凌文嘉, 黃育銘，張凱敏

廣東省人民醫(yī)院（廣東省醫(yī)學科學院）a.醫(yī)療設(shè)備處；b.心導(dǎo)管室，廣東 廣州 510080

引言

數(shù)字減影血管造影（Digital Subtraction Angiography，DSA）是 20 世紀 80 年代興起的一種醫(yī)學圖像學新技術(shù)，是計算機與常規(guī)X線血管造影相結(jié)合的一種新的檢查方法[1-3]。在心臟介入手術(shù)中得到廣泛的應(yīng)用，如醫(yī)院急診胸痛患者、心臟搶救患者的手術(shù)治療，實現(xiàn)了微創(chuàng)、便捷、見效快的手術(shù)效果，而血管造影機正是心臟介入手術(shù)的必備設(shè)備[4-6]。

飛利浦Allura Xper FD20 血管造影機具備最大管電流1000 mA，最大管電壓125 kV，具有血管的實時減影功能，可滿足臨床進行各大心臟介入手術(shù)。由于該設(shè)備涉及機械、電子、計算軟硬件系統(tǒng)，多元傳感器等多種技術(shù)，具有很高的集成度和復(fù)雜性[7-8]。其核心部件有探測器、球管、檢查床、C臂、影像處理系統(tǒng)，所以為了保證該設(shè)備的正常運作，定期保養(yǎng)、檢測、調(diào)校和配件更換都是必要的，而且能夠極大地減少隱患，降低故障率，從而降低手術(shù)風險[9-10]。本文選取檢查床及C 臂運動異常的3個故障案例，通過對設(shè)備的基本結(jié)構(gòu)及工作原理進行分析，詳細介紹故障排除的方法，旨在為今后出現(xiàn)類似的故障情況提供維修參考依據(jù)。

1 血管造影機基本結(jié)構(gòu)和工作原理

血管造影機是利用計算機處理數(shù)字化的影像信息，消除骨骼和軟組織影的減影技術(shù)。不含造影劑的圖像稱為掩模像，利用高壓注射器在血管中注入造影劑后得到的圖像稱為造影像，因為兩種圖像像素的不同，因此經(jīng)過對數(shù)放大及幀疊加后相減得到減影像，由于減影像圖像對比度較低，因此需要對減影像做增強處理[11-12]，最終得到臨床醫(yī)生所需要的血管圖像。血管造影機數(shù)字減影圖像處理流程圖如圖1所示。

圖1 血管造影機數(shù)字減影圖像處理

血管造影機主要由X線球管、數(shù)字平板探測器、計算機系統(tǒng)、監(jiān)視器、C臂和檢查床組成（圖2）。高壓發(fā)射器為X線球管提供燈絲電壓及管電壓后，X線球管中陰極產(chǎn)生高速電子撞擊高速旋轉(zhuǎn)陽極靶后才生高能X線，X線穿透人體后在數(shù)字平板探測器上X線轉(zhuǎn)換為可見光，再將光信號傳送到光電探測器后獲得電信號，接著模擬電信號轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號，即為A/D轉(zhuǎn)換。數(shù)字信號經(jīng)過計算機系統(tǒng)處理后得到減影圖像數(shù)字信號，最后是D/A數(shù)模轉(zhuǎn)換后在監(jiān)視器顯示實際圖像。C臂上分別有X線球管及數(shù)字平板探測器，根據(jù)不同患者不同病灶特征臨床醫(yī)生為了得到更好的造影圖像往往需要大幅度的旋轉(zhuǎn)C臂。檢查床主要用于手術(shù)時支撐患者擺放體位，床面可縱向或者橫向移動，也可根據(jù)手術(shù)體位需要調(diào)節(jié)床面高度[13-14]。

