B超探頭故障分析與檢修
發(fā)布時(shí)間：2014-01-02
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【摘要】  超聲成像技術(shù)是目前醫(yī)院常規(guī)使用的醫(yī)學(xué)檢查手段。B超探頭作為B型超聲診斷儀的重要核心部件，其價(jià)格一般接近B超儀總價(jià)格的一半，故其檢修和維護(hù)對(duì)保證B超儀的正常使用具有較高的價(jià)值。本文在介紹B超儀及探頭原理的基礎(chǔ)上，對(duì)晶體故障、透鏡故障、護(hù)套損壞、外殼損壞、電纜線外漏和電路板燒壞等故障及其原因和檢修進(jìn)行了分析。

【關(guān)鍵詞】  B型超聲診斷儀 探頭 故障 檢修

    Failure Analysis and Maintenance of B-Ultrasonic Probe

    KE Guodong

    (Dept. of Medical Device, Maoming People’s Hospital, Guangdong Maoming 525000, China)

    Abstract  Ultrasound imaging technology is the conventional medical examination in present hospital. Probe as an important core component of the B-ultrasound diagnostic apparatus, and its price close to half of the total, the repair and maintenance of the probe is of high value for the normal use of the apparatus. On the basis of the working principles of B-ultrasonic apparatus and its probe, the essay makes an analysis of the causes and manitenance of crystal failure, lens fault, jacket damage, shell damage, cable leakage and circuit boards burned.

    Key words  B-ultrasonic apparatu；probe; failure；manitenance

    自B型超聲波診斷技術(shù)于20世紀(jì)50年代應(yīng)用于醫(yī)學(xué)臨床診斷以來(lái)，B超儀因其特有的無(wú)創(chuàng)性檢查技術(shù)、信息量豐富，具有灰階的切面圖像，接近于解剖真實(shí)結(jié)構(gòu)、對(duì)活動(dòng)界面能作動(dòng)態(tài)的實(shí)時(shí)顯示，而被廣泛地應(yīng)用于人體內(nèi)部臟器的輪廓及其內(nèi)部結(jié)構(gòu)、表淺器官內(nèi)布組織探測(cè)、診斷及術(shù)后觀察和治療上，成為醫(yī)院常規(guī)使用的醫(yī)學(xué)檢查手段。我院有B型超聲診斷儀10多臺(tái)，其中以日本阿洛卡和美國(guó)惠普的品牌居多。隨著設(shè)備的使用時(shí)間增長(zhǎng)，故障也開(kāi)始頻繁出現(xiàn)，且探頭故障較多。由于探頭是B超儀的重要核心部件，故探頭的檢修和維護(hù)對(duì)保證B超儀的正常使用具有較高的價(jià)值。

    1. B超儀工作原理與探頭構(gòu)造

    B型超聲診斷儀按其結(jié)構(gòu)分，主要由探頭、發(fā)射、接收電路、模擬信號(hào)處理電路、鍵盤(pán)控制電路、數(shù)字掃描變換器、圖像顯示電路以及電源電路等幾個(gè)部分組成。探頭按其掃描方式的不同，可分為線陣掃描探頭和相控陣掃描（扇掃）探頭兩種[1]。探頭一般由換能器、殼體、電纜和其它配套件組成。換能器是探頭的重要部件，它的任務(wù)是將電信號(hào)變換為超聲波信號(hào)或相反地將超聲波信號(hào)變換為電信號(hào)[2]。目前探頭可以發(fā)射和接收超聲，進(jìn)行電聲、信號(hào)轉(zhuǎn)換，能夠?qū)⒂芍鳈C(jī)送來(lái)的電信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)楦哳l振蕩的超聲信號(hào)，又能將從組織臟器反射回來(lái)的超聲信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)而顯示于主機(jī)的顯示器上。

    探頭作為B超儀的核心部件，由于使用頻繁，是最容易損壞的部分。但由于探頭價(jià)格昂貴，其價(jià)格一般接近B超儀總價(jià)格的一半，所以，修復(fù)保養(yǎng)探頭具有很高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。雖然各種B超探頭型號(hào)不同，廠家各異，但由于基本工作原理相通，結(jié)構(gòu)也類(lèi)擬，在熟練掌握B超儀基本原理的基礎(chǔ)上，根據(jù)機(jī)器自檢系統(tǒng)提供的信息為線索，根據(jù)探頭各部件之間存在的密切聯(lián)系，來(lái)檢查推測(cè)判斷故障的位置及原因，在較短的時(shí)間內(nèi)修復(fù)探頭是完全可以做到的。

