HP SONOS5500超声诊断系统工作原理
随着计算机软硬件的迅速发展和先进电子技术与医疗仪器的结合,使得现代医疗设备发生了巨大的变化。由计算机芯片、单片机以及多层板技术、贴片元件等高新材料在医学仪器上应用,取代了以往分立元件、单面印刷板工艺造成医疗设备内部臃肿的现象。因为集成化程度的提高,功能板的标准化已经成为现实,从宏观上讲过去由好多电路板工作完成一项功能的现象已不存在;从微观上讲由多功能板组成的仪器,因各功能板工艺结构复杂(如:多层板、大规模集成电路等)给维修工作带来诸多不便,尤其在没有图纸的情况下更是如此。笔者认为对此类仪器的故障判断,首先要在了解系统原理的基础上,搞清各电路板的作用,以便缩小故障范围,最终找出故障板。下面以HP5500彩色超声诊断系统工作原理探讨为例进行分析。按结构分该系统包括两大部分:
(1)键盘扫描控制:它包括控制所有键盘板、液晶显示触摸屏、生理信号、声音信号和I/O接口的功能。
(2)E-BOX Electronis:它包括探头接口、扫描器、扫描转换和I/0接口。
按工作原理该系统可分为:面板控制部分,前端处理部分和后端处理部分。
面板控制部分:这部分是人机对话界面接口部分。医生对仪器的操作命令都是通过它解释完成的,它是由键盘扫描控制电路和相应的功能板完成工作。它们是:UserInterface,DRS&Service Floppy Drives,System I/O,Keyscanner/Audio,Physio,Physio I/O,PhysioControl,Main I/O,Crossover/Filter.
操作者界面:是由触摸屏和控制部分组成,完成使用者与操作系统互动。界面具体包括:液晶显示板及两个触摸屏,两个主PC板,两个女儿板,轨迹球、麦克风和LED状态指示。由界面产生的所有信息被直接送到键盘扫描/声音板。该板连续扫描用户接口,以随时接收相应指令。两液晶屏用来显示操作软件,可通过液晶屏上的触摸屏操作软件,去执行不同的应用程序,完成用户选择的功能。
数字存贮回放软盘驱动器:DSR驱动器和软盘驱动器在超声系统的键盘扫描部分。DSR驱动器是由E-BOX里的DSR-SCSI板控制,SCSI电缆被直接连接到E-BOX。DSR和软盘驱动源来自于交换滤波板,软盘驱动器由图像处理板控制,并由SCSI电缆提供通讯路径。
系统UO板:系统I/0板接口与主I/0板相接。该板主要承担超声系统和外设的通讯,如:左右声道声音输出,脚踏开关接口,生理信号输出,串行输出。
附加件信号源受来自于主I/O板的控制,也有许多信号来自于E-BOX I/O,并通过系统UO板通道。这些附加信号包括:网络连接口,打印输出,SVHS视频输出,B/W视频输出,复合视频输出,RGB同步输出,AQ波形输出,打印触发。
键盘扫描/声音板:这个板的主要功能是,读来自于控制板或控制源(例如:声音输入)两者信号之一,并发送命令经阳-232接口去E-BOX。
键盘扫描板承担操纵部分的中心处理。它有自己的工作软件,软件可通过闪光卡或软驱装入,四个数字LED可提供该板的错误码。该板可执行的具体功能为:声音处理,控制液晶显示板,VCR接口,扫描控制板按键,译解LED驱动等。
生理信号板:这块板的功能是,通过三个电极采集ECG信号,经处理后得到三种波形(SectorECG,Doppler/MmodeECG,Rwavepulse),并将波形信号直接送E-BOXPVT板;通过RA/LAECG电极采集呼吸波信号,经处理将得到的波形用于E-BOXPVT板;放大和滤波来自心音传感器的心音获得声音输出,且将波形用于E-BOXPVT板;处理来自脉冲传感器的脉冲波形,并将它送E-BOX的PVT板。
生理信号I/O板:它包括生理传感器输入接口,ECG输入接口和ECG高压保护电路,耳机端口,生理信号的声音从耳机或扬声器输出。
生理信号控制板:允许使用者通过主菜单设置选择生理信号显示。对附加件它提供通路去控制改变位置,获得各自的通道,转换波形和控制内部试验信号的应用。
主要I/O板:此板作为键盘扫描板、生理信号板和其它功能部件的接口。如:去E-BOX的经RS-232接口,由34针并口线或RS-232接口通往VCR。也用于去扬声器、直流电源供给、系统I/O各种信号的进出,VCR立体声进出,E-BOX声音/生理信号的进出等使用。
交换滤波板:此板有两个功能,分别由两部分完成,一部分为交换电路,另一部分为滤波电路。交换电路:缓存和分离来自主要UO板输出的驱动左右扬声器信号,以供驱动四个喇叭使用。滤波电路,从直流电源经滤波电路隔离出±12V,送交换电路转换再由它提供+12V电源给液晶显示板、DSR/Floppy驱动器和DSR风扇使用,以防止因电源电压波动,引起前端板产生假的多普勒心音。