凌文嘉, 黄育铭，张凯敏

广东省人民医院（广东省医学科学院）a.医疗设备处；b.心导管室，广东 广州 510080

引言

数字减影血管造影（Digital Subtraction Angiography，DSA）是 20 世纪 80 年代兴起的一种医学图像学新技术，是计算机与常规X线血管造影相结合的一种新的检查方法[1-3]。在心脏介入手术中得到广泛的应用，如医院急诊胸痛患者、心脏抢救患者的手术治疗，实现了微创、便捷、见效快的手术效果，而血管造影机正是心脏介入手术的必备设备[4-6]。

飞利浦Allura Xper FD20 血管造影机具备最大管电流1000 mA，最大管电压125 kV，具有血管的实时减影功能，可满足临床进行各大心脏介入手术。由于该设备涉及机械、电子、计算软硬件系统，多元传感器等多种技术，具有很高的集成度和复杂性[7-8]。其核心部件有探测器、球管、检查床、C臂、影像处理系统，所以为了保证该设备的正常运作，定期保养、检测、调校和配件更换都是必要的，而且能够极大地减少隐患，降低故障率，从而降低手术风险[9-10]。本文选取检查床及C 臂运动异常的3个故障案例，通过对设备的基本结构及工作原理进行分析，详细介绍故障排除的方法，旨在为今后出现类似的故障情况提供维修参考依据。

1 血管造影机基本结构和工作原理

血管造影机是利用计算机处理数字化的影像信息，消除骨骼和软组织影的减影技术。不含造影剂的图像称为掩模像，利用高压注射器在血管中注入造影剂后得到的图像称为造影像，因为两种图像像素的不同，因此经过对数放大及帧叠加后相减得到减影像，由于减影像图像对比度较低，因此需要对减影像做增强处理[11-12]，最终得到临床医生所需要的血管图像。血管造影机数字减影图像处理流程图如图1所示。

图1 血管造影机数字减影图像处理

血管造影机主要由X线球管、数字平板探测器、计算机系统、监视器、C臂和检查床组成（图2）。高压发射器为X线球管提供灯丝电压及管电压后，X线球管中阴极产生高速电子撞击高速旋转阳极靶后才生高能X线，X线穿透人体后在数字平板探测器上X线转换为可见光，再将光信号传送到光电探测器后获得电信号，接着模拟电信号转变为数字信号，即为A/D转换。数字信号经过计算机系统处理后得到减影图像数字信号，最后是D/A数模转换后在监视器显示实际图像。C臂上分别有X线球管及数字平板探测器，根据不同患者不同病灶特征临床医生为了得到更好的造影图像往往需要大幅度的旋转C臂。检查床主要用于手术时支撑患者摆放体位，床面可纵向或者横向移动，也可根据手术体位需要调节床面高度[13-14]。

图2 血管造影机主要部件结构图

2 故障案例分析

2.1 案例一

2.1.1 故障现象

检查床上下运动过程会中断停止，停止后控制运动的模块（GEO）部分自动重启，重启自检完成后又可以上下运动，但是每次上下运动只能运动5 cm左右。

2.1.2 故障分析及处理

（1）首先怀疑是电位器故障导致该故障现象，上下运动检查床，观察发现高度检查正常，平板到球管的距离（SID）有变化，所以排除电位器故障，继续检查床运动轨迹，未发现有异物阻挡。

（2）运动中测试发现，如果持续按住上或者下运动键，每运动大约5 cm会停止，GEO部分重启；如果按上下键，每次使得床运动大概2 cm左右放开后再继续按，检查床可以一直上下运动到极限位置，该故障初步判断为速度检测编码器故障。

（3）维修服务模块（FSF）查看报错信息为“Hall Sensor Failure”，即速度编码器故障，该速度编码器与检查床升降电机的非负载端同轴连接，能够准确地反映电机转子的机械位置，即检测到检查床升降电机的速度从而间接地反映出检查床台面高度位置。在FSF Diagnostics-Geometry-Function Test-Table-Table Height Movement Test 测试床上下运动状态测试过程床也会停止，速度检测也未检测出（图3）。因此判定速度编码器故障，更换速度编码器后机器正常使用，编码器如图4所示。

图4 速度编码器

2.2 案例二

2.2.1 故障现象

开机启动后C臂不能正常转动。

2.2.2 故障分析

（1）怀疑C臂电机电磁铁问题，尝试按键翻转C臂的一个方向电机会动一下，电磁铁没有释放，使用万用表测量电磁铁没有供电。尝试按键翻转C臂的另一个方向电机也会动一下，电磁铁同样响一下，使用万用表测量电磁铁会瞬间通一下电后再次断电。暂时排除电机和电磁铁的故障问题。

