B型超聲儀工作原理與故障診斷
超聲波是一種超出人耳聽力范圍的聲波，發(fā)射頻率在2萬赫茲以上，通過人體組織后反射回來顯示在熒光屏上,，形成很多亮暗不一的光點，構(gòu)成一幅切面圖像來診斷疾病,。由于它采用灰度調(diào)劑,，這種切面超聲顯像的第一英語字母為“B”，因此稱為B型超聲波,。在臨床診斷上,，超聲診斷具有無侵襲，不影響人體,，適應(yīng)性廣等優(yōu)點,，目前已成為不可缺少的手段，特別是以超聲圖像技術(shù)為基礎(chǔ)的B型超聲系統(tǒng)已成為普遍使用的醫(yī)學(xué)檢查手段,，在臨床各領(lǐng)域的應(yīng)用較為廣泛,。但由于B超系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、故障頻繁,，設(shè)備引進時多數(shù)沒有配備維修手冊,，這就給設(shè)備維修帶來了很大的困難。
一,、B型超聲儀的結(jié)構(gòu)與原理
目前常用的B超系統(tǒng)的掃描方式可分為線陣掃描和相控扇掃兩種,。線陣掃描B超系統(tǒng)的基本原理是將若干組超聲換能器依直線排列，由控制系統(tǒng)控制,，連續(xù)依次激勵各組換能器,，形成掃描波束，換能器接收回波信號,。當前一組換能器完全接收回波后,，下一相鄰組換能器才開始工作。同時,，采用相控技術(shù)進行波束聚焦,，使得回波信號得到增強，并將其送到信號處理系統(tǒng),，信號處理系統(tǒng)再將回波信號根據(jù)需要進行處理后,，變成視頻信號輸出，供給顯示器,，圖像記錄儀進行記錄,。
相控扇掃B超系統(tǒng)的原理與線陣掃描B超系統(tǒng)的原理相同,，不同之處只是換能器的掃描控制方式。相控扇掃是利用控制器,，按特定的時差規(guī)律順序,，使換能器被等級差時間延遲的激勵脈沖激發(fā)發(fā)射超聲波，通過不同相位超聲波的功率疊加,，形成特定角度的波束,，改變各換能器的發(fā)射相位差，可以使波束角度改變,，形成扇掃波束,。
現(xiàn)以相控陣超聲系統(tǒng)為例，分析B型超聲系統(tǒng)的主要結(jié)構(gòu)和原理,。其可分為兩大部分,，控制系統(tǒng)部分和成像系統(tǒng)部分?？刂破飨到y(tǒng)部分是整個系統(tǒng)的控制中心,，它接受操作者的控制命令。成像系統(tǒng)又由掃描器子系統(tǒng)和掃描轉(zhuǎn)換器子系統(tǒng)兩部分組成,，在掃描器子系統(tǒng)分配器單元及前端處理器單元能根據(jù)需要選擇相應(yīng)的探頭,，對探頭發(fā)送激勵電壓，并且接受相應(yīng)的回波信號,。延時電路是掃描器的心臟部分,，它分成粗延時和細延時兩部分，提供發(fā)射和接收時聚焦和相控所需要的延時,，圖像檢測電路和多普勒檢測電路包括二維M方式下成像所需要的所有濾波和檢測電路，以及對多普勒信號和血流信號進行檢測處理,，產(chǎn)生的超聲回波合成信號供給掃描轉(zhuǎn)換器子系統(tǒng)進行進一步處理,。TGC電路(見圖1)產(chǎn)生對應(yīng)于TGC前控制面版上設(shè)定的電壓并為延時電路提供時鐘信號。掃描器通過RS232與其他子系統(tǒng)通訊,。
圖1 典型的TGC 電路
掃描轉(zhuǎn)換器子系統(tǒng)由以下部分組成： (1)掃描器I／O接口電路,； (2)多普勒處理器單元； (3)彩色血流處理器電路對從掃描器I／O電路接收到的數(shù)字化血流信號進行檢測,，然后把血流信號和二維信號疊加在一起,； (4)M方式、生理頻譜電路把M方式生理信號,、多普勒等數(shù)字信號,，根據(jù)需要進行處理后，送入視頻I／O接口板,； (5)坐標變換電路利用特定的算法將聲數(shù)據(jù)的報坐標信號變換成光輸出的直角坐標信號,； (6)圖像存儲器單元用于存儲圖像信號,，供給視頻輸入輸出電路； (7)圖像處理單元,； (8)視頻輸入／輸出電路將各種圖像,、字符、信號合成輸出到彩色監(jiān)視器供操作者觀察,，同時向視頻打印機和錄像機提供視頻信號,。
二、B型超聲儀常見故障的診斷與檢修
一般來講,，根據(jù)系統(tǒng)的自檢程序提供的錯碼,，分析系統(tǒng)信號流程和電路原理，并根據(jù)操作者對故障的描述或結(jié)合維修經(jīng)驗進行綜合判斷,。
