B超維修經(jīng)驗(yàn)談
超聲診斷具有無侵襲、不影響人體,、適應(yīng)性廣等優(yōu)點(diǎn),，目前它已成為臨床診斷上不可缺少的手段,，特別是以超聲圖像技術(shù)為中心的B型超聲系統(tǒng)已成為普遍使用的醫(yī)學(xué)檢查手段,，在臨床各個(gè)領(lǐng)域中的應(yīng)用已趨廣泛，它作為一種主要的診療手段,，顯示了在各類疾病的應(yīng)用價(jià)值,。由于B超系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，故障頻繁,，設(shè)備引進(jìn)時(shí)多數(shù)沒有維修手冊(cè),，給設(shè)備維修帶來了很大困難。本文通過了解B超儀的工作原理,，詳細(xì)分析系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)和信號(hào)流程,，以使讀者能夠判斷故障點(diǎn)并予以排除。
1 超聲系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與原理分析
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(lì)各組換能器,，形成掃描波束。同時(shí),，換能器接收回波信號(hào),。當(dāng)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(shí),，采用相控技術(shù)進(jìn)行波束聚焦，使得回波信號(hào)得到增強(qiáng),，并將其送到信號(hào)處理系統(tǒng),，信號(hào)處理系統(tǒng)再將回波信號(hào)根據(jù)需要進(jìn)行處理后，變成視頻信號(hào)輸出,，供給顯示器,，圖像記錄儀進(jìn)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(shí)差規(guī)律順序,，使換能器被等級(jí)差時(shí)間延遲的激勵(lì)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,。
下面就以相控陣超聲系統(tǒng)為例,，分析B型超聲系統(tǒng)的主要結(jié)構(gòu)和原理?？煞譃閮纱蟛糠?，即控制系統(tǒng)部分和成像系統(tǒng)部分?？刂破飨到y(tǒng)部分是整個(gè)系統(tǒng)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(duì)探頭發(fā)送激勵(lì)電壓，并且接受相應(yīng)的回波信號(hào),，延時(shí)電路是掃描器的心臟部分,，它分成粗延時(shí)和細(xì)延時(shí)兩部分，提供發(fā)射和接收時(shí)聚焦和相控所需要的延時(shí),。圖像檢測(cè)電路和多普勒檢測(cè)電路包括二維M方式下成像所需要的所有濾波和檢測(cè)電路,，以及對(duì)多普勒信號(hào)和血流信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)處理，產(chǎn)生的超聲回波合成信號(hào)供給掃描轉(zhuǎn)換器子系統(tǒng)進(jìn)行進(jìn)一步處理,。
TGC電路產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于TGC前控制面版上設(shè)定的電壓并為延時(shí)電路提供時(shí)鐘信號(hào),。掃描器通過RS232與其他子系統(tǒng)通訊。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(duì)從掃描器I／O電路接收到的數(shù)字化血流信號(hào)進(jìn)行檢測(cè),，然后把血流信號(hào)和二維信號(hào)疊加在一起；④M方式,、生理頻譜電路把M方式生理信號(hào),、多普勒等數(shù)字信號(hào)，根據(jù)需要進(jìn)行處理后,，送人視頻I／O接口板,；⑤坐標(biāo)變換電路利用特定的算法將聲數(shù)據(jù)的報(bào)坐標(biāo)信號(hào)變換成光輸出的直角坐標(biāo)信號(hào)；⑥圖像存儲(chǔ)器單元用于存儲(chǔ)圖像信號(hào),，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(hào)合成輸出到彩色監(jiān)視器供操作者觀察。同時(shí)向視頻打印機(jī)和錄像機(jī)提供視頻信號(hào),。
2 B超系統(tǒng)常見故障的檢查與檢修
