Philips FD20系列DSA故障分析与维修.pdf

网络出版地址临床工程网络出版时间：378-BME&ClinMed,May2023,Vol.27,No.3生物医学工程与临床2 0 2 3年5月第2 7 卷第3期2023-04-2111:04:37D0I:10.13339/ki.sglc.20230420.014https:/ FD20系列 DSA故障分析与维修仲建生1,刘蕾1,夏云成？关键词：数字减影血管造影；防碰撞传感器；校准；机械运动；压力传感器；AMC控制器中图分类号：R197.39文献标识码：C文章编号：10 0 9-7 0 9 0(2 0 2 3)0 3-0 37 8-0 5Fault analysis and maintenance of Philips Series FD20 DSAZHONG Jian-sheng,LIU Lei,XIA Yun-cheng?(1Department of Medical Equipment,The Peoples Hospital of Rugao,Rugao226500,Jiangsu,China,2.Department of E-quipment,Rugao Boai Hospital,Rugao226500,Jiangsu,China)数字减影血管造影（digital subtraction angiogra-phy,DSA)的基本原理是将注人造影剂前后拍摄的两幅X射线图像经数字化输入图像计算机，通过减影、增强和再成像过程把血管造影影像上的骨与软组织影像消除来获得清晰的纯血管影像，是电子计算机与常规X射线血管造影相结合的一种检查方法。DSA主要用于观察血管病变、血管狭窄的定位测量，以及为介人治疗提供真实的立体图像，是各种介人治疗的必备设备，适用于心脑血管、外周血管、肿瘤的检查和介人微创治疗。DSA检查的特点是具有对比度分辨率高、检查时间短、造影剂用量少、浓度低、患者X射线吸收量明显降低等优点，在血管疾病的临床诊断及治疗中具有十分重要的意义。其维修和保养是保证其设备正常运行的基础。现将2 台DSA数年来所发生部分故障的分析、维修过程进行总结。1故障一1.1故障现象荷兰PhilipsAllura-XperFD20DSAC型臂运动缓慢，数据监视器（DataMonitor）警告（Warning）：TUBE BODYGUARD Active(Override)。1.2故障分析根据故障现象及上述提示可知故障部位在机器的防碰撞传感器部分1.3故障维修该故障在梅雨季节发生率较高，通常数据监视器显示如下:Reduced speed,bodyguard blocks high speedmovement;Warning:bodyguard faulty,move at own riskClean bodyguard;Warning:bodyguard faulty or too closeatstart-up,risk。FD 2 0 共有10 个防碰撞传感器，分别位于球管四周、平板的四角及球管前端。根据提示首先查看球管、探测器周围有无异物，若没有异物可以尝试清洁所有防碰撞传感器，清洁后仍无效，则可以做防碰撞传感器校准 2 。首先开启设备、空调及除湿机1h左右，待机房内温度、湿度稳定后再进行校准。具体步骤如下：确认机架位于工作区（L臂在天轨2个黑三角之间的区域），球管、探测器周围8 0 cm无任何障碍物；点击主机屏幕左上角Option-Startfieldservice-Yes-OK，进人现场服务模式（field serviceframework,FSF）模式，选择Adjustment-Geometry-Front stand-sensor-Bodyguard Sensor Adjustment,点击OK，手术间会响一声；踩住脚闸中间的曝光开关不松开，平板、C型臂等会自动运动，机器开始对防碰撞传感器进行校准，完成后再响1次；点Next，再点击2 次OK后校准结束；点击System-AcceptNewSettings保存后退出。如未能通过则需要重复校准或者利用诊断工具查找对应的传感器并进行更换2故障二2.1故障现象PhilipsAllura-XperFD20DSA开机后自检时未听到床和L臂等机械部分自检的声音。重启动后主机报错,Geometry restarting:Do Not change SID;Warn-ing:Geometry movements partly available。作者单位：1.如皋市人民医院医学装备科，江苏如皋2 2 6 50 0；2.如皋博爱医院设备科，江苏如皋2 2 6 50 0作者简介：仲建生（19 7 8），男，江苏如皋人，本科，副主任技师，主要从事医学影像设备维修工作。电话：[phone]。E-mail：5140 59 53 q q.c o m。版权保护，不得翻录。379BME&ClinMed,May2023,Vol.27,No.3生物医学工程与临床2 0 2 3年5月第2 7 卷第3期2.2故障分析根据故障现象及上述提示可知故障部位在机械部分的控制单元2.3故障维修经询问操作者得知该机上次使用途中因停电机器停机，未再开机。此次开机即报上述错误，怀疑意外断电后位于辅助控制柜(RCabinet)内控制机械运动的计算机软件崩溃。