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GE Discovery XR656 DR硬件概述及全景成像功能故障分析及排除

2019-10-15 05:41:30張行坤劉紅光李偉凱
中國醫(yī)療設(shè)備 2019年10期
關(guān)鍵詞:全景備份應(yīng)用程序

張行坤,劉紅光,李偉凱

1.青島市中心醫(yī)院 醫(yī)技部,山東 青島 266042;2.青島市婦女兒童醫(yī)院 醫(yī)學(xué)影像科,山東 青島 266034

引言

Discovery XR656 DR基于全新Discovery科研功能平臺、全新數(shù)字無線UWB(Ultra-Wideband超寬帶)、平板探測器Flash Pad,可實現(xiàn)優(yōu)越的量子捕獲效率和信噪比,并實現(xiàn)了獨有Volume RAD容積成像、雙能成像、全景成像、組織均衡等功能,突破了前后組織信息重疊的二維投影影像,在呼吸、骨骼、泌尿系統(tǒng)的影像學(xué)診斷上頗具優(yōu)勢,可大大提高傳統(tǒng)放射科的工作效率,充分展現(xiàn)了放射學(xué)全數(shù)字化無限發(fā)展的前景。該設(shè)備自動化水平極高,且存在大量復(fù)雜的系統(tǒng),需要用到計算機技術(shù)、電子信息技術(shù)等不同方面的知識,對維修技術(shù)人員自身的工作水平和能力提出更高的要求[1-4]。本文主要簡介GE Discovery XR656 DR系統(tǒng)硬件及全景拼接功能,并分享了一例全景拼接功能故障的分析及排除過程,供同行參考。

1 Discovery XR656 DR系統(tǒng)硬件及全景拼接功能概述

1.1 Discovery XR656 DR系統(tǒng)硬件概述

DR是Digital radiography 的簡稱,即“數(shù)字放射成像系統(tǒng)”?,F(xiàn)在普遍應(yīng)用的DR主要是采用平板探測口對X線產(chǎn)生的圖像信號進行掃描和直接讀出,成像原理是先將X線信號轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢姽馔ㄟ^利用硒層或碘化銫-光電2極管組成的藻膜層進行聚集,由專門的讀出電路直接讀出直接把X線光子轉(zhuǎn)換成模擬電壓供數(shù)字化后送計算機系統(tǒng)進行處理,所有過程全部在平板探測器內(nèi)完成。Discovery XR656 DR系統(tǒng)由多個主要組件和子組件構(gòu)成。如圖1所示系統(tǒng)主要組件有采集工作站、射線管高位托架(OTS)、球管、系統(tǒng)柜(含高壓發(fā)生器)、數(shù)字化探測器(兩套GE Flash Pad)、數(shù)字化掃描床和墻架。

圖1 Discovery XR656 DR主要系統(tǒng)組件

采集工作站配備有專用計算機和圖像數(shù)據(jù)庫及放射控制接口模塊(Radiation Control Interface Module,RCIM)和控制臺手控開關(guān),使用控制臺手控開關(guān)可進行曝光,RCIM主要用于控制系統(tǒng)的電源和復(fù)位功能。采集工作站主要進行圖像采集,圖像顯示和操作并通過DICOM標(biāo)準(zhǔn)傳輸?shù)狡渌ぷ髡?。射線管高位托架(OTS)是用來支撐X射線管和OTS用戶界面的定位設(shè)備。OTS組件可以在多個方向上移動,以便在患者檢查過程中正確進行裝置定位。系統(tǒng)柜中主要包含高壓油箱、電源分配單元及各種通訊板等。主要負(fù)責(zé)控制臺、射線管高位托架OTS、掃描床、墻架的電源分配及其相互間通訊。數(shù)字化探測器構(gòu)造采用碳纖維主要部件有面板和電子裝置,負(fù)責(zé)原始數(shù)據(jù)的采集并模數(shù)轉(zhuǎn)換為數(shù)字圖像數(shù)據(jù),然后內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)將此數(shù)據(jù)傳輸?shù)较到y(tǒng)工作站,其他數(shù)字化墻架及掃描床用于完成各種放射攝影程序的患者體位擺放與數(shù)字化探測器位置移動[5-8]。

