GE LOGIQ E9彩超故障維修分析及處理四例

聯(lián)勤保障部隊(duì)第903醫(yī)院醫(yī)學(xué)工程科，浙江杭州 310013

引言

LOGIQ E9超聲診斷儀是GE公司的早期產(chǎn)品，已成為各級(jí)醫(yī)院重要診斷設(shè)備之一，由于該機(jī)型比較老舊，設(shè)備故障率高[1]，因而會(huì)影響診斷工作的正常進(jìn)行。作為醫(yī)學(xué)工程人員，必須熟悉掌握該設(shè)備的原理，準(zhǔn)確判斷故障原因及故障位置，同時(shí)做好設(shè)備日常維護(hù)保養(yǎng)工作[2]，降低設(shè)備故障的發(fā)生，保證臨床對(duì)醫(yī)療設(shè)備使用的時(shí)效性和安全可靠性[3]。本文對(duì)GE LOGIQ E9彩超診斷系統(tǒng)的基礎(chǔ)硬件結(jié)構(gòu)進(jìn)行簡(jiǎn)要的描述，介紹了在工作過(guò)程中遇到的四例故障現(xiàn)象及解決方法。故障內(nèi)容包括開機(jī)報(bào)錯(cuò)、開機(jī)加載完應(yīng)用程序后報(bào)錯(cuò)、機(jī)器使用過(guò)程中自動(dòng)重啟、LOGIQE9啟動(dòng)之后進(jìn)入虛擬界面等。通過(guò)總結(jié)分析故障特點(diǎn)以及維修處理的實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)一步了解LOGIQ E9彩超的軟件故障特點(diǎn)，以期提高設(shè)備維修能力。

1 GE LOGIQ E9彩超診斷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理

GE Logiq E9彩色超聲診斷系統(tǒng)主要組成包括：①主電源：供電部分；② 后端處理器（Back End Processor，BEP）：裝載有WindowsXP操作系統(tǒng)和相應(yīng)應(yīng)用程序的計(jì)算機(jī)PC部分[4]；③前端電路板箱：接收板（Receive Board，MRX）、主繼電器驅(qū)動(dòng)控制板（Global Relay Board，GRLY)及超聲波信號(hào)發(fā)射板（Transmitter Boards，GTX），主要功能是驅(qū)動(dòng)超聲探頭晶片，接收超聲波反射信號(hào)及信號(hào)處理，最后形成射頻信號(hào)送至BEP進(jìn)行圖像分析和后處理[5]；④顯示器：圖像顯示；⑤控制及輔助部分：操作面板，蛙腿和掛架等。

彩超的工作原理是由計(jì)算機(jī)控制前端掃描獲取信號(hào)并進(jìn)行后期圖形處理，大多以Windows或Linux作為系統(tǒng)平臺(tái)[6]。GE LOGIQ E9彩色超聲診斷儀與其他品牌及型號(hào)的彩色超聲診斷儀器的啟動(dòng)過(guò)程相似，在啟動(dòng)過(guò)程中計(jì)算機(jī)作為儀器工作的控制部分[7]，啟動(dòng)后，各部分通過(guò)接口電路在計(jì)算機(jī)的控制指揮下相互協(xié)同工作。

2 常見故障案例與分析

2.1 故障一

2.1.1 故障現(xiàn)象

LOGIQE9R4.3.0按下開關(guān)鍵開機(jī)，當(dāng)加載完應(yīng)用程序后報(bào)“Systemerror”，提示信息“systemerror,pleaserebootthesystem.”。

2.1.2故障分析

這種報(bào)錯(cuò)在LOGIQ E9機(jī)器上很常見，雖然提示信息都是“system error,please reboot the system.”，但故障原因卻千差萬(wàn)別，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)初步判斷問(wèn)題基本出現(xiàn)在前端。

2.1.3 故障檢修過(guò)程

首先，關(guān)機(jī)檢查前端所有板卡。打開前端蓋板，仔細(xì)檢查發(fā)現(xiàn)每塊板卡都有液樣痕跡，在GRLY板上有一處電路明顯被燒毀，這應(yīng)該是進(jìn)液引起電路板短路所致。于是用無(wú)水酒精對(duì)板件進(jìn)行清理，完成后裝機(jī)測(cè)試，問(wèn)題仍然存在。因?yàn)槌鼼RLY板外其它板件沒有肉眼可見的損壞，先將GRLY板更換，開機(jī)后故障與先前不同，報(bào)錯(cuò)信息在應(yīng)用程序加載完幾分鐘之后才出現(xiàn)，接著對(duì)機(jī)器做T/RChannel測(cè)試，結(jié)果如圖1所示。