查看主机的日志文件，提示控制机械运动的计算机与主控计算机之间无通信3。将控制机械运动的计算机连接显示器并重启，进入Win7系统，桌面上无机械运动软件启动的2 个命令模式的对话框，确认控制机械运动的计算机软件故障，需要重新安装。具体步骤如下：关机并将Philips提供的格式化硬盘的U盘插人计算机，再插入USB键盘；开机后按DEL键并输入密码进入BIOS,设置改为U盘启动，保存并退出计算机；从U盘启动，选择清除引导设备的选项，完成后重启计算机；拔出U盘，按F12使用网络启动，从IP地址为17 2.2 2.1.1的主机找到一个文件file:IBOOTIWINPE.wim后自动格式化硬盘并重新安装系统及软件；约30 min后重启计算机，可见Win7桌面显示C:IGeo_bootlStartGSU.exe和GSC2个命令模式的对话框，点击2 个命令模式的对话框，机器自检时床及L臂部分听到电磁铁动作的声音，至此机器运行正常。3故障三3.1故障现象Philips Allura-Xper FD20 DSA开机后Warning:Table movements partly available。床面被锁定,床水平方向和垂直方向均不能动作，重复开关机数次无效。3.2故障分析根据故障现象可知故障部位可能在机械控制信号回路或者驱动部分 4.53.3故障维修根据Philips随机提供的服务手册中床部分运动原理框图（图1)及日常维修经验，该故障在控制信号传输部分的可能性较大回。具体维修步骤如下：开机检查床自检时只听到2 声电磁阀（刹车）动作的声音，查看床下垂直与水平方向的模拟量伺服驱动器(advanced motion control,AMC)状态(Status）指示灯红色，电源(Power)指示灯绿色，状态正常；将辅助柜中由计算机控制的检查床运动控制（tablemotioncontrol)板卡金手指部分清洁后再开机7,床的自检声音变得正常，但报错未变；按下机架控制模块（geom-etrycontrolmodule）上的床面移动解锁按键后刹车不能释放，按床面上升按键后报错警告（Warning）：M o-torizedmovementunavailable;点击主机计算机屏幕左上角option-savelogforservice手动导出系统日志文件，用含有预安装环境（preinstallationenvironment，PE）工具的U盘启动主机计算机，在C:ftp-rootISaveDevDatallod_YYYYMMDD_TIME文件夹找到Event.zip压缩文件，解压缩后在Eventlog.txe文件内看到机器开机自检时报错床垂直方向的控制器(SmartDrive）故障，自检未能通过；具体报错信息是警告(Warning):AD7POST:Height drive test failed;错误（Error):Application error:POST failed:，Heightdrive，当垂直方向控制器故障后系统自检不通过，会导致垂直和水平方向均不能动作；交换水平、垂直方向驱动器报错一样且开机自检时床面的电磁铁无有动作，确认垂直方向驱动器故障；拆开垂直方向驱动器发现驱动板上电源输人端一只型号为2.2-35.0 L贴片变容二极管、2 只4.7 nF贴片电容烧毁，上层写有固件的控制（通信）板（NIU板）上未见明显异常；更换故障元器件后上机测试正常；分析烧毁的几个元器件是经过直流-直流变换电路给后端电路提供电源（图2），2.2-35.0 L变容二极管烧毁后导致后续某部分电路无供电从而开机自检失败。4故障四4.1故障现象PhilipsUNIQFD20DSAC型臂旋转途中偶发突然停止，刹车动作，显示器无报错信息4.2故障分析根据故障现象可知是C型臂旋转控制部分偶发故障导致。4.3故障维修查看系统日志，故障发生时提示平板防碰撞装置(Force Sensor)动作8,进FSF模式。打开Service一Adjustment-Geometry-Frontal Stand-Sensor-Force Sen-sorAdjustment时报错力传感器校准失败（ForceSensorcalibration FAILED;Weight=489.6 N,offset=-56.9 N)。关机拆开L臂后壳，用转接板接在下面的AMC控制器上CN3接插件，测量该接插件3、4引脚（Sensor+24V供电）阻值2 7 8 kQ2,8、11引脚（sensor运放输出对地）正常时阻值10.39 kQ，故障时559 Q（图3A），判断可能是传感器内运放不稳定导致该故障。尝试进行Force Sensor校准失败,进ServiceDiagnosticsGe-380-BME&Clin Med,May 2023,Vol.27,No.3生物医学工程与临床2 0 2 3年5月第2 7 卷第3期辅助柜Xper检查床AD7X机械控发动机、制计算机械运节点接编码器机主机动接口口单元电位器发动AMC机驱动器位置反馈RAOCRAN56Height0SID100图1检查床机械运动信号示意图Fig.1Schematic diagram of mechanical motion signal ofinspection bedometryMonitoringFrontal Stand-Frontal Stand AllMovements Monitoring查看故障时Force Sensor active在Yes和No之间跳变（图3B），下面的ForceSensorVoltage和ForceSensorforce也在变化，当C型臂旋82736V+wW45V-m更换元器件图2AMC驱动器烧毁部分电路图Fig.2Circuit diagram of burned part of AMC driver转时电压值和压力值也在连续变化，而故障时上述电压值和压力值会跳变。