科醫(yī)人PowerSuite 100W工作原理與典型故障3例

薛莉，趙宏偉，丁軍齋，韓曄

山東省立第三醫(yī)院 醫(yī)學工程部，山東 濟南 250031

引言

鈥激光是一種新型激光，它以YAG（釔鋁石榴石）作為激活媒介，由Cr、Tm和Ho的激光晶體制成的脈沖固體激光裝置所產(chǎn)生的激光[1]，能夠進行微創(chuàng)或無創(chuàng)手術，可大幅度減輕病患的治療痛苦[2]。我院鈥激光治療機為科醫(yī)人PowerSuite 100W，由于服役時間較長，使用頻率較高，不可避免會出現(xiàn)故障從而影響臨床的使用，因此需要維修人員充分了解鈥激光的工作原理，熟練掌握鈥激光基本故障的維修方法，落實鈥激光的維護保養(yǎng)，減少故障的發(fā)生，以滿足臨床手術需要。本文將介紹我院鈥激光治療機的幾次故障維修情況，供參考。

1 鈥激光的工作原理

激光發(fā)射器是鈥激光治療機的核心部件，科醫(yī)人鈥激光治療機的激光器由4根激光腔組合而成，可以發(fā)射激光[3]。4根激光腔的額定輸出功率均為30 W，整個激光發(fā)射器的最大輸出功率可以達到120 W[4]。使用中，某一根激光腔發(fā)生故障，其他激光腔會代償工作，大幅降低了單根激光腔故障對整機使用的影響[5]。由激光器發(fā)射的激光會依次經(jīng)過能量穩(wěn)定裝置、高反射鏡后，達到穩(wěn)定狀態(tài)（圖1），然后經(jīng)過光纖防護鏡和光纖，使激光作用于患者的病灶組織[6]。因水處于鈥激光吸收的波峰，所以鈥激光的能量會被人體組織中的水分所吸收，進而產(chǎn)生出氣泡，當氣泡吸收激光能量后會形成爆炸，由此可對患者身上的病灶組織進行氣化和切割，從而達到預期中的治療效果[7]。

2 我院鈥激光治療機的故障案例及維修方法

科醫(yī)人鈥激光治療機歸屬于現(xiàn)代醫(yī)療器械的范疇[8]，由于服役時間較長，使用頻率較高，不可避免地出現(xiàn)如無法正常開機、開機后自檢無法通過、光纖頻繁損壞、開機后自動關機等故障問題。下面針對具體故障，分析原因，并給出有效的維修方法。

2.1 案例一

2.1.1 故障現(xiàn)象

我院科醫(yī)人鈥激光治療機性能較為穩(wěn)定，自2014年1月裝機以來未出現(xiàn)嚴重故障問題，2018年5月發(fā)現(xiàn)鈥激光設備無法正常開機。

圖1 鈥激光光路框架圖(a)和鈥激光光路實物圖(b)

2.1.2 故障分析及處理

分析鈥激光不開機的故障問題可以從幾個方面依次檢查：電源插頭是否損壞、設備空氣開關是否跳閘、電源控制板有無電壓輸出、啟動鑰匙開關是否損壞、水流開關是否損壞、CPU有無信號輸出等。

2.1.3 排除故障

（1）鈥激光電源插頭為32 A專用插頭，檢查無損壞，檢查空氣開關無跳閘。

（2）主機開機后，電源指示燈正常，說明電源為接通狀態(tài)，將機器拆開，對AC Control（電源控制板）如圖2a所示，進行檢查，發(fā)現(xiàn)無異常；拆下電路板，使用萬用表進行檢測，電阻值正常。電源控制板上有一塊通過插接方式安裝的體積較小的電源分配板，作用為對電壓進行自動選擇，可選擇110 V和220 V兩種電壓。檢測電源分配板，并未發(fā)現(xiàn)故障。由此排除電源控制板無電壓輸出導致不能開機的原因。

圖2 鈥激光電源控制板（a）和CPU板（b）

（3）鈥激光治療機開機之后，電源指示燈正常亮起，但是啟動激光，則需旋轉啟動鑰匙開關，維修人員啟動鑰匙開關后，鈥激光未做出任何反應。因此懷疑本次故障可能由激光啟動鑰匙開關損壞導致。打開鈥激光前面板，拆開啟動鑰匙開關兩側電線，用萬用表對鑰匙兩側進行檢測，發(fā)現(xiàn)電阻值無窮大，說明鑰匙開關損壞。為進一步驗證，將啟動鑰匙開關進行短接，通電開機后，鈥激光恢復正常。確定故障原因后從廠家定制鑰匙開關，更換鑰匙開關后故障排除。

2.2 案例二

2.2.1 故障現(xiàn)象

2018年10月再次發(fā)現(xiàn)設備無法正常開機，經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)電源控制板上保險絲F8、F9燒壞，更換保險絲F8、F9后開機，保險絲再次燒壞。

2.2.2 故障分析及處理

電源控制板啟動電路如圖3所示，分析啟動電路，保險絲F8、F9在變壓器T2輸入電路中。將輸出電路保險F10去掉就是相當于去掉所有負載，只是將220 V直接加到T2上，此時F8、F9還是燒壞。因此可判斷是變壓器T2出現(xiàn)問題，從廠家訂貨變壓器T2并安裝完成后，鈥激光治療機已經(jīng)通電，電源控制板啟動電路故障暫時排除。

