，高效快速地解决临床遇到的各类设备故障问题，更好地保障医院医疗诊治工作的正常开展。