据此确认为该ForceSensor故障，订购相同型号传感器（A LT H ERI SA A 6-30 0 N-0.5B），按照服务手册更换并校准后机器正常运行。trollorSPAC-ArcPHILIPSP413phasP42-230VMotorX12RegulatorP424VBrakPZ6Zx26.ZP7.0X2:8.9anSeTestatetEtheeCATMotorCN4:3X3:3nterfacControberFtistndAsmandCN4:4X3-4CN4X3.5CNX3:6CN4ZX3:7RunvErrotDaCN4:1CN4:10X3PostOX3:101400CauareCN4:14CN412.15X3:12.15IVEnablm+24VrefN34SPUX1CN3.SPU-X1:8CN3-11SPUAX1H11M1:81CN3CalibrationoVSPU-X13DaAB图3力传感器(ForceSensor)电路图（A)和校准状态界面(B)Fig.3Diagrams of Force Sensor circuit(A)and calibration state(B)5讨论PhilipsFD20DSA主要由高压发生器、X射线球管、探测器、计算机系统、导管床和专用机架等部件组成，还有配套的高压注射器、各种后处理工作站等（图4）。结构复杂,维修和保养难度相对较高。通过上述4例故障的分析及处理过程可知DSA作为一个电子技术与计算机软硬件相结合的系统，对工程技术人员提出了更高的要求，不仅要具有电子技术基础和一些机械方面的技能，同时也要熟练掌握计算机软硬件技术 9.10 。随着计算机技术的发展，越来越多的电路板被计算机板卡或相应的软件所替代，笔者所在医院原先使用的ALLURA12DSA的机械运动控制是由一个控制柜内数块电路板来完成，而目前2台DSA的机械运动都由1台计算机控制，故障率相较于原来的电路板提高了不少，所以日常使用中更加要注意预防性维护、保养工作 1,12 ,同时将机器中计算机的系统软件尽量用GHOST或其他工具做好备份，以便软件故障时可以恢复，从而可以避免软件出现故障时繁琐的安装、设置工作 36结论作为集诊断与治疗功能于一体的大型影像设备，DSA对设备使用者及工程技术人员都有严格的要求，且其一旦在使用途中发生故障将会对心内科等科室造成较大影响，所以需要工程技术人员能够熟练掌握设备的工作原理及发生故障后的应急处理措施，当然如医院能够有2 台以上的同类型设备，那对于发生故障时的患者转移及后续的设备维修都有很大帮助。作为医院的临床医学工程师，平时除了做好设备的维修工作之外，还要重视并积极参与预防性维护保养及质量控制工作，才能保证设备检查及治疗的有效性、准BME&Clin Med,May2023,Vol.27,No.3381生物医学工程与临床2 0 2 3年5月第2 7 卷第3期外围接口交互操作模块工作站使用者接口影像机械运动系统控制图像存储影像区射线发生器图像检测图像处理图像显示影像影像X射线穿透患者剂量率控制图4PhilipsFD20DSA结构框图Fig.4Structure diagram of Philips FD20 DSA确性，从而体现出工程技术人员的价值 14.15参考文献：1闫瑾，仲建生.PHILIPSIntegris Allura 12数字减影血管造影维修四例 J.医疗装备,2 0 2 1,34(5)：12 1-12 2.YAN Jin,ZHONG Jian-sheng.Four examples troubleshootingof PHILIPS Integris Allura 12 digital subtraction angiographyJ.Medical Equipment,2021,34(5):121-122.2任添翼.飞利浦AlluraXperFD20故障维修探讨 J.人人健康,2 0 19,(19):2 7 9-2 7 9.REN Tian-yi.Troubleshooting of Philips Allura Xper FD20J.Health for Everyone,2019,(19):279-279.3朱伟，方，严郁，等.SiemensAXIOMArtisDSA通信故障分析与维修 J.临床放射学杂志，2 0 2 0,39(6)：12 40-12 40.ZHU Wei,FANG Ge,YAN Yu,et al.Communication failureanalysis and maintenance of Siemens AXIOM Artis DSA J.Journal of Clinical Radiology,2020,39(6):1240-1240.