圖3 電源控制板啟動電路圖

此時鈥激光治療機仍無法啟動，查看相關文獻發(fā)現(xiàn)：排除電源控制板啟動電路問題后機器仍然無法啟動時，需要排查水流開關、鑰匙開關、輸出電壓、CPU[9-11]這四個地方。首先檢查水流開關正常，其次檢查新?lián)Q的鑰匙開關正常，然后檢查所有輸出電壓正常，最后將電源控制板上的CPU_DEFEAT_JUMPER插到CPU板J46上判斷CPU是否正常（圖2b）。插上跳線后機器正常啟動，暫時判斷CPU板故障，需要更換CPU 板。更換新的CPU板后故障依舊存在，因此之前判斷錯誤。仔細分析開機時CPU和電源控制板之間的電路配合：開機后將鑰匙旋至II檔位并保持，CPU板輸入電路輸送5 V電壓到電源控制板的J44（圖4a），5 V電壓會讓繼電器K3閉合。CPU_DEFEAT_JUMPER相當對K3進行了短路連接操作，此時設備運行正常。由于之前已經(jīng)檢查過輸出電壓沒有問題，因此K3不閉合的原因不會是5 V電壓沒有接入K3（5 V接入K3時LED8會亮，也可排除此問題）。因此可初步判斷繼電器K3自身出現(xiàn)問題。如圖4b所示，將電源控制板卸下來，發(fā)現(xiàn)繼電器K3針腳和主體斷開了，焊接繼電器K3針腳與主體后故障排除，鈥激光治療機設備運行正常。

圖4 電源控制板負載電路（a）和實物圖（b）

2.3 案例三

2.3.1 故障現(xiàn)象

2019年6月我院的科醫(yī)人鈥激光治療機在使用中，出現(xiàn)輸出功率降低的情況，維修后正常使用，3個月后設備開機報錯，無法使用。

2.3.2 故障分析及處理

由于我院鈥激光治療機上使用的是可重復使用光纖，通過分析鈥激光輸出功率過低原因，并從4個方面依次排查：光纖、光纖保護鏡、激光腔、各反射鏡[12]。維修人員先對其依次進行排查：首先將光纖對接到檢測鏡上，保證光纖尾端對準光源，檢查光纖對接的端面[13]，發(fā)現(xiàn)光纖內(nèi)芯不是明亮完整的圓點（圖5b）。用專用光纖切割刀將光纖進行修整，修整端面清潔，光纖內(nèi)芯變?yōu)槊髁镣暾膱A點（圖5a），輸出功率有所提升，但并未達到標準。繼續(xù)檢查光纖保護鏡（Blastshield），發(fā)現(xiàn)光纖保護鏡也有破損（圖6），隨后從廠家定制光纖保護鏡，更換后輸出功率達到正常，故障排除。

但鈥激光使用3個月后再次無法正常使用，出現(xiàn)開機報錯（圖7），報錯信息提示激光光路（Testing Falshlamps Failed）故障。再次從4個方面依次排查：光纖、光纖保護鏡、激光腔、各反射鏡。首先檢查光纖，發(fā)現(xiàn)光纖內(nèi)芯有大量黑點，用專用光纖切割刀將光纖進行修整后，仍舊提示激光光路故障。其次，檢查光纖保護鏡發(fā)現(xiàn)保護鏡也有破損，從廠家定制并更換后，激光光路故障依舊存在。然后排查激光腔（圖8a）供電電壓正常。最后檢查各組反射鏡（圖8a），發(fā)現(xiàn)激光槍前全反射鏡中間有白色的小點（圖8b），嚴重阻礙激光的傳導，導致鈥激光光路故障，并且引起輸出功率降低的情況。更換激光槍前全反射鏡并對鈥激光光路進行校正，通電開機后，故障消除。

圖5 鈥激光光纖對比圖

圖6 鈥激光損壞的光纖保護鏡

圖7 鈥激光開機自檢界面

圖8 鈥激光光纖保護鏡

綜上所述，第一次出現(xiàn)功率降低的故障時，更換光纖和光纖保護鏡后設備正常運行，沒有分析光纖和光纖保護鏡損壞的根本原因，導致鈥激光設備第二次出現(xiàn)故障，總結兩次故障原因均是由于激光全反射鏡片的損壞程度不同導致光纖和光纖保護鏡故障。

3 總結與討論

本文講述了科醫(yī)人鈥激光治療機在使用過程中出現(xiàn)的典型故障案例，包括無法開機、保險絲燒壞、輸出功率不足等，并對其維修步驟進行了一一講解。對此，維修人員應當更加深入了解機器的工作原理，根據(jù)故障現(xiàn)象[14]，找出故障原因，采取有效的方法和措施進行應急替代及維修處理[15]，爭取在最短的時間內(nèi)消除故障，使機器恢復正常，同時，為降低科醫(yī)人鈥激光治療機故障的發(fā)生[16]，醫(yī)護人員要做到正確使用機器，認真完成日常維護保養(yǎng)。