1.2 全景拼接功能概述

全景拼接功能是一個高級應(yīng)用程序,可將一個患者相鄰部位的兩次甚至三次四次不同曝光區(qū)域的影像進行自動拼接,從而突破了探測器尺寸的限制,可獲得胸腹部、上下肢等的整體影像。主要用于骨關(guān)節(jié)系統(tǒng)疾病等方面,能可靠、準(zhǔn)確地顯示病變局部改變和全脊柱/全肢體的整體受力狀態(tài),為臨床診斷、術(shù)前方案的制定和術(shù)后療效評估等提供可靠依據(jù)[9]。自動圖像粘貼可以在墻架和掃描床接收器上使用。DR拼接圖像的原始圖像采集方式包括兩種:一種是球管與DR平板探測器做垂直上下的同步移動,另一種是如圖2a所示,X線球管組件相對靜止在一個感興趣區(qū)中心位置,當(dāng)DR平板探測器按箭頭圖示方向在做垂直運動的同時,X線球管配合按箭頭所示做上下轉(zhuǎn)動角度。系統(tǒng)先按順序采集2~5次曝光采集到每個部位的影像,然后再用數(shù)字方式將它們粘貼在一起,形成一張圖像,采集后的子圖像會出現(xiàn)在機器瀏覽器屏幕上,而全景拼接的圖像會在大約10 s后出現(xiàn)[10-11]。

圖2 墻架側(cè)全景拼接采集示意圖

2 Discovery XR656 DR設(shè)備全景拼接故障及其維修方法

2.1 故障描述

設(shè)備開機后,設(shè)備信息提示欄偶發(fā)提示“system control communication interrupted.Could be possible cable disconnection.Call service if problem persists.”正常DR圖像功能正常,但頻發(fā)全景拼接功能異常,提示“Exposure was prematurely ended.Image quality may be affected”等信息,如圖3所示,將圖3a測試物品置于全景拼接患者固定架上,反復(fù)功能測試,連續(xù)曝光頻發(fā)中斷(如圖3b瀏覽器圖像缺失),全景拼接失敗,無法正常連續(xù)曝光采集到如圖3c所示全景拼接成功獲取圖像,多次反復(fù)曝光捕捉故障點,發(fā)現(xiàn)檢查床及墻架側(cè)進行全景掃描故障都會發(fā)生,并且與球管及探測器的位置無關(guān)。

圖3 全景拼接功能故障演示

2.2 故障分析

系統(tǒng)控制臺信息提示欄偶發(fā)系統(tǒng)控制通訊中斷提示,但正常DR檢查功能正常,說明正常DR曝光時,數(shù)據(jù)是正??梢詮钠桨逄綔y器傳至控制臺,通訊正常,考慮到正常DR曝光時間周期極短,說明系統(tǒng)內(nèi)部通訊狀態(tài)不穩(wěn)定而并未完全中斷。而結(jié)合全景拼接功能故障時系統(tǒng)控制臺信息提示欄提示的曝光意外終止,綜合分析全景拼接功能故障可能的原因可以從以下幾個方面去尋找:①線路物理連接問題導(dǎo)致的通訊故障,設(shè)備開機后,報通訊錯誤,最大的可能是通訊連接線有松動,或者是插口處長時間使用出現(xiàn)氧化,導(dǎo)致接觸不良的虛接現(xiàn)象;②軟件問題,曝光協(xié)議,應(yīng)用程序故障,系統(tǒng)軟件問題等;③相關(guān)硬件問題,通信處理板、曝光控制盒等隱性硬件故障。

本著從低值到高值原則。首先檢查負(fù)責(zé)通信的連接線路是否正常及連接線接口是否因為機械運動等原因?qū)е掠兴蓜樱蛘呤遣蹇谔庨L時間使用出現(xiàn)氧化,導(dǎo)致接觸不良的虛接等現(xiàn)象,其次是相關(guān)通訊板、電源板等模塊的輸入輸出特性,再次是排除曝光協(xié)議,應(yīng)用程序故障,系統(tǒng)軟件等軟件問題,最后排除通信處理板、曝光控制盒等隱性硬件故障問題[12-13]。

2.3 故障處理

2.3.1 基本物理線路故障排查

關(guān)機斷電狀態(tài)下,進行基本物理線路故障排查,主要發(fā)現(xiàn)以下異常點,第一處為如圖4a所示,打開墻架前蓋板發(fā)現(xiàn)一通信線纜機械磨損嚴(yán)重,線標(biāo)為“MS020021 FROM WS A1J1 TO SKL(SYSTEMS CABINET)A25J14”,近墻架端一處通信接口機械松動嚴(yán)重,使用扎帶把線纜重新加固,使其遠(yuǎn)離伸展臂運動軌道,并加固通信接口。第二處為如圖4b 所示系統(tǒng)柜內(nèi)一通信接口松動,予以加固,關(guān)機重啟,予以全景拼接故障測試,故障依舊。

