【作 者】谭峰

贵港市港北区人民医院，贵港市，537100

0 引言

飞利浦彩超M2540A、HD15超声诊断系统由于性价比高，在国内的中、高端彩超市场占有很大的份额。这两台彩超是在原有黑白B超图像处理技术的基础上叠加多普勒效应并经过电脑伪彩技术的处理实现超声图像流动液体的性质、流速快慢、方向的判定，人体组织的真正颜色并不能在彩超上呈现[1]。

1 飞利浦彩超系统的结构及工作原理

该彩超结构分为三部分，左边是电脑主机箱，另外一边是电子箱，外接探头。电子箱主要由电源板、发射板、接收板、BPAP板、调制板、连接器模块和分配板、APIO板等构成。如图1是飞利浦彩超的系统框图，显示了B超机整个电路原理和信号工作流程。由电子箱将启动控制信号送到发射、接收电路板，控制发射、接收板产生发射触发单极性电压脉冲并将其送至探头，探头将接收的回波送回发射、接收板，受B超面板上的增益STC和灵敏度时间调整控制，回波经放大检波后转为回波信号送到电子箱进行信号处理成为模拟电视信号输出给显示器和工作站[2]。

2 飞利浦彩超M2540A故障实例

2.1 故障现象

彩超M2540A进入B超探测工作界面后，虽然显示屏亮度、对比度、深度标记符号都能改变，但是超声进场扇形界面一片白、无超声工作切面图像。

图1 飞利浦彩超的系统原理图Fig.1 The system schematic diagram of PHILPS colorful ultrasonic diagnostic apparatus

2.2 故障分析

拔掉显示屏接口后无任何显示内容，说明显示屏工作正常。因为可以进入B超工作界面所以排除由于软件系统所导致的故障，快速判定为电子箱故障。此故障原因有4个：①探头故障；②电源板故障；③根据深度标记符号刻度、对比度、字符显示正常说明显像电路正常，故障点出在调制板上的图像存储电路；④发射板故障。故障④由于超声波发射电路板一端接到主板上，另一端通过主板插到分配板，拥有64个超声发射电路形成的64路发射通道；系统每次产生聚焦延时脉冲信号经过发射脉冲电路调制转化后形成单极性脉冲，这些单极性脉冲通过分配板中的脉冲分配器和地址控制分组后，对B超探头中的上千个阵元进行触发，使探头产生波长极短的超声波；所以，如果发射板发生故障则不能形成单极性脉冲，阵元不能产生超声波，引发故障。

2.3 故障检修方案

①首先将腹部探头与阴道探头在机器的3个探头接口互换测试，故障依旧，排除探头损坏。②用示万用表测电源板各输出电压，发现其与所对应各插口所标电压一致且稳定，排除电路板。③用示波器分组测调制板上的A/D转换器AD9235的输入脚27（AVDD）与脚32（VGND）、脚28与脚31之间均有模拟脉冲变化输入，脚29与脚30之间有工作电压3 V供电，这说明A/D转换器之前电路无故障。检测AD9235的输出脚7至14脚(D0～D7)，脚17至脚20(D8～D11)均有脉冲输出，故判断调制板上的图像存储电路正常[3]。④因为“聚焦延时脉冲”是“数字逻辑信号”，不能对探头上的阵元进行触发，所以要将这个“数字逻辑信号”通过“发射脉冲电路”转换成一个在幅度、宽度、功率都满足探头阵元产生超声波的单极性电压脉冲，其正常电压幅度是直流120 V左右[4]。用示波器测各组单极性电压脉冲，发现始终为低电平、无电压，故此板已坏，更换厂家提供的新发射电路板，重启彩超后，恢复正常。

3 飞利浦彩超HD15故障实例

3.1 故障现象

彩超HD15启动后未能正常进入系统“PHILIPS”开始界面、显示屏全部都是蓝色背光且无显示内容，同时工作站也是此现象。

3.2 故障分析

据上述工作原理可知电脑主机箱出现故障，再由蓝屏无内容可确定主机箱的显卡带S端口视频采集卡坏所导致。由于原显卡上只有厂家内部专用条码而型号无法获知，询问厂家换显卡需3万元。考虑到价格昂贵，笔者到电脑城花几百元买了普通电脑所用的显卡带S端口视频采集卡装上机器。启动主机箱后顺利进入彩超工作界面，但进行操作时图像延时、卡顿严重，这说明更换后的显卡型号与系统的显卡软件驱动版本不兼容所致，寻找到飞利浦彩超安装第三方软件驱动系统新硬件的方法成为关键。首先“彩超加载系统软件安装包来驱动硬件运行”分为3个过程：①屏幕仅显示字体“PHILIPS”，同时最下行显示“F2进入System Setup设置。”该过程完成对计算机主板BIOS的加载，对显卡、内存条等基本模块的监测[5]。②显示白色字体“PHILIPS”时伴随下面的蓝色滚动进度条，这个阶段是运行微软的Windows系统后完成对电脑硬件的驱动。③屏幕出现Vison版本号并以图片为背景，这是查询并加载“超声系统的引导文件”后才能开始对B超系统的应用软件进行加载，完成后进入B超探测工作界面。我们要想安装第三方驱动显卡的程序，就必须在彩超加载完Windows系统后切断第③个过程，所以在Windows中找到这个“超声系统的引导文件”至关重要。

