飛利浦彩超EPIQ7C結(jié)構(gòu)原理及電源故障檢測

李玲，時(shí)先鋒，董沖，李凱凡，譚紹東，蘇曉舟

廣東省婦幼保健院 設(shè)備科，廣東 廣州 511442

引言

飛利浦高端彩色超聲系統(tǒng)EPIQ7C于2014年底在中國大陸地區(qū)正式發(fā)布，該設(shè)備是目前飛利浦公司的一款心血管超聲成像設(shè)備，它具備超聲信息采集、處理的全部功能。與此同時(shí)EPIQ7C擁有飛利浦首創(chuàng)nSIGHT超聲系統(tǒng)架構(gòu)，基于集束精準(zhǔn)發(fā)射和海量并行處理兩大技術(shù)基石，為醫(yī)生帶來全場像素級聚焦，徹底打破了傳統(tǒng)超聲難以避免的幀頻、空間分辨力及組織均一性三者之間的強(qiáng)行制約關(guān)系，圖像同時(shí)擁有更高的幀頻、更強(qiáng)的穿透力以及更完美的組織均一性。本文詳細(xì)介紹了EPIQ7C的硬件結(jié)構(gòu)以及成像原理，并針對目前設(shè)備最常見的電源故障做深入解析[1]。

1 飛利浦彩超EPIQ7C硬件構(gòu)成和工作原理

飛利浦彩超EPIQ7C[2-4]硬件部分完全摒棄了上一代彩超IE ELITE的硬件平臺(tái)系統(tǒng)，設(shè)備的集成度有非常大的提高[5]。超聲發(fā)射端包含三塊主板卡：前端模塊、前后端連接板以及電壓調(diào)節(jié)板。前端模塊負(fù)責(zé)超聲發(fā)射端的超聲發(fā)射接收、超聲波束形成、探頭接口、主時(shí)鐘信號(hào)等功能，此模塊集成了IE ELITE超聲發(fā)射七塊發(fā)射主板的功能[6]。前后端連接板負(fù)責(zé)超聲發(fā)射端和后端主機(jī)處理系統(tǒng)的接口和控制功能，并且將超聲發(fā)射端所接收的射頻數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成主機(jī)可以識(shí)別的數(shù)字信號(hào)。電壓調(diào)節(jié)板則負(fù)責(zé)設(shè)備的電壓調(diào)節(jié)和高壓校準(zhǔn)，并且根據(jù)系統(tǒng)內(nèi)部的溫度調(diào)節(jié)風(fēng)扇的轉(zhuǎn)數(shù)[7]。

系統(tǒng)的后端主機(jī)部分負(fù)責(zé)將接收到的超聲數(shù)據(jù)信號(hào)轉(zhuǎn)化成圖像顯示，并且控制設(shè)備的整體運(yùn)作。后端主機(jī)部分包含以下幾個(gè)板卡：設(shè)備顯卡，設(shè)備后端視頻輸出板、主機(jī)擴(kuò)展接口板、多普勒音頻處理電路板（Audio Input &Output，AIO板）、三塊硬盤（其中一塊固態(tài)硬盤負(fù)責(zé)存儲(chǔ)系統(tǒng)軟件部分，另兩塊SATA硬盤負(fù)責(zé)存儲(chǔ)圖像數(shù)據(jù)）、生理信號(hào)模塊、馬達(dá)控制模塊。

EPIQ7C的硬件部分集成度大幅度提高，設(shè)備內(nèi)部的連接線纜亦隨之減少，所以設(shè)備的運(yùn)行穩(wěn)定性得到提升。設(shè)備待機(jī)時(shí)工作原理為：設(shè)備接入220 V電壓后，由主電源產(chǎn)生+5 V待機(jī)電壓分別輸送至電壓分配板以及主板，提供給主板的電壓點(diǎn)亮主板待機(jī)電壓指示燈為主機(jī)提供待機(jī)電壓，提供給母板的+5 V待機(jī)電壓通過母板和AIO板最終到控制面板點(diǎn)亮面板上的開機(jī)按鈕背光燈，此時(shí)設(shè)備已經(jīng)就緒準(zhǔn)備啟動(dòng)[8]。

設(shè)備開機(jī)信號(hào)工作原理為：工作人員按下控制面板開機(jī)按鍵后，低電平的PS_ON信號(hào)先后通過AIO板、母板、主板最后由電壓分配板將PS_ON信號(hào)傳送至電源模塊，此時(shí)電源正式啟動(dòng)并且提供24、5、12、5 V待機(jī)電壓（5 V Standby，5 VSB）、3.3 V等幾組電壓輸送至功能板卡。

