B超探头故障分析与检修
发布日期：2014-01-02
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【摘要】 超声成像技术是目前医院常规使用的医学检查手段。B超探头作为B型超声诊断仪的重要核心部件，其价格一般接近B超仪总价格的一半，故其检修和维护对保证B超仪的正常使用具有较高的价值。本文在介绍B超仪及探头原理的基础上，对晶体故障、透镜故障、护套损坏、外壳损坏、电缆线外漏和电路板烧坏等故障及其原因和检修进行了分析。
【关键词】 B型超声诊断仪 探头 故障 检修
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型超声波诊断技术于20世纪50年代应用于医学临床诊断以来，B超仪因其特有的无创性检查技术、信息量丰富，具有灰阶的切面图像，接近于解剖真实结构、对活动界面能作动态的实时显示，而被广泛地应用于人体内部脏器的轮廓及其内部结构、表浅器官内布组织探测、诊断及术后观察和治疗上，成为医院常规使用的医学检查手段。我院有B型超声诊断仪10多台，其中以日本阿洛卡和美国惠普的品牌居多。随着设备的使用时间增长，故障也开始频繁出现，且探头故障较多。由于探头是B超仪的重要核心部件，故探头的检修和维护对保证B超仪的正常使用具有较高的价值。
1. B超仪工作原理与探头构造
B型超声诊断仪按其结构分，主要由探头、发射、接收电路、模拟信号处理电路、键盘控制电路、数字扫描变换器、图像显示电路以及电源电路等几个部分组成。探头按其扫描方式的不同，可分为线阵扫描探头和相控阵扫描（扇扫）探头两种[1]。探头一般由换能器、壳体、电缆和其它配套件组成。换能器是探头的重要部件，它的任务是将电信号变换为超声波信号或相反地将超声波信号变换为电信号[2]。目前探头可以发射和接收超声，进行电声、信号转换，能够将由主机送来的电信号转变为高频振荡的超声信号，又能将从组织脏器反射回来的超声信号转变为电信号而显示于主机的显示器上。
探头作为B超仪的核心部件，由于使用频繁，是最容易损坏的部分。但由于探头价格昂贵，其价格一般接近B超仪总价格的一半，所以，修复保养探头具有很高的经济价值。虽然各种B超探头型号不同，厂家各异，但由于基本工作原理相通，结构也类拟，在熟练掌握B超仪基本原理的基础上，根据机器自检系统提供的信息为线索，根据探头各部件之间存在的密切联系，来检查推测判断故障的位置及原因，在较短的时间内修复探头是完全可以做到的。
2. B超探头故障分析与检修
B 超探头出现故障很常见，产生故障的原因也是多种多样，归纳起来不外乎以下几个方面：（1）探头本身的自然损耗。这是因为探头都有一定的使用期限，超过使用期限后，就可能发生衰老、变质、绝缘降低和机械磨损等现象，严重的甚至完全失效、漏电等，造成故障。（2）探头的使用环境较差。主要是环境温度、湿度，空气中含腐蚀性气体和灰尘，探头受到强烈振动，电源电压波动过大，这些都可能引发仪器故障。（3）人为故障。由于使用者或工程技术人员工作责任心不强，不能按时对探头进行必要的保养和维护，违规操作等原因引起。
2.1 探头部件故障率及原因
根据我们对B超探头维修的经验，探头出现的问题主要有晶体故障、透镜故障、护套损坏、外壳损坏、电缆线外漏和电路板烧坏，维修时也是从这几个方面进行检查修复。各部件出现故障的频率及故障原因如表1。
表1 B超探头部件故障率及原因（次/100次）