圖2 血管造影機主要部件結(jié)構(gòu)圖

2 故障案例分析

2.1 案例一

2.1.1 故障現(xiàn)象

檢查床上下運動過程會中斷停止，停止后控制運動的模塊（GEO）部分自動重啟，重啟自檢完成后又可以上下運動，但是每次上下運動只能運動5 cm左右。

2.1.2 故障分析及處理

（1）首先懷疑是電位器故障導(dǎo)致該故障現(xiàn)象，上下運動檢查床，觀察發(fā)現(xiàn)高度檢查正常，平板到球管的距離（SID）有變化，所以排除電位器故障，繼續(xù)檢查床運動軌跡，未發(fā)現(xiàn)有異物阻擋。

（2）運動中測試發(fā)現(xiàn)，如果持續(xù)按住上或者下運動鍵，每運動大約5 cm會停止，GEO部分重啟；如果按上下鍵，每次使得床運動大概2 cm左右放開后再繼續(xù)按，檢查床可以一直上下運動到極限位置，該故障初步判斷為速度檢測編碼器故障。

（3）維修服務(wù)模塊（FSF）查看報錯信息為“Hall Sensor Failure”，即速度編碼器故障，該速度編碼器與檢查床升降電機的非負載端同軸連接，能夠準確地反映電機轉(zhuǎn)子的機械位置，即檢測到檢查床升降電機的速度從而間接地反映出檢查床臺面高度位置。在FSF Diagnostics-Geometry-Function Test-Table-Table Height Movement Test 測試床上下運動狀態(tài)測試過程床也會停止，速度檢測也未檢測出（圖3）。因此判定速度編碼器故障，更換速度編碼器后機器正常使用，編碼器如圖4所示。

圖4 速度編碼器

2.2 案例二

2.2.1 故障現(xiàn)象

開機啟動后C臂不能正常轉(zhuǎn)動。

2.2.2 故障分析

（1）懷疑C臂電機電磁鐵問題，嘗試按鍵翻轉(zhuǎn)C臂的一個方向電機會動一下，電磁鐵沒有釋放，使用萬用表測量電磁鐵沒有供電。嘗試按鍵翻轉(zhuǎn)C臂的另一個方向電機也會動一下，電磁鐵同樣響一下，使用萬用表測量電磁鐵會瞬間通一下電后再次斷電。暫時排除電機和電磁鐵的故障問題。

（2）查看電路圖懷疑C臂旋轉(zhuǎn)角度超出范圍，當C臂旋轉(zhuǎn)后其角度電位器R1的電阻值也隨著改變，從而反饋到SPC2（電機驅(qū)動單元），當旋轉(zhuǎn)角度過大超過一定的阻值后C臂電機驅(qū)動單元獲得信號使電機不工作，導(dǎo)致C臂無法正常旋轉(zhuǎn)運動，電位器電路圖如圖5所示。

圖5 C臂旋轉(zhuǎn)角度電位器電路圖

查看系統(tǒng)查詢C臂旋轉(zhuǎn)角度屏幕顯示是LAO值（C臂左側(cè)旋轉(zhuǎn)角度）為 124°（圖6）。正常范圍是0°～120°，初步判斷是C臂運動位置超限導(dǎo)致該故障現(xiàn)象。

圖6 C臂旋轉(zhuǎn)角度屏幕顯示值

2.2.3 故障處理

為將C臂恢復(fù)到正常運動，首先在開機狀態(tài)將角度電位器拆下，屏幕上顯示的LAO值撥動電位器使LAO值在0°～120°，如將LAO值調(diào)到114°后安裝電位器，關(guān)機重啟后測試C臂可以正常運動，將C臂向右旋轉(zhuǎn)角度，LAO值會變??；將C臂可以旋轉(zhuǎn)至LAO值為23°（由于C臂的位置有一個相對0°位，改動角度值后，真實0°位即不正確，C臂的真實角度從124°到114°調(diào)小了10°，所以需把角度電位器調(diào)回此處真實的33°），因此再次將電位器拆下調(diào)至33°，最后重新安裝電位器。關(guān)機重啟后測試C臂旋轉(zhuǎn)運動正常，旋轉(zhuǎn)LAO值0°位對應(yīng)準確。測試C臂旋轉(zhuǎn)會報Bodyguard（防撞保護蓋）錯誤，Bodyguard校準后正常。測試C臂旋轉(zhuǎn)到120°會自動停止，故障解決。該處應(yīng)該注意使用IST（軟件的管控工具）授權(quán)改過時間，恢復(fù)時除改回工作站時間，還需改回檢查床上小屏時間，否則時間不同步，小屏開機會黑屏。