    2. B超探頭故障分析與檢修

    B 超探頭出現(xiàn)故障很常見(jiàn)，產(chǎn)生故障的原因也是多種多樣，歸納起來(lái)不外乎以下幾個(gè)方面：（1）探頭本身的自然損耗。這是因?yàn)樘筋^都有一定的使用期限，超過(guò)使用期限后，就可能發(fā)生衰老、變質(zhì)、絕緣降低和機(jī)械磨損等現(xiàn)象，嚴(yán)重的甚至完全失效、漏電等，造成故障。（2）探頭的使用環(huán)境較差。主要是環(huán)境溫度、濕度，空氣中含腐蝕性氣體和灰塵，探頭受到強(qiáng)烈振動(dòng)，電源電壓波動(dòng)過(guò)大，這些都可能引發(fā)儀器故障。（3）人為故障。由于使用者或工程技術(shù)人員工作責(zé)任心不強(qiáng)，不能按時(shí)對(duì)探頭進(jìn)行必要的保養(yǎng)和維護(hù)，違規(guī)操作等原因引起。

    2.1 探頭部件故障率及原因

    根據(jù)我們對(duì)B超探頭維修的經(jīng)驗(yàn)，探頭出現(xiàn)的問(wèn)題主要有晶體故障、透鏡故障、護(hù)套損壞、外殼損壞、電纜線外漏和電路板燒壞，維修時(shí)也是從這幾個(gè)方面進(jìn)行檢查修復(fù)。各部件出現(xiàn)故障的頻率及故障原因如表1。

    表1    B超探頭部件故障率及原因（次/100次）

    從表1可以看出，探頭的損壞主要集中在電纜線外漏、外殼損壞和護(hù)套損壞幾個(gè)方面，而這幾個(gè)方面的損壞大都是因?yàn)槭褂脮r(shí)間過(guò)長(zhǎng)或操作人員使用不當(dāng)，探頭受到外界影響而出現(xiàn)故障。晶體故障主要是操作人員使用時(shí)不小心將探頭碰在硬物上，使探頭開(kāi)裂，晶片破碎或者是使用的耦合劑不合格，長(zhǎng)期使用對(duì)探頭損壞較大，嚴(yán)重的會(huì)使探頭表面起泡、開(kāi)裂。透鏡的故障主要是長(zhǎng)期使用造成自然磨損、劃痕、開(kāi)裂、腐蝕、脫膠、起泡或外力碰撞造成的損壞。當(dāng)操作人員不正常安裝或拆卸探頭和開(kāi)關(guān)機(jī)時(shí)操作不當(dāng)，還會(huì)造成電路板燒壞。

    2.2電纜線損壞的檢修

    B超探頭所采用的電纜是質(zhì)量要求很高的多芯高屏蔽電纜，做工十分精細(xì)，電纜內(nèi)導(dǎo)線嚴(yán)密，多的有上百根，似發(fā)絲粗細(xì)。由于探頭多方位的使用，電纜的彎曲、扭轉(zhuǎn)使得電纜的外保護(hù)區(qū)絕緣層會(huì)破皮、斷裂、露出了里面的信號(hào)線，屏蔽層的破壞、斷線，圖像就會(huì)產(chǎn)生干擾的波紋和缺損。

    故障現(xiàn)象：我院一臺(tái)惠普SONOS5500型B超，已使用了7年多，去年6月出現(xiàn)顯示器圖像嚴(yán)重干擾，滿屏出現(xiàn)雪花般光點(diǎn)，閃爍感強(qiáng)烈，且無(wú)法調(diào)節(jié)輝度。

    分析與檢修：由于探頭受到外力影響或操作人員使用有誤，探頭位置長(zhǎng)期放置不當(dāng)導(dǎo)致電纜線內(nèi)部導(dǎo)線斷裂。打開(kāi)外層皮套，將總的屏蔽線橫向劃開(kāi)，挑出幽裂線，焊好后，用透明膠帶纏上一層，用萬(wàn)用表1kΩ檔測(cè)量其是否導(dǎo)通，導(dǎo)通后，將此根導(dǎo)線的屏蔽接好并纏好膠帶。如果多根斷裂，方法同上。試機(jī)，一切正常后將最外層的總屏蔽線焊好，外層皮套用高壓電緣塑料膠帶作了固定，一年多來(lái)使用良好，沒(méi)有再出現(xiàn)故障。