【4顾军民.数字平板DSA的工作原理和开机后设备报错故障的分析及维修心得 J.中国医疗设备,2 0 19,34(6)：16 8-169,176-176.GU Jun-min.Working principle of digital flat panel DSA andthe malfunction analysis and maintenance experience of e-quipment error fault after startupJJ.China Medical Devices,2019,34(6):168-169,176-176.5战润洪，王丽玲，关珊珊，等.飞利浦AlluraXperFD20平板血管造影机故障维修二例 J.医疗装备，2 0 2 1,34(5)：132-133.ZHAN Run-hong,WANG Li-ling,GUAN Shan-shan,et al.Two cases of troubleshooting of Philips Allura Xper FD20 flatpanel angiography machineJ.Medical Equipment,2021,34(5):132-133.6邱春冬，成刚.Allura XperFD20数字减影血管造影检查床故障维修1例 J.中国医疗设备，2 0 16，（8)：158-158,16 3-163.QIU Chun-dong,CHENG Gang.One case of troubleshootingof Allura Xper FD20 digital subtraction angiography examina-tion couchJ.China Medical Devices,2016,(8):158-158,163-163.【7 倪杰雄.通过实例分析浅谈飞利浦DSA的日常维护 J.科技风,2 0 17,(2):18 5-18 5,18 7-18 7.NI Jie-xiong.Daily maintenance of Philips DSA through ex-ample analysisJJ.Technology Wind,2017,(2):185-185,187-187.【8 马瑞芳，接利彬，于忠辉.DSA碰撞故障检修2 例 .医疗设备信息,2 0 0 4,19(5)：7 5-7 5.MA Rui-fang,JIE Li-bin,YU Zhong-hui.Two 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LIT），可以用几种市售硅胶配方制成精确、准确、坚固和功能性的结构。为了达到这一性能水平，研究团队开发了一种由硅油乳液制成的支撑材料。这种材料对硅基墨水的界面张力可以忽略不计，消除了经常导致硅胶3D打印失败的界面张力。许多神经外科医生在进人手术室之前都会根据他们对患者大脑的了解来练习每一项手术。但目前神经外科医生用于训练的大脑模型并不能很好地模拟大脑中真正的血管，这些模型无法提供真实的触觉反馈，缺乏微小但重要的结构细节，而且通常不包含决定每次手术如何进行的整体解剖组分。在手术前对患者的大脑进行逼真且个性化的模拟，可以减少医生在真实手术过程中的错误。3D打印技术可以制造出具有外科医生所需的柔软手感和结构精度的复制品。3D打印过程中，打印设备铺设一层又一层熔化的塑料，这些塑料固化后形成一个自我支撑的结构。然而，许多柔性材料不能像3D打印机通常使用的塑料丝那样融化和重新固化。用户只能使用硅基软材料一次性打印一一打印时材料必须处于液态，在打印后不可逆固化。如何使用液体材料打印一个复杂的3D形状，而且最终保持结构的精确性，不会出现一些坑坑洼洼的变形呢？在这项研究中，研究团队决定通过开发一种由硅油（silicone oil,在室温下保持液体状态的线型聚硅氧烷产品）制成的支撑材料来解决界面张力的问题。大多数硅胶墨水在化学上与硅胶支撑材料相似，因此极大地降低了界面张力，但也有足够的差异，可以在3D打印时放在一起保持分离。研究团队创造了许多候选支撑材料，但发现最好的方法是制造硅油和水的致密乳液，它是由连续的硅油中填充的微水滴制成，即AMULIT。研究人员对已经广泛使用的嵌入式3D打印技术进行了改进，使用这种技术，打印“墨水”被沉积到第二个支撑材料的浴槽中，该材料被设计成在打印喷嘴周围流动，并在喷嘴离开后将“墨水”困在原地。这使得用户可以通过将液体困在3D空间中，直到打印结构固化，从而用液体创建复杂的3D形状。使用AMULIT支持介质，能够以高分辨率打印现成的硅胶，创建直径小至8 m的微小结构特征，而且打印的结构与传统的模制结构一样具有弹性和耐用性。这些功能能够基于3D扫描数据来3D打印患者大脑血管的精确模型,还能基于解剖学数据3D打印一个功能性心脏瓣膜模型。这种硅胶3D打印的高分辨率患者大脑血管模型，能够帮助神经外科医生在手术前进行更真实的模拟训练，从而改善治疗效果。AMULIT技术克服了嵌入式3D打印硅胶结构变形及支撑介质变形这些挑战，让先进的硅胶基技术在医疗卫生领域的发展应用成为可能，例如打印用于治疗的个性化植人物，以及为患者定植生理结构模型