根據(jù)系統(tǒng)的自檢程序提供的錯(cuò)碼,，分析系統(tǒng)信號(hào)流程和電路原理，并根據(jù)操作者對(duì)故障的描述,，結(jié)合維修實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)綜合判斷,。本人曾經(jīng)修復(fù)過一臺(tái)日立EVB一515超聲診斷儀，開機(jī)有光柵,，但干擾多,，按面板一直有死機(jī)現(xiàn)象，彩色多普勒部分無法調(diào)節(jié),。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(duì)DSC部分進(jìn)行檢查,，如果緩單元的D／A轉(zhuǎn)換器有故障,，也會(huì)導(dǎo)致上述故障。打開機(jī)器后社區(qū)醫(yī)學(xué)雜志2007年第5卷第3期(上板,，測(cè)得緩單元供電電壓為4．7 V,，疑電路有短路，仔細(xì)檢查DSC單元各塊電路板,，亦未發(fā)現(xiàn)故障元件,。但見每塊電路板上均積有大量灰塵,，加之夏季濕度大,，故而引起元件插腳局部短路,，考慮故障系由此造成。除塵后重新裝上,，再試機(jī),，機(jī)器正常。
有些故障是于操作及工作負(fù)荷大引起,。如我院一臺(tái)東芝340經(jīng)常出現(xiàn)屏幕顯示：“T／R ERROR!Please Poweroff”,，檢查電源部分正常，但發(fā)現(xiàn)探頭有問題,。由于負(fù)荷大,，探頭線有扭曲，導(dǎo)致內(nèi)部線路隱斷,，更換探頭后正常,。
曾修日立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,。機(jī)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,。采用排查分析法,，換用備用探頭，亦出現(xiàn)同樣情況,?？紤]發(fā)射脈沖產(chǎn)生電路工作是否正常。檢測(cè)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(lì)脈沖波形，發(fā)現(xiàn)沒有脈沖輸出,，進(jìn)一步檢測(cè)發(fā)現(xiàn)場(chǎng)效應(yīng)晶體管已燒毀,，更換參數(shù)相同的場(chǎng)效應(yīng)管，通電后,。掃描完整,，靈敏度提高，故障排除,。
從大多數(shù)醫(yī)院B超使用狀況來看,，工作負(fù)荷較大、工作環(huán)境較差是造成設(shè)備故障的重要原因,，所以要做好日常維護(hù)保養(yǎng)工作,，改善設(shè)備的環(huán)境，保障設(shè)備正常運(yùn)行,，減少故障率,，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益的提高,。
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超聲診斷具有無侵襲、不影響人體,、適應(yīng)性廣等優(yōu)點(diǎn),，目前它已成為臨床診斷上不可缺少的手段,，特別是以超聲圖像技術(shù)為中心的B型超聲系統(tǒng)已成為普遍使用的醫(yī)學(xué)檢查手段,，在臨床各個(gè)領(lǐng)域中的應(yīng)用已趨廣泛，它作為一種主要的診療手段,，顯示了在各類疾病的應(yīng)用價(jià)值,。由于B超系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，故障頻繁,，設(shè)備引進(jìn)時(shí)多數(shù)沒有維修手冊(cè),，給設(shè)備維修帶來了很大困難。本文通過了解B超儀的工作原理,，詳細(xì)分析系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)和信號(hào)流程,，以使讀者能夠判斷故障點(diǎn)并予以排除。
1 超聲系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與原理分析
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(lì)各組換能器,，形成掃描波束。同時(shí),，換能器接收回波信號(hào),。當(dāng)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(shí),，采用相控技術(shù)進(jìn)行波束聚焦，使得回波信號(hào)得到增強(qiáng),，并將其送到信號(hào)處理系統(tǒng),，信號(hào)處理系統(tǒng)再將回波信號(hào)根據(jù)需要進(jìn)行處理后，變成視頻信號(hào)輸出,，供給顯示器,，圖像記錄儀進(jìn)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(shí)差規(guī)律順序,，使換能器被等級(jí)差時(shí)間延遲的激勵(lì)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,。