圖1 T/R Channel測(cè)試圖

可以看出中間那塊GTX有問(wèn)題，多次測(cè)試后基本驗(yàn)證了這個(gè)結(jié)論。于是更換中間那塊GTX，開機(jī)進(jìn)行掃描測(cè)試后，報(bào)錯(cuò)信息不再出現(xiàn)。但卻又發(fā)現(xiàn)圖像有點(diǎn)像是后處理的問(wèn)題，測(cè)試過(guò)幾把探頭都一樣，查看log，判斷可能MRX也有問(wèn)題，最后更換MRX后故障徹底解決。

2.1.4 故障總結(jié)

整個(gè)故障處理過(guò)程更換三塊電路板：分別為GRLY、GTX和MRX。對(duì)于類似鼠患或者不小心內(nèi)部進(jìn)液引起的故障，處理起來(lái)必須特別小心，最好用無(wú)水酒精或精密電路板清洗液清洗電路板，切不可用75%的酒精清洗，否則可能會(huì)對(duì)機(jī)器造成二次損壞。同時(shí)還需提高防范意識(shí)，對(duì)機(jī)器進(jìn)行周期性、預(yù)防性保養(yǎng)，防止機(jī)器出現(xiàn)修復(fù)故障后再次進(jìn)行維修的狀況，避免造成重大損失[8]。

2.2 故障二

2.2.1 故障現(xiàn)象

在APPLICATION LOAD階段若出現(xiàn)“System Error”的報(bào)錯(cuò)信息，提示信息同2.1.1：當(dāng)加載完應(yīng)用程序后報(bào)“System error”，提示信息“system error,please reboot the system.”，有時(shí)候能進(jìn)掃描界面，但大多數(shù)沒法進(jìn)入。

2.2.2 故障分析

通常這類問(wèn)題是由前端硬件引起，當(dāng)系統(tǒng)探測(cè)到相關(guān)問(wèn)題，安全機(jī)器會(huì)自動(dòng)保護(hù)，然后停止裝載，并給出“SystemError”的報(bào)錯(cuò)信息。目前此類故障多發(fā)生在GTX、數(shù)據(jù)接收板（Digital Receive Board，DRX）（R3）和主電源板（Main Power Supper，MPS），比如硬件配置錯(cuò)誤或過(guò)載。但要確定是哪塊硬件出問(wèn)題，就需綜合考慮和運(yùn)用有效的排查手段。首先就是看ERROR LOG運(yùn)行日志，這些由通道或FPGA（Field-Programmable Gate Array）控制部分引起的問(wèn)題，ERROR LOG一般會(huì)有所體現(xiàn)。

2.2.3 故障檢修過(guò)程

（1）GTX故障。以下是機(jī)器的錯(cuò)誤日志，通過(guò)調(diào)看ERROR LOG我們就可以很容易發(fā)現(xiàn)是LE9物理位置的GTX4出問(wèn)題了：

Error;EA Error Handler(3340);Error from House Keeping:GFI Hard ware Exception:Sub Type31:-GFE Ch0empty-GFE Ch1empty GTX3HVFAULTTS_LEVEL_OK_N.Severity:FatalHW.

Info;DFEManager(3340);Handle RunFlag:setting Run-Block flag to false!

Warning;EA Error Handler(3340);Stops scan.

如果ERROR LOG沒有指示是哪塊GTX，簡(jiǎn)單的方法就是利用最靠右位置逐一拔插GTX，直到發(fā)現(xiàn)把某塊板拔出，系統(tǒng)沒有再報(bào)錯(cuò)，此時(shí)基本可以確定是這個(gè)GTX出現(xiàn)問(wèn)題。該類故障大多數(shù)是GTX小輸出變壓器短路，造成了通道的高壓驅(qū)動(dòng)電路短路，從而系統(tǒng)探測(cè)到過(guò)載，進(jìn)而保護(hù)。

（2）DRX故障。如果在ERROR LOG里沒有發(fā)現(xiàn)明顯的報(bào)錯(cuò)信息，最快速的方法就是進(jìn)入Common Service Desktop進(jìn)行T/R Switch測(cè)試，這個(gè)測(cè)試能夠幫助定位是哪個(gè)GTX或者DRX通道有問(wèn)題。測(cè)試結(jié)果如圖2所示。

圖2 T/R Switch測(cè)試圖

（3）MPS故障。對(duì)于MIANPOWER SUPPLY故障，我們也可以通過(guò)ERROR LOG找到相應(yīng)的信息：

Debug;acqGfi(3600);WatchDog:Watchdog still alive,errors=0x0060[--(ACFAIL)-(TS_LEVEL_OK)----]；

Friday,Feb 12 07:26:43,2010;info;acqHousekeeping(3068);TxPs event log；

seq[01]date[00/00/00]time[00:02:19]source[System(rack)supply]type[Error]detail[Fan Failure].