3.3 故障检修方案

“寻找超声系统引导文件”的操作步骤为:（1）进入彩超虚拟PE系统方法步骤：制作完成U盘一键启动安装Windows虚拟PE系统后，U盘插入彩超主机箱电源启动键正上方的USB接口。重启彩超后一直按彩超键盘上的Patient（F2）键，进入Windows的“System Setup设置界面”，把硬件作为第一启动改为U盘优先第一启动:按“→”键选择“Boot选项界面下”，通过“↑↓”键选择“Boot USB Devices First”项，按回车键选择“Enable”。在“Advanced界面下”选择“USB Configuration”按回车键后，全部选择Enable，在“Exit界面”中保存退出后，彩超自动进入U盘启动的“PE系统”。（2）在PE系统下，双击“我的电脑”→C盘→ProgramFiles→philip s→mercury→Release→Ultrasound.exe，此Ultrasound.exe即为Windows系统下调用的“超声系统的引导文件”，重命名为“Ultrasound2.2exe”使其在彩超加载系统软件过程的第③个运行过程中不被调用加载超声系统的应用程序。即使在PE系统下能完成第三方软件安装，只是PE下能驱动硬件，但是在彩超的Windows系统下仍不能驱动硬件；如果在上述“彩超加载系统软件安装包来驱动硬件运行”的第②个过程完成Windows系统的加载后使用“移花接木”的思想，即在第③个过程中把引导文件“Ultrasound.exe”用Windows 系统的提示命令符“cmd.exe”文件进行替换后，彩超进入第③个过程就会直接加载cmd命令行接口运行窗口，用DOS命令安装第三方格式为.exe的程序或者刻录在光盘上的应用软件。具体操作步骤：用电脑上网下载格式为“.exe的万能显卡驱动安装包程序”解压后并重命名为123.exe；在用于启动PE系统的U盘中新创建文件夹并重命名为ab，把解压后的“123.exe”安装包程序复制粘贴到ab文件夹内。进入彩超的PE系统中，直接把U盘中的ab文件夹粘贴到C盘里；找出可执行文件提示命令符cmd.exe步骤：打开C盘→windows →System32→cmd把cmd复制黏贴到“寻找超声系统引导文件的操作步骤(2)中的Release文件夹中”，将该文件“cmd.exe”重命名为“Ultrasound.exe”。拔出U盘重启彩超运行完第②个过程后，彩超显示屏马上弹出cmd命令行接口运行窗口。用彩超键盘输入cd c:ab按“回车键”（打开C盘里ab文件夹），程序自动运行至下一行显示c:ab＞（在c盘ab文件夹），输入123按“回车键”（运行123文件），立刻弹出“万能显卡驱动程序的安装界面”，一直点击下一步装在C盘中。安装完成后重启彩超插入启动U盘进入PE系统下，按上述“寻找超声系统引导文件的操作步骤”第（2）步进入Release文件夹中，把已修改成Ultrasound.exe文件（实际是cmd文件）删除，同时在此文件夹Release中把已修改成名为Ultrasound2.2exe的文件重命名为原来的Ultrasound.exe后，重启彩超并拔出U盘。彩超运行完3个过程后进入彩超探测工作界面，再无卡顿现象、图像清晰，系统兼容新显卡，工作站显示正常。

4 讨论

现在的许多B超以及CT等大型医疗设备都采用基于Windows的控制系统，我们平时检修过程中要除了考虑硬件电路板会出现故障外，还需要考虑软件系统的故障，养成把这些Windows系统先备份的好习惯，创新性探讨安装第三方软件驱动新硬件的方法。熟悉Windows命令提示符、Dos窗口的常用编程语句；了解单片机的C语言、汇编编程语言；明白通讯信号采用FPGA进行处理，用Verilog语言编写程序；图像信号适用DSP快速处理。在维修硬件电路板方面，要以学好模拟电子技术和数字电路技术为基础，理解好各电路系统的工作原理，才能尽量少受制于厂家所提供的一般性维修技术方法，更加快速地检修好故障，为医院节省更多的维修费用[6]。