从表1可以看出，探头的损坏主要集中在电缆线外漏、外壳损坏和护套损坏几个方面，而这几个方面的损坏大都是因为使用时间过长或操作人员使用不当，探头受到外界影响而出现故障。晶体故障主要是操作人员使用时不小心将探头碰在硬物上，使探头开裂，晶片破碎或者是使用的耦合剂不合格，长期使用对探头损坏较大，严重的会使探头表面起泡、开裂。透镜的故障主要是长期使用造成自然磨损、划痕、开裂、腐蚀、脱胶、起泡或外力碰撞造成的损坏。当操作人员不正常安装或拆卸探头和开关机时操作不当，还会造成电路板烧坏。
2.2电缆线损坏的检修
B超探头所采用的电缆是质量要求很高的多芯高屏蔽电缆，做工十分精细，电缆内导线严密，多的有上百根，似发丝粗细。由于探头多方位的使用，电缆的弯曲、扭转使得电缆的外保护区绝缘层会破皮、断裂、露出了里面的信号线，屏蔽层的破坏、断线，图像就会产生干扰的波纹和缺损。
故障现象：我院一台惠普SONOS5500型B超，已使用了7年多，去年6月出现显示器图像严重干扰，满屏出现雪花般光点，闪烁感强烈，且无法调节辉度。
分析与检修：由于探头受到外力影响或操作人员使用有误，探头位置长期放置不当导致电缆线内部导线断裂。打开外层皮套，将总的屏蔽线横向划开，挑出幽裂线，焊好后，用透明胶带缠上一层，用万用表1kΩ档测量其是否导通，导通后，将此根导线的屏蔽接好并缠好胶带。如果多根断裂，方法同上。试机，一切正常后将最外层的总屏蔽线焊好，外层皮套用高压电缘塑料胶带作了固定，一年多来使用良好，没有再出现故障。
2.3 晶体损坏的检修
故障现象：我院一台使用很久但质量不错的阿洛卡SSD-620 黑白超，一次检测出来的图像中夹杂黑影，并有黑色条状干扰。
分析与检修：B超探头内部多数采用的是压电晶体，长期使用后会造成晶体自然老化，不规范的使用或摔、碰等外力击打会造成探头晶体的损伤，晶体损伤后，B超检测仪检测出来的图像就会出现信号衰减、图像中有黑影、黑条、干扰、缺损等盲区，严重时图像则会“失明”，这些都会造成医生无法诊断，影响诊断质量。
这类的故障是由B超探头晶片短路导致的。晶片的短路可通过测量晶片的供电电压来判断，若某一晶片或晶片组的供电电压较其它的为低，则可判断该晶片或晶片组内有短路。更换相应的晶片或晶片组，使得探头恢复以前的特性，干扰消失。
2.4 透镜故障的检修
故障现象：我院另一台阿洛卡SSD-620 黑白超，显示器图像中出现垂直暗条。用手挤压探头垂直暗条处，垂直暗条明显减弱，更换同型号探头垂直暗条消失，初步判断，声透镜层与匹配层之间可能脱胶。
分析与检修：声透镜是B超探头上部接触人体的胶状专业物质，长期使用之后会造成声透镜自然磨损、划痕、开裂、腐蚀、脱胶、起泡等破损，尤其是因耦合剂进入下层造成的腐蚀，不仅会造成伪影等盲区，造成医生的误诊，严重的会损伤B超探头晶体或造成漏电，危及病人的身体，给病人和机器带来伤害。
用南京产704液体硅橡胶注入脱胶处并赶出气泡，用纱布带用力将探头绑紧放置24小时后松绑，故障消失，探头恢复正常使用。证明该故障是由声透镜层与匹配层之间脱胶所致。在处理这种故障时，使用液体硅橡胶作探头声透镜的修补材料以及声透镜层与匹配层之间的粘合材料，实践证明效果良好。
2.5护套、外壳及电路板损坏的保养性检修
B超探头护套是B超探头与电缆线连接处起加固作用的胶套，B超探头护套重要的作用是防止电缆直角折压。长期使用会造成护套的断裂，脱落和缺失，从而会造成电缆折断，影响图像。