同時(shí)可關(guān)注MIANPOWER SUPPLY上P4接口，特別是24 V電壓的風(fēng)葉傳動(dòng)盤是否運(yùn)行正常，若在轉(zhuǎn)，說(shuō)明24 V輸出沒有問(wèn)題。P4接口以及引腳電壓定義圖如圖3所示。

圖3 主電源的P4接口（a）及引腳電壓定義圖（b）

2.2.4 故障總結(jié)

如果儀器未正常啟動(dòng)，首先應(yīng)考慮計(jì)算機(jī)故障[9]，逐一檢查計(jì)算機(jī)各端口的工作狀態(tài)，了解故障現(xiàn)象和日志文件。針對(duì)“System Error”之類的問(wèn)題，首先查看ERROR LOG文件，我們可以從中得到大部分的故障參考信息；如果沒有典型的提示，可利用Service Diagnostics進(jìn)行T/R Switch測(cè)試來(lái)幫助定位GTX或DRX；還可以采用排除法，將GTX和DRX交換拔出，來(lái)確定存在故障的板子。

2.3 故障三

2.3.1 故障現(xiàn)象

LOGIQ E9 R4.3.0機(jī)器在使用過(guò)程中，會(huì)間歇性地自動(dòng)重啟，如同按了電腦復(fù)位鍵一樣。重啟頻率不規(guī)則，有時(shí)幾分鐘，有時(shí)半小時(shí)，最長(zhǎng)時(shí)能正常使用幾小時(shí)。

2.3.2 故障分析

不間斷電源（Uninterruptible Power Supply，UPS）是醫(yī)療設(shè)備的重要部分，它能在市電突然斷開的緊急情況下保護(hù)設(shè)備和保存數(shù)據(jù)[10]。對(duì)于此故障，首先懷疑電壓不穩(wěn)，于是使用UPS電源做測(cè)試，排除故障非外部電壓引起。然后開始對(duì)機(jī)器測(cè)試，依次插拔內(nèi)存、硬盤等后端可以插拔的部件；接著插拔前端板卡，特別是前端MRX板，并對(duì)其進(jìn)行清潔，發(fā)現(xiàn)故障不變。查看log也沒有發(fā)現(xiàn)有異常的方面，最后查看手冊(cè)內(nèi)容判斷是因?yàn)镸RX板上有相關(guān)時(shí)鐘信號(hào)，從而引起故障。于是更換MRX板，結(jié)果故障依舊。其次直流供電電源電路保護(hù)或欠壓、過(guò)壓等故障也可能引發(fā)機(jī)器重啟[11]，故更換電源模塊，但故障仍舊沒能解決。最后剩下可能性最大的就只有BEP出現(xiàn)故障，為了能確定BEP故障，在拔掉了硬盤及前后端通訊線纜后開機(jī)測(cè)試。因?yàn)闆]有了硬盤，機(jī)器開機(jī)后一直停在磁盤操作系統(tǒng)界面，如果這個(gè)時(shí)候還會(huì)反復(fù)重啟，那就可以確定是BEP的問(wèn)題。等了不到5 min又自動(dòng)重啟，基本可以判斷是BEP故障。

2.3.3 故障檢修過(guò)程

這是一起由BEP故障引起的機(jī)器重啟，更換BEP后發(fā)現(xiàn)每次開機(jī)一直停在GE logo界面不動(dòng)，按F1按鍵也無(wú)效，對(duì)基本輸入輸出系統(tǒng)（Basic Input Output System，BIOS）芯片放電也沒用；后來(lái)想到E9的BIOS芯片都是卡在卡套里的，這種設(shè)計(jì)很容易產(chǎn)生接觸問(wèn)題，于是撥開卡扣取出芯片，對(duì)其進(jìn)行清潔，裝上后開機(jī)正常。從以上案例可以分析，現(xiàn)在LOGIQ E9很多后端問(wèn)題可能都跟BIOS有關(guān)，如停在LOGO界面、重啟、死機(jī)等現(xiàn)象，在故障處理時(shí)首先可以嘗試插拔一下BIOS芯片，最終更換BEP后該機(jī)器使用正常。

2.3.4 故障總結(jié)

現(xiàn)在的彩色超聲設(shè)計(jì)基本都是后端獨(dú)立的，且后端最重要的是主板，它的定制化和集成度越來(lái)越高[12]，但跟普通PC主板又有一定的差異，對(duì)現(xiàn)代醫(yī)學(xué)工程人員判斷故障會(huì)有很大的幫助。因此，處理這類故障時(shí)既要考慮和普通電腦故障的相同之處，又要加以區(qū)別等待。