圖4 物理線路異常點

2.3.2 軟件故障排查

本著從簡到繁原則,可先恢復(fù)曝光協(xié)議,若故障依舊可重裝系統(tǒng)及應(yīng)用程序軟件,若重裝系統(tǒng)及應(yīng)用程序軟件仍不能排除故障,排除系統(tǒng)及應(yīng)用程序軟件問題。當(dāng)然在軟件故障排除的過程中需要注意的是在曝光協(xié)議及系統(tǒng)應(yīng)用程序進行還原前,應(yīng)首先要確保所備份的最近日期的還原協(xié)議及系統(tǒng)應(yīng)用程序數(shù)據(jù)完好性,并且最好在還原前做好備份,以保證萬一不是軟件問題所引起故障的情況時好將數(shù)據(jù)及時還原回去,以便于下一步故障的分析判斷。

首先是曝光協(xié)議故障排除,還原曝光協(xié)議,還原之前確認(rèn)最近日期的曝光協(xié)議管理備份)數(shù)據(jù)完好并做好當(dāng)前日期的曝光協(xié)議備份,Service模式下點擊進入System→Preferences→Protocols選項下有曝光協(xié)議的還原與備份選項以供操作,使用最近日期的曝光協(xié)議備份數(shù)據(jù)進行曝光協(xié)議還原,還原完成后,關(guān)機重啟,予以全景拼接故障測試,故障依舊,排除曝光協(xié)議導(dǎo)致的故障,使用當(dāng)前日期的曝光協(xié)議備份數(shù)據(jù)再次進行還原操作,以便機器狀態(tài)是故障排除前狀態(tài),供下一步的故障排除。

其次是系統(tǒng)及應(yīng)用程序軟件故障的排除,排除掉曝光協(xié)議問題后,只能重裝軟件嘗試。重裝軟件之前,確認(rèn)最近日期的系統(tǒng)備份數(shù)據(jù)完好并做好當(dāng)前日期的系統(tǒng)備份,若判斷故障并非系統(tǒng)及應(yīng)用程序軟件故障引起,及時將設(shè)備數(shù)據(jù)還原至最初故障排除前狀態(tài),供下一步的故障排除。具體重裝軟件步驟如下。

(1)操作系統(tǒng)軟件安裝,將linux操作系統(tǒng)軟件安裝光盤放入光驅(qū),按住RESET 5秒鐘,重啟機器,在顯示器開始閃爍的時候,按住F9,之后會出現(xiàn)一個選擇界面,選擇Optical Drive,點擊回車,當(dāng)出現(xiàn)Boot的時候,輸出GEHCXR(必須大寫),回車,之后會自動完成安裝,完成安裝后,取出光盤,系統(tǒng)會自動重啟,進入linux系統(tǒng)。

(2)系統(tǒng)應(yīng)用程序安裝system applications software,將最近日期的系統(tǒng)應(yīng)用程序軟件安裝光盤放入光驅(qū),點擊CDROM圖標(biāo),并且點擊并且運行autorun,機器會自動重啟,當(dāng)機器重啟后,再次打開CDROM圖標(biāo),并再次運行autorun,在出現(xiàn)的對話框中選擇相對應(yīng)的機型656,系統(tǒng)會自動完成安裝,當(dāng)完成安裝后,機器會重啟,重啟后取出光盤。

(3)重啟完成后,輸入賬戶名:insite密碼:2getin進入應(yīng)用操作平臺,點擊右上角的工具圖標(biāo),選擇維修圖標(biāo),在維修界面選擇Utillties并找到System,找到Restore,將最近日期的系統(tǒng)備份放入光驅(qū),選擇從光驅(qū)還原,點擊開始,此處要注意,在如圖5所示,出現(xiàn)的對話框中,一定要一個一個的完成還原,此處應(yīng)注意,在還原下一選項前一定要確保上一選項的還原進程有“success”提示出現(xiàn),在完成所有選項的還原后,點擊退出,將光盤取出。