    2.3 晶體損壞的檢修

    故障現(xiàn)象：我院一臺(tái)使用很久但質(zhì)量不錯(cuò)的阿洛卡SSD-620 黑白超，一次檢測(cè)出來(lái)的圖像中夾雜黑影，并有黑色條狀干擾。

    分析與檢修：B超探頭內(nèi)部多數(shù)采用的是壓電晶體，長(zhǎng)期使用后會(huì)造成晶體自然老化，不規(guī)范的使用或摔、碰等外力擊打會(huì)造成探頭晶體的損傷，晶體損傷后，B超檢測(cè)儀檢測(cè)出來(lái)的圖像就會(huì)出現(xiàn)信號(hào)衰減、圖像中有黑影、黑條、干擾、缺損等盲區(qū)，嚴(yán)重時(shí)圖像則會(huì)“失明”，這些都會(huì)造成醫(yī)生無(wú)法診斷，影響診斷質(zhì)量。

    這類(lèi)的故障是由B超探頭晶片短路導(dǎo)致的。晶片的短路可通過(guò)測(cè)量晶片的供電電壓來(lái)判斷，若某一晶片或晶片組的供電電壓較其它的為低，則可判斷該晶片或晶片組內(nèi)有短路。更換相應(yīng)的晶片或晶片組，使得探頭恢復(fù)以前的特性，干擾消失。

    2.4 透鏡故障的檢修

    故障現(xiàn)象：我院另一臺(tái)阿洛卡SSD-620 黑白超，顯示器圖像中出現(xiàn)垂直暗條。用手?jǐn)D壓探頭垂直暗條處，垂直暗條明顯減弱，更換同型號(hào)探頭垂直暗條消失，初步判斷，聲透鏡層與匹配層之間可能脫膠。

    分析與檢修：聲透鏡是B超探頭上部接觸人體的膠狀專(zhuān)業(yè)物質(zhì)，長(zhǎng)期使用之后會(huì)造成聲透鏡自然磨損、劃痕、開(kāi)裂、腐蝕、脫膠、起泡等破損，尤其是因耦合劑進(jìn)入下層造成的腐蝕，不僅會(huì)造成偽影等盲區(qū)，造成醫(yī)生的誤診，嚴(yán)重的會(huì)損傷B超探頭晶體或造成漏電，危及病人的身體，給病人和機(jī)器帶來(lái)傷害。

    用南京產(chǎn)704液體硅橡膠注入脫膠處并趕出氣泡，用紗布帶用力將探頭綁緊放置24小時(shí)后松綁，故障消失，探頭恢復(fù)正常使用。證明該故障是由聲透鏡層與匹配層之間脫膠所致。在處理這種故障時(shí)，使用液體硅橡膠作探頭聲透鏡的修補(bǔ)材料以及聲透鏡層與匹配層之間的粘合材料，實(shí)踐證明效果良好。

    2.5護(hù)套、外殼及電路板損壞的保養(yǎng)性檢修

    B超探頭護(hù)套是B超探頭與電纜線連接處起加固作用的膠套，B超探頭護(hù)套重要的作用是防止電纜直角折壓。長(zhǎng)期使用會(huì)造成護(hù)套的斷裂，脫落和缺失，從而會(huì)造成電纜折斷，影響圖像。

    B超探頭因長(zhǎng)期使用會(huì)造成殼體開(kāi)裂老化，或因?yàn)槿藶榈囊蛩厝缢?、碰而變形，這時(shí)由于破壞了探頭外殼的屏蔽質(zhì)量，會(huì)造成圖像干擾、不清，嚴(yán)重時(shí)會(huì)從前端出現(xiàn)感應(yīng)電流，危及病人身體。

    在某些情況下，B超機(jī)在開(kāi)機(jī)裝卸探頭或電路打火的時(shí)候，會(huì)使探頭內(nèi)電路板、高壓開(kāi)關(guān)燒壞，對(duì)圖像產(chǎn)生較大的影響，如圖像干擾、無(wú)圖像、缺圖像等現(xiàn)象。