B超探头因长期使用会造成壳体开裂老化，或因为人为的因素如摔、碰而变形，这时由于破坏了探头外壳的屏蔽质量，会造成图像干扰、不清，严重时会从前端出现感应电流，危及病人身体。
在某些情况下，B超机在开机装卸探头或电路打火的时候，会使探头内电路板、高压开关烧坏，对图像产生较大的影响，如图像干扰、无图像、缺图像等现象。
需要注意的是，B超探头是B超机的核心部件，且价格十分昂贵，一定要在排除机器自身故障，确定是探头故障后，方可打开探头。由于B超探头使用频繁，因此故障率较高，维修应变被动为主动，可对探头定期进行保养性检修，将故障处理在萌芽阶段[3]。在平时的使用中，应该注意到以下几点：从主机上插拔探头前，应先把主机电源切断；使用中轻拿轻放，不能硬拉或使电缆线打折，严禁敲打、跌落、碰撞；要使用合格的耦合剂，不要使用有腐蚀性的或自配的耦合剂；每次探头使用完毕后，用软布或软纸将探头擦干净，不要用水或有机溶剂擦洗，以免探头内部电路进水或损坏；探头保护盒中应保持干燥和清洁，室内要保持一定的温度与湿度，要有良好的地线和稳定的交流电源。
3.讨论
3.1维修是一个理论和实践相结合的过程。作为一名专业的维修工程技术人员，不仅要熟悉B超机的工作原理，还要熟悉探头的各个部件和作用，熟悉探头各个部件间的关系。不要被不同厂家、不同型号的探头（甚至没有见过的探头）所吓倒，因为B超机的工作原理相通，各种探头的结构也相拟。在熟悉掌握B超仪基本原理的基础上，根据故障现象结合电路图来分析造成故障的原因和可能损坏的器件；甚至在没有电路图纸的情况下，根据机器自检系统提供的信息为线索，根据探头各部件之间存在的密切联系，来检查推测判断故障的位置及原因。最常有的检查方法可采用电阻测量，电流测量，电压测量，波形测量，元件代换和信号追踪[3]，在维修的时候不能忽略任何一个细节。
3.2指标调校是维修过程的最后环节。一个维修过程一般分为五个环节：了解故障，分析故障，故障检查，故障排除，指标调校[4]。探头修复后，维修工作还没有结束，还必须对检修过的探头进行指标调试和校验，经过指标调试和校验，探头能够恢复到最佳状态，整个维修过程才算全部结束。如果有可能，最好能参与一些仪器设备的研发工作，因为设计比维修要高一个层次[5]。以设计的思路进行维修，虽然要求更高，但对于今后的维修更能得心应手。
3.3 重视预防性维修是医疗器械工程技术人员的基本要求。B超探头是超声诊断仪的关键部件，直接影响图像的质量和诊断的效果，而其使用频繁，因此造成损坏的可能性非常的大，又因为B超探头价格比较贵，因此重视预防性维修是医疗器械工程技术人员的基本要求。预防性维护保养，预防性维修是一项经常性细致的工作，做得好，做得认真，做得严格，可以减少很多故障的发生。在超探头出现的很多故障中，除了探头本身的自然损耗必须更换新探头之外，探头的使用环境较差以及人为故障等等，这些因素引起的故障都是可以通过预防性维修来避免的，不可等到有故障了才去想到维修。
【参考文献】
[1] 赵春生. B型超声诊断系统原理结构与故障维修[J]. 医疗装备，2003，16（5）：49.
[2] 卜书中. 超声诊断仪换能器与探头概述[J]. 现代医学仪器与应用.1996，8（2）：7.
[3] [4] 文剑. B超维修的一般原则和技巧[J]. 医疗设备信息，2000，15（2）：48-49.
[5] 李惠平. 关于医疗设备维修的几点体会[J]. 医疗保健器具，2008，111（5）：42.
本文摘自首席医学网。