下面就以相控陣超聲系統(tǒng)為例,，分析B型超聲系統(tǒng)的主要結(jié)構(gòu)和原理?？煞譃閮纱蟛糠?，即控制系統(tǒng)部分和成像系統(tǒng)部分?？刂破飨到y(tǒng)部分是整個(gè)系統(tǒng)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(duì)探頭發(fā)送激勵(lì)電壓，并且接受相應(yīng)的回波信號(hào),，延時(shí)電路是掃描器的心臟部分,，它分成粗延時(shí)和細(xì)延時(shí)兩部分，提供發(fā)射和接收時(shí)聚焦和相控所需要的延時(shí),。圖像檢測(cè)電路和多普勒檢測(cè)電路包括二維M方式下成像所需要的所有濾波和檢測(cè)電路,，以及對(duì)多普勒信號(hào)和血流信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)處理，產(chǎn)生的超聲回波合成信號(hào)供給掃描轉(zhuǎn)換器子系統(tǒng)進(jìn)行進(jìn)一步處理,。
TGC電路產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于TGC前控制面版上設(shè)定的電壓并為延時(shí)電路提供時(shí)鐘信號(hào),。掃描器通過RS232與其他子系統(tǒng)通訊。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(duì)從掃描器I／O電路接收到的數(shù)字化血流信號(hào)進(jìn)行檢測(cè),，然后把血流信號(hào)和二維信號(hào)疊加在一起；④M方式,、生理頻譜電路把M方式生理信號(hào),、多普勒等數(shù)字信號(hào)，根據(jù)需要進(jìn)行處理后,，送人視頻I／O接口板,；⑤坐標(biāo)變換電路利用特定的算法將聲數(shù)據(jù)的報(bào)坐標(biāo)信號(hào)變換成光輸出的直角坐標(biāo)信號(hào)；⑥圖像存儲(chǔ)器單元用于存儲(chǔ)圖像信號(hào),，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(hào)合成輸出到彩色監(jiān)視器供操作者觀察。同時(shí)向視頻打印機(jī)和錄像機(jī)提供視頻信號(hào),。
2 B超系統(tǒng)常見故障的檢查與檢修
根據(jù)系統(tǒng)的自檢程序提供的錯(cuò)碼,，分析系統(tǒng)信號(hào)流程和電路原理，并根據(jù)操作者對(duì)故障的描述,，結(jié)合維修實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)綜合判斷,。本人曾經(jīng)修復(fù)過一臺(tái)日立EVB一515超聲診斷儀，開機(jī)有光柵,，但干擾多,，按面板一直有死機(jī)現(xiàn)象，彩色多普勒部分無法調(diào)節(jié),。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(duì)DSC部分進(jìn)行檢查,，如果緩單元的D／A轉(zhuǎn)換器有故障,，也會(huì)導(dǎo)致上述故障。打開機(jī)器后社區(qū)醫(yī)學(xué)雜志2007年第5卷第3期(上板,，測(cè)得緩單元供電電壓為4．7 V,，疑電路有短路，仔細(xì)檢查DSC單元各塊電路板,，亦未發(fā)現(xiàn)故障元件,。但見每塊電路板上均積有大量灰塵,，加之夏季濕度大,，故而引起元件插腳局部短路,，考慮故障系由此造成。除塵后重新裝上,，再試機(jī),，機(jī)器正常。
有些故障是于操作及工作負(fù)荷大引起,。如我院一臺(tái)東芝340經(jīng)常出現(xiàn)屏幕顯示：“T／R ERROR!Please Poweroff”,，檢查電源部分正常，但發(fā)現(xiàn)探頭有問題,。由于負(fù)荷大,，探頭線有扭曲，導(dǎo)致內(nèi)部線路隱斷,，更換探頭后正常,。
曾修日立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,。機(jī)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,。采用排查分析法,，換用備用探頭，亦出現(xiàn)同樣情況,?？紤]發(fā)射脈沖產(chǎn)生電路工作是否正常。檢測(cè)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(lì)脈沖波形，發(fā)現(xiàn)沒有脈沖輸出,，進(jìn)一步檢測(cè)發(fā)現(xiàn)場(chǎng)效應(yīng)晶體管已燒毀,，更換參數(shù)相同的場(chǎng)效應(yīng)管，通電后,。掃描完整,，靈敏度提高，故障排除,。
從大多數(shù)醫(yī)院B超使用狀況來看,，工作負(fù)荷較大、工作環(huán)境較差是造成設(shè)備故障的重要原因,，所以要做好日常維護(hù)保養(yǎng)工作,，改善設(shè)備的環(huán)境，保障設(shè)備正常運(yùn)行,，減少故障率,，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益的提高,。
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