    需要注意的是，B超探頭是B超機(jī)的核心部件，且價(jià)格十分昂貴，一定要在排除機(jī)器自身故障，確定是探頭故障后，方可打開(kāi)探頭。由于B超探頭使用頻繁，因此故障率較高，維修應(yīng)變被動(dòng)為主動(dòng)，可對(duì)探頭定期進(jìn)行保養(yǎng)性檢修，將故障處理在萌芽階段[3]。在平時(shí)的使用中，應(yīng)該注意到以下幾點(diǎn)：從主機(jī)上插拔探頭前，應(yīng)先把主機(jī)電源切斷；使用中輕拿輕放，不能硬拉或使電纜線打折，嚴(yán)禁敲打、跌落、碰撞；要使用合格的耦合劑，不要使用有腐蝕性的或自配的耦合劑；每次探頭使用完畢后，用軟布或軟紙將探頭擦干凈，不要用水或有機(jī)溶劑擦洗，以免探頭內(nèi)部電路進(jìn)水或損壞；探頭保護(hù)盒中應(yīng)保持干燥和清潔，室內(nèi)要保持一定的溫度與濕度，要有良好的地線和穩(wěn)定的交流電源。

    3.討論

    3.1維修是一個(gè)理論和實(shí)踐相結(jié)合的過(guò)程。作為一名專(zhuān)業(yè)的維修工程技術(shù)人員，不僅要熟悉B超機(jī)的工作原理，還要熟悉探頭的各個(gè)部件和作用，熟悉探頭各個(gè)部件間的關(guān)系。不要被不同廠家、不同型號(hào)的探頭（甚至沒(méi)有見(jiàn)過(guò)的探頭）所嚇倒，因?yàn)锽超機(jī)的工作原理相通，各種探頭的結(jié)構(gòu)也相擬。在熟悉掌握B超儀基本原理的基礎(chǔ)上，根據(jù)故障現(xiàn)象結(jié)合電路圖來(lái)分析造成故障的原因和可能損壞的器件；甚至在沒(méi)有電路圖紙的情況下，根據(jù)機(jī)器自檢系統(tǒng)提供的信息為線索，根據(jù)探頭各部件之間存在的密切聯(lián)系，來(lái)檢查推測(cè)判斷故障的位置及原因。最常有的檢查方法可采用電阻測(cè)量，電流測(cè)量，電壓測(cè)量，波形測(cè)量，元件代換和信號(hào)追蹤[3]，在維修的時(shí)候不能忽略任何一個(gè)細(xì)節(jié)。

    3.2指標(biāo)調(diào)校是維修過(guò)程的最后環(huán)節(jié)。一個(gè)維修過(guò)程一般分為五個(gè)環(huán)節(jié)：了解故障，分析故障，故障檢查，故障排除，指標(biāo)調(diào)校[4]。探頭修復(fù)后，維修工作還沒(méi)有結(jié)束，還必須對(duì)檢修過(guò)的探頭進(jìn)行指標(biāo)調(diào)試和校驗(yàn)，經(jīng)過(guò)指標(biāo)調(diào)試和校驗(yàn)，探頭能夠恢復(fù)到最佳狀態(tài)，整個(gè)維修過(guò)程才算全部結(jié)束。如果有可能，最好能參與一些儀器設(shè)備的研發(fā)工作，因?yàn)樵O(shè)計(jì)比維修要高一個(gè)層次[5]。以設(shè)計(jì)的思路進(jìn)行維修，雖然要求更高，但對(duì)于今后的維修更能得心應(yīng)手。

    3.3 重視預(yù)防性維修是醫(yī)療器械工程技術(shù)人員的基本要求。B超探頭是超聲診斷儀的關(guān)鍵部件，直接影響圖像的質(zhì)量和診斷的效果，而其使用頻繁，因此造成損壞的可能性非常的大，又因?yàn)锽超探頭價(jià)格比較貴，因此重視預(yù)防性維修是醫(yī)療器械工程技術(shù)人員的基本要求。預(yù)防性維護(hù)保養(yǎng)，預(yù)防性維修是一項(xiàng)經(jīng)常性細(xì)致的工作，做得好，做得認(rèn)真，做得嚴(yán)格，可以減少很多故障的發(fā)生。在超探頭出現(xiàn)的很多故障中，除了探頭本身的自然損耗必須更換新探頭之外，探頭的使用環(huán)境較差以及人為故障等等，這些因素引起的故障都是可以通過(guò)預(yù)防性維修來(lái)避免的，不可等到有故障了才去想到維修。


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本文摘自首席醫(yī)學(xué)網(wǎng)。