故障1死機現(xiàn)象
例如,，一臺日立EVB一515超聲診斷儀，開機有光柵,，但干擾多,，按面板一直有死機現(xiàn)象，彩色多普勒部分無法調(diào)節(jié),。
原因診斷經(jīng)初步分析,，故障原因可能出自面板控制鍵及鍵控轉(zhuǎn)換電路，以及傳輸線,，接插頭等部分,，但檢查均未發(fā)現(xiàn)問題，繼而對DSC部分進行檢查,，如果緩單元的D／A轉(zhuǎn)換器有故障,，也會導(dǎo)致上述故障。打開機器后板,，測得緩單元供電電壓為4．7V,，疑電路有短路，仔細檢查DSC單元各塊電路板,，亦未發(fā)現(xiàn)故障元件,，但每塊電路板上均積有大量灰塵，加之南方濕度大,，從而引起元件插腳局部短路,，這是造成此故障的原因。
排除方法辦法是清除灰塵,，除塵后重新裝上,，再試機，機器正常,。
故障2探頭有問題
一些故障是由于操作及工作負荷大引起的,。如一臺東芝340經(jīng)常出現(xiàn)屏幕顯示T／R ERROR!Please Power of,。
原因診斷檢查電源部分正常，但發(fā)現(xiàn)探頭有問題,，由于負荷大,，探頭線有扭曲導(dǎo)致內(nèi)部線路隱斷。
排除方法更換探頭,，隨即正常,。
故障3無反射波，圖像靈敏度低
有些故障可能會有其它原因引起,。一臺日立EVB一405超聲診斷儀,，現(xiàn)象掃描線有部分無反射波，圖像靈敏度低,。
原因診斷機器出現(xiàn)此類故障可能原因有： (1)超聲探頭不良,； (2)發(fā)射電路工作不正常。
排除方法采用排查分析法,，換用備用探頭,，亦出現(xiàn)同樣情況。再考慮發(fā)射脈沖產(chǎn)生電路工作是否正常,。檢測接線頭,，發(fā)現(xiàn)電壓輸出正常。用示波器逐一檢查發(fā)射激勵脈沖波形,，發(fā)現(xiàn)沒有脈沖輸出,，進一步檢測發(fā)現(xiàn)場效應(yīng)晶體管已燒毀，更換參數(shù)相同的場效應(yīng)管,，通電后,，掃描完整，靈敏度提高,，
故障排除,。
故障g 圖像常出現(xiàn)復(fù)影像干擾
例如，一臺AlokaSSD一620B超儀,，其圖像常出現(xiàn)一些不同程度的復(fù)影像干擾，但主機的其它部分正常,。
原因診斷此故障可能出在與B超成像相關(guān)的發(fā)收電路,、數(shù)字掃描變換器和圖像處理的控制信號發(fā)生器電路范圍內(nèi)。
排除方法更采用電路分析排除法,，發(fā)現(xiàn)故障在發(fā)放電路及相關(guān)控制電路中,。先用示波器檢查該部分電路懂得相關(guān)控制信號，重點檢測主機EP2536板場效管的脈沖輸出信號及工作電壓,，以及EP2539電路上的高壓掃描控制信號發(fā)生器電路,，再斷于這兩個信號的輸出端,，然后開啟主機觀察，發(fā)現(xiàn)復(fù)影現(xiàn)象消失,，說明該部分電路中的HIC6和HIC9集成片已損壞,。更換上同型號的配件后，整個B超圖像清晰完整,，各項技術(shù)指標正常,。
三、結(jié)語
以超聲圖像技術(shù)為基礎(chǔ)的B型超聲系統(tǒng)作為醫(yī)院最基本的檢查設(shè)備之一,，已被廣泛使用于臨床診斷及科研領(lǐng)域,。由于B超儀各自的使用環(huán)境和保養(yǎng)不同，在長期使用后會產(chǎn)生各種故障現(xiàn)象,。尤其是在廠家沒有配備任何圖紙和技術(shù)資料,，且主機的電路設(shè)計及工藝技術(shù)較為復(fù)雜的情況下，常常給故障診斷檢測及維修帶來困難,。而且,，從多數(shù)醫(yī)院B超使用狀況來看，工作負荷較大,，工作環(huán)境較差是造成機器故障的重要原因,。因此，弄清B超儀的工作原理,，掌握常見的故障排除方法,，并做好日常的維護保養(yǎng)工作，改善設(shè)備的環(huán)境,，對于保養(yǎng)和維修B超機的工程技術(shù)人員來說,，即使在沒有任何資料和圖紙的情況下，也可以快捷完全地修復(fù)B超儀器,。這不僅是保障設(shè)備的正常運行,，減少故障率的重要手段，也是工程技術(shù)人員必須練就的基本功,。