2.3 案例三

2.3.1 故障現(xiàn)象

床上升或者下降過程中，床會自動掉電重啟，床面板鎖不住。詢問醫(yī)師得知，在患者上下過程中出現(xiàn)，系統(tǒng)信息為“Geometry restarting Do NOT change SID”。

2.3.2 故障分析

（1）首先查看主機故障日志檢查高度問題，當出現(xiàn)問題時，報錯：position error（位置誤差），懷疑是限位開關(guān)失靈，拆機發(fā)現(xiàn)檢查床上下運動沒有限位開關(guān)，上下極限位置是通過壓力傳感器反饋而限位。最低或者最高位置時會觸碰壓力傳感器，該壓力傳感器為橋式電路壓力傳感器如圖7～8所示，因此可排除限位失靈導(dǎo)致該故障。

圖7 壓力傳感器實物圖

圖8 橋式電路壓力傳感器

（2）檢查床下高度電位器，阻值有跳變，判斷高度電位器故障，找電位器的一個中間阻值，直接用一個固定值做檢測，不連接高度檢測鋼絲，開機能正常自檢過，但是床上升下降范圍比之前少1/2，而且會觸碰到壓力傳感器，床會掉電重啟。因此判定為高度電位器損壞需更換。

2.3.3 故障處理

根據(jù)故障判定高度電位器損壞，最后更換床下高度電位器，由于電位器出廠的初始設(shè)置值與之前的一樣，所以不用調(diào)節(jié)位置，最終測試機器恢復(fù)正常使用。

3 討論與總結(jié)

血管造影機使用過程中，大多數(shù)的故障均會產(chǎn)生詳細的故障代碼，在日常維修過程中通過查看故障代碼及故障現(xiàn)象，結(jié)合設(shè)備的結(jié)構(gòu)原理，可解決故障問題。本文闡述了3例比較典型的故障維修案例，案例一沒有明確的故障零部件特征，故障排查需要對先了解清楚設(shè)備的基本結(jié)構(gòu)后分析故障原因，特別是最終使用到加密狗進入維修服務(wù)模塊能直接判斷速度編碼器損壞導(dǎo)致檢查床升降異常；案例二在日常使用中可能較為常見，因為臨床醫(yī)生為了得到更好的造影圖像往往需要大角度的旋轉(zhuǎn)C臂，因此導(dǎo)致旋轉(zhuǎn)角度超出設(shè)定范圍，該故障現(xiàn)象排查能夠指導(dǎo)設(shè)備維修工程師遇到相同故障現(xiàn)象時快速的解決故障，因為工程師無須更換零配件只需現(xiàn)場調(diào)節(jié)角度電位器后即可恢復(fù)正常使用；案例三是由于高度電位器損壞導(dǎo)致檢查床無法鎖定，排查該故障可通過查看機器故障日志找到位置錯誤。

由于血管造影機設(shè)備使用率高，因此故障率高，但是維修配件價值昂貴，所以日常的使用保養(yǎng)尤其重要。需加強預(yù)防性維護保養(yǎng)工作，包括設(shè)備的安全檢查、影像質(zhì)量檢查、設(shè)備除塵保養(yǎng)、運行狀態(tài)檢查等[15-16]。作為臨床工程師應(yīng)不斷提高專業(yè)技術(shù)能力，加強對血管造影機的全面了解，同時可要求廠家提供血管造影機的日常使用操作指引、維修手冊、常見故障代碼及排除辦法等[17-18]，本文的故障案例分析為血管造影機的正確使用及故障維修提供了一定的參考，通過快速、高質(zhì)量地完成故障設(shè)備的維修、零配件更換等工作，可以提高血管造影機的高效穩(wěn)定運行，保證患者的生命安全。