2.4 故障四

2.4.1 故障現(xiàn)象

設(shè)備間歇性出現(xiàn)開機(jī)之后進(jìn)入虛擬界面，并報(bào)“systemerror”。

2.4.2 故障分析

機(jī)器啟動(dòng)時(shí)軟件或端口數(shù)據(jù)丟失易導(dǎo)致系統(tǒng)虛擬界面[13]。從報(bào)錯(cuò)信息看，認(rèn)為是開機(jī)時(shí)前端沒有被正常識(shí)別，導(dǎo)致機(jī)器進(jìn)入虛擬界面，所以先重新安裝了系統(tǒng)及應(yīng)用程序。但是重裝完后，故障不變，軟件因素排除。于是檢測(cè)硬件問(wèn)題，通過(guò)分析設(shè)備的工作日志，對(duì)比正常時(shí)期的日志，發(fā)現(xiàn)機(jī)器在報(bào)錯(cuò)時(shí)的日志中，MPS的電壓有丟失。判斷有可能是MPS電源故障導(dǎo)致前端開機(jī)時(shí)沒有被識(shí)別到造成的故障，于是更換MPS，但是新的MPS更換幾周后該故障再次出現(xiàn)。兩個(gè)MPS一樣的故障，感覺可能性不大，但是工作日志里還是發(fā)現(xiàn)有電壓缺失的報(bào)錯(cuò)，考慮到背板故障也有可能導(dǎo)致電源不能正常的和前端通訊，所以也把帶通濾波（Band Pass，BP）板更換了。BP板更換兩周后，設(shè)備依舊間歇性出現(xiàn)開機(jī)進(jìn)入虛擬界面的問(wèn)題。這次用TS再仔細(xì)分析日志，發(fā)現(xiàn)最新的日志里，有更明顯的log指向MPS引起了這次的故障。

Error;EAErrorHandler(1948);Error from HAL:TxPS voltage readback mismatch.Severity:NonFatalSW.

Info;DFEManager(1948);HandleRunFlag:setting RunDfe flag to false.

Error;ScUdt.DataModule(1948);RingBuffer::stop:Error;ScUdt.DataModule(1948);Cannot call stop()with state Freeze-Warning;EAErrorHandler(1948);Stops scan.

Warning;EchoScanner(1948);Stopping backend on a un-recoverable EA error message.

故障出現(xiàn)時(shí)發(fā)射電源的電壓都有異常的記錄。判斷MPS出現(xiàn)故障的可能性非常高。再次更換MPS后做MPS測(cè)試通過(guò)，經(jīng)過(guò)后期使用，機(jī)器徹底恢復(fù)正常。

2.4.3 故障檢修過(guò)程

該故障主要是因?yàn)镸PS板自身電壓丟失而沒有被機(jī)器識(shí)別，但更換新的電路板后仍然出現(xiàn)同樣的故障，使得我們不得不考慮到與MPS相連的背板，通過(guò)分析對(duì)比前后幾次的錯(cuò)誤日志，可以最終確定故障是MPS板自身?yè)p壞，加上背板接觸問(wèn)題導(dǎo)致MPS板的電源不能和前端正常通信這兩個(gè)因素的疊加造成的。

2.4.4 故障總結(jié)

對(duì)此類故障要認(rèn)真分析比較，由于該故障從表面分析到實(shí)際操作都是指向并針對(duì)MPS同一塊電路板，而最終除了該板本身確實(shí)損壞外，還找出了與MPS板相關(guān)聯(lián)的背板接觸問(wèn)題。所以我們?cè)诰S修過(guò)程中一定要認(rèn)真思考和分析，仔細(xì)觀察比較，切不可局限在一個(gè)范圍查找。

3 總結(jié)

GE LOGIQ E9彩超診斷系統(tǒng)是一款廣泛應(yīng)用于各級(jí)醫(yī)院比較智能成熟的機(jī)器，它具有很強(qiáng)的自檢和故障自診斷功能[14]。以上列舉了幾例常見故障，進(jìn)行了詳細(xì)的分析和處理，特別是對(duì)比了故障提示類似但原因不同、分析方法和思路不同、處理方式亦不同的故障情況。作為現(xiàn)代醫(yī)學(xué)工程人員，必須熟悉掌握醫(yī)療設(shè)備的工作原理，做好設(shè)備日常維護(hù)保養(yǎng)和預(yù)防性維修工作，才可能減少設(shè)備故障的發(fā)生、保障醫(yī)療設(shè)備狀態(tài)良好[15-16]。同時(shí)充分利用設(shè)備說(shuō)明書、維修手冊(cè)、聯(lián)系溝通廠家工程師等各種手段準(zhǔn)確判斷故障原因，定位故障部位，不斷鍛煉現(xiàn)代醫(yī)學(xué)工程人員的溝通、分析和保障能力，提高設(shè)備維修能力。