（2）查看电路图怀疑C臂旋转角度超出范围，当C臂旋转后其角度电位器R1的电阻值也随着改变，从而反馈到SPC2（电机驱动单元），当旋转角度过大超过一定的阻值后C臂电机驱动单元获得信号使电机不工作，导致C臂无法正常旋转运动，电位器电路图如图5所示。

图5 C臂旋转角度电位器电路图

查看系统查询C臂旋转角度屏幕显示是LAO值（C臂左侧旋转角度）为 124°（图6）。正常范围是0°～120°，初步判断是C臂运动位置超限导致该故障现象。

图6 C臂旋转角度屏幕显示值

2.2.3 故障处理

为将C臂恢复到正常运动，首先在开机状态将角度电位器拆下，屏幕上显示的LAO值拨动电位器使LAO值在0°～120°，如将LAO值调到114°后安装电位器，关机重启后测试C臂可以正常运动，将C臂向右旋转角度，LAO值会变小；将C臂可以旋转至LAO值为23°（由于C臂的位置有一个相对0°位，改动角度值后，真实0°位即不正确，C臂的真实角度从124°到114°调小了10°，所以需把角度电位器调回此处真实的33°），因此再次将电位器拆下调至33°，最后重新安装电位器。关机重启后测试C臂旋转运动正常，旋转LAO值0°位对应准确。测试C臂旋转会报Bodyguard（防撞保护盖）错误，Bodyguard校准后正常。测试C臂旋转到120°会自动停止，故障解决。该处应该注意使用IST（软件的管控工具）授权改过时间，恢复时除改回工作站时间，还需改回检查床上小屏时间，否则时间不同步，小屏开机会黑屏。

2.3 案例三

2.3.1 故障现象

床上升或者下降过程中，床会自动掉电重启，床面板锁不住。询问医师得知，在患者上下过程中出现，系统信息为“Geometry restarting Do NOT change SID”。

2.3.2 故障分析

（1）首先查看主机故障日志检查高度问题，当出现问题时，报错：position error（位置误差），怀疑是限位开关失灵，拆机发现检查床上下运动没有限位开关，上下极限位置是通过压力传感器反馈而限位。最低或者最高位置时会触碰压力传感器，该压力传感器为桥式电路压力传感器如图7～8所示，因此可排除限位失灵导致该故障。

图7 压力传感器实物图

图8 桥式电路压力传感器

（2）检查床下高度电位器，阻值有跳变，判断高度电位器故障，找电位器的一个中间阻值，直接用一个固定值做检测，不连接高度检测钢丝，开机能正常自检过，但是床上升下降范围比之前少1/2，而且会触碰到压力传感器，床会掉电重启。因此判定为高度电位器损坏需更换。

2.3.3 故障处理

根据故障判定高度电位器损坏，最后更换床下高度电位器，由于电位器出厂的初始设置值与之前的一样，所以不用调节位置，最终测试机器恢复正常使用。

3 讨论与总结

血管造影机使用过程中，大多数的故障均会产生详细的故障代码，在日常维修过程中通过查看故障代码及故障现象，结合设备的结构原理，可解决故障问题。本文阐述了3例比较典型的故障维修案例，案例一没有明确的故障零部件特征，故障排查需要对先了解清楚设备的基本结构后分析故障原因，特别是最终使用到加密狗进入维修服务模块能直接判断速度编码器损坏导致检查床升降异常；案例二在日常使用中可能较为常见，因为临床医生为了得到更好的造影图像往往需要大角度的旋转C臂，因此导致旋转角度超出设定范围，该故障现象排查能够指导设备维修工程师遇到相同故障现象时快速的解决故障，因为工程师无须更换零配件只需现场调节角度电位器后即可恢复正常使用；案例三是由于高度电位器损坏导致检查床无法锁定，排查该故障可通过查看机器故障日志找到位置错误。

由于血管造影机设备使用率高，因此故障率高，但是维修配件价值昂贵，所以日常的使用保养尤其重要。需加强预防性维护保养工作，包括设备的安全检查、影像质量检查、设备除尘保养、运行状态检查等[15-16]。作为临床工程师应不断提高专业技术能力，加强对血管造影机的全面了解，同时可要求厂家提供血管造影机的日常使用操作指引、维修手册、常见故障代码及排除办法等[17-18]，本文的故障案例分析为血管造影机的正确使用及故障维修提供了一定的参考，通过快速、高质量地完成故障设备的维修、零配件更换等工作，可以提高血管造影机的高效稳定运行，保证患者的生命安全。