電源啟動(dòng)正式完成，各個(gè)功能板卡都得到了相應(yīng)的工作電壓后，設(shè)備進(jìn)入軟硬件啟動(dòng)流程：設(shè)備首先加載BIOS，在此期間與超聲發(fā)射端進(jìn)行一次信號(hào)溝通，確定超聲發(fā)射端無異常后進(jìn)入下一步加載設(shè)備底層的Windows操作系統(tǒng)，操作系統(tǒng)加載完畢后繼續(xù)加載醫(yī)用超聲的應(yīng)用軟件部分，三個(gè)環(huán)節(jié)都啟動(dòng)完畢后設(shè)備進(jìn)入正常成像畫面。

2 飛利浦彩超EPIQ7C電源故障檢測方法

結(jié)合設(shè)備整個(gè)工作原理以及近年來設(shè)備整體故障情況，電源故障率相對較高，故本文主要針對設(shè)備電源故障檢測做進(jìn)一步詳細(xì)分析[9-10]。電源模塊接口連接圖，見圖1。電源接口連接至電壓分配板，經(jīng)過電壓分配板將電源輸出電壓分成6組，其中24 V提供給控制面板液壓分配系統(tǒng)，主板上雙CPU分別由分配板上先進(jìn)的技術(shù)擴(kuò)展（Advanced Technology Extended，ATX）CPU電源直接提供。ATX主板電壓分別提供12 V、5 V、5 VSB、3.3 V給設(shè)備主板，用以提供主機(jī)部分所需的電壓，其余接口為信號(hào)反饋回路[11-13]。

圖1 電源模塊接口連接圖

在電源模塊的幾組電壓輸出中，故障率相對較高的是提供給超聲發(fā)射端以及控制面板液壓系統(tǒng)24 V電壓（VDC_SYS），以及ATX電壓輸出的12、5及3.3 V。電源被隔離單獨(dú)啟動(dòng)后相應(yīng)觸點(diǎn)的額定電壓，見圖2。將電源電壓觸點(diǎn)自左向右，自下向上分別編號(hào)，編號(hào)由1～46共46個(gè)電壓觸點(diǎn)。將電源從設(shè)備中取出并且接入220 V交流電壓，短接觸點(diǎn)21到觸點(diǎn)26，短接觸點(diǎn)20至觸點(diǎn)36，此時(shí)電源可以被單獨(dú)啟動(dòng)，此時(shí)測量下表中相應(yīng)觸點(diǎn)的電壓。電源模塊各電壓觸點(diǎn)相應(yīng)的額定電壓，見表1。若測試電壓低于表格中額定電壓總范圍的5%，可以判定設(shè)備的電源出現(xiàn)故障，與此同時(shí)通過電壓測量可以確認(rèn)具體那一組電壓問題導(dǎo)致電源故障，從而有針對性的對相應(yīng)板塊進(jìn)行維修，此方法可以對電源模塊化維修提供強(qiáng)有力的數(shù)據(jù)支持[14-16]。

表1 電源模塊各電壓觸點(diǎn)相應(yīng)的額定電壓

3 討論

飛利浦高端彩超EPIQ7C應(yīng)用飛利浦全新的硬件平臺(tái)系統(tǒng)，硬件的集成度相比于上一代同檔次主機(jī)IE ELITE有大幅度提升，所以硬件維修難度進(jìn)一步加大。結(jié)合醫(yī)院目前彩超出現(xiàn)的故障，常見的故障有死機(jī)、無法開機(jī)、觸摸屏/顯示屏黑屏、圖像偽彩、探頭無法識(shí)別、軟件報(bào)錯(cuò)等。大部分故障均屬于硬件故障，而由于機(jī)器集成度越來越高，常常導(dǎo)致醫(yī)院設(shè)備科無相關(guān)配件而無法維修。而廠家高額的配件及維修費(fèi)用往往令醫(yī)院苦不堪言。

本文詳細(xì)探討出的電源故障解決辦法，則是將電源模塊獨(dú)立出來檢測，可以具體檢測出哪一組電壓故障，從而針對性地進(jìn)行維修電路，這對EPIQ7C彩超的電源模塊維修提供了相當(dāng)有利的數(shù)據(jù)和理論支持。既可以為醫(yī)院降低維修成本，又可以更加快速地恢復(fù)機(jī)器，從而提高設(shè)備的有效使用率。同時(shí)也為設(shè)備科同行維修同型機(jī)器提供了參考檢測方法。

通過本文對飛利浦彩超EPIQ7C 結(jié)構(gòu)原理及電源故障檢測的分析，設(shè)備科可以定期對其電源模塊進(jìn)行檢測，判斷各組電壓是否是在閾值范圍內(nèi)，如果稍有偏離，也可通過調(diào)節(jié)相應(yīng)的電位器進(jìn)行調(diào)整。從而將故障解決在爆發(fā)之前，從而言之，平時(shí)加強(qiáng)對設(shè)備的維護(hù)檢測，才能真正地提高醫(yī)院設(shè)備的高效合理使用。