圖5 系統(tǒng)還原彈窗

(4)將曝光協(xié)議光盤放入光驅(qū),進入?yún)?shù)設(shè)置界面,選擇參數(shù)-協(xié)議-還原,完成協(xié)議的還原,還原完成后,重啟設(shè)備,測試PACS和WORKLIST的功能正常,全景拼接功能測試,故障依舊,且通信報錯仍存在,此時應(yīng)將故障前所做系統(tǒng)備份數(shù)據(jù)及曝光協(xié)議管理備份數(shù)據(jù)進行還原,以便機器狀態(tài)是故障排除前狀態(tài),供下一步的故障排除。

2.3.3 硬件故障排查

鑒于“多次反復(fù)曝光捕捉故障點,發(fā)現(xiàn)檢查床及墻架時進行全景掃描故障都會發(fā)生,且尚未發(fā)現(xiàn)故障與球管及探測器的某一具體位置點關(guān)聯(lián)”的故障現(xiàn)象,可重點考慮關(guān)注檢查床及墻架共用部分設(shè)備部件如高壓柜與控制臺部分,結(jié)合控制臺一直存在通信故障報錯,最后綜合分析故障主要涉及硬件部分優(yōu)先從通信部分排查,而涉及通信的物理硬件主要有圖6所示系統(tǒng)主通信板和圖7所示RCIM。本著由簡入繁原則,先從主通信板故障排查,關(guān)機狀態(tài)下,打開機箱,負(fù)責(zé)通信的板子在供電柜門上,將通信板外部的保護外殼拆下,各連接線予以重新拔插,無松動,開機觀察通信板上常規(guī)的指示燈,指示燈的工作狀態(tài)都正常。此時在開機上電狀態(tài)下用數(shù)字萬用表測量通信板開關(guān)電源供電電壓,電壓值為DC23 V,調(diào)節(jié)如圖所示開關(guān)電源點位器,將輸出調(diào)至24 V,關(guān)機重啟,功能測試,設(shè)備故障依舊,基本排除通訊板故障,最后只能懷疑圖7所示RCIM,檢查其工作狀態(tài)指示燈及供電電源未見異常,考慮到其板級集成度極高,只能考慮將其更換,更換RCIM后,系統(tǒng)通信報錯提示消失,全景拼接功能多次測試正常,曝光連續(xù)不中斷,能夠獲取采集到圖3c圖像所示的圖像。

圖6 系統(tǒng)主通信板

圖7 放射控制接口模塊(RCIM)

3 總結(jié)

本文簡介了GE Discovery XR656 DR系統(tǒng)硬件及全景成像功能,并分享了一例全景拼接功能故障的故障現(xiàn)象,并給出了故障分析及排除過程。隨著微電子等各種高新技術(shù)在醫(yī)療設(shè)備中廣泛運用與整合,加之醫(yī)療設(shè)備廠方的技術(shù)壟斷與保護,使得大型醫(yī)療設(shè)備的維修和維護面臨嚴(yán)峻考驗,醫(yī)院工程師傳統(tǒng)的維修模式面臨巨大挑戰(zhàn)。作為院方工程師,應(yīng)從設(shè)備裝機安裝調(diào)試開始就應(yīng)積極加強自身對機器的了解學(xué)習(xí),與此同時,當(dāng)初期設(shè)備在保修期內(nèi)時,應(yīng)加強與廠家工程師的溝通與學(xué)習(xí),從機器的基本操作使用到基本結(jié)構(gòu)原理,從巡檢保養(yǎng)各項明細(xì)到日常常見故障的分析的思路和排除方法,為以后獨立維修打下良好基礎(chǔ)。而在設(shè)備的日常管理當(dāng)中,應(yīng)加強設(shè)備的巡檢保養(yǎng),制定嚴(yán)格的巡檢保養(yǎng)明細(xì)和周期,按期執(zhí)行并落實到每條明細(xì),將傳統(tǒng)的設(shè)備故障后維修的維修模式升級為預(yù)防性維修,及時將故障隱患排除,并且在每次故障后及時詳細(xì)的記錄故障現(xiàn)象、分析解決的全過程,做好每臺設(shè)備的動態(tài)管理檔案,給設(shè)備的精細(xì)化、信息化管理提供數(shù)據(jù)支持。各級醫(yī)院應(yīng)巧妙地運用精細(xì)化管理模式,高度重視維修人員專業(yè)技能的培養(yǎng),提高維修設(shè)備的信息化,以此來保障醫(yī)療設(shè)備能夠高效、正常的投入臨床運用中[14-15]。

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