羅蘭視覺電生理儀工作原理及故障維修

惠博陽，潘 登，陳 博

（天津市眼科醫(yī)院設(shè)備科，天津300020）

0 引言

隨著眼科學(xué)的發(fā)展，視覺電生理檢查已成為我國眼科常規(guī)檢查手段之一。視覺電生理儀通過對人體生物電位信號的采集分析，能夠客觀無損地對不適合做心理、物理檢查（患者自身需要對檢測刺激做出判斷報告，如視力、視野、暗適應(yīng)、色覺和對比敏感度檢查）者，包括嬰幼兒及不能言語者、智力障礙者、臆病或偽盲（詐盲）者進行更為有效、客觀的視功能檢測[1]。近年來眼外傷的發(fā)病率逐漸升高，眼損傷后治療恢復(fù)情況以及傷者主觀因素的影響[2]（偽盲、偽裝視力減退，傷情尚未恢復(fù)穩(wěn)定）較多，使臨床醫(yī)生和鑒定人對患者主觀查體結(jié)果難以判斷。有學(xué)者的研究表明[3]，對于偽盲者，可以通過觀察瞳孔的光反應(yīng)等辨別，但在實際中主觀檢查已不能滿足鑒定人和臨床醫(yī)生對于復(fù)雜眼損傷案例判斷的要求。安明輝等[4]的研究表明，采用視覺電生理儀檢查可以發(fā)現(xiàn)哪些患者確有器質(zhì)性改變，同時也可以排除那些沒有器質(zhì)性改變的患者。借助相對客觀的眼科視覺電生理儀檢查可對本次傷與既往傷進行鑒別，最終做出準(zhǔn)確的醫(yī)學(xué)鑒定[5]。本文主要對行業(yè)內(nèi)市場占有率較高的主流設(shè)備機型——德國羅蘭視覺電生理儀的工作原理進行簡要介紹，并對在實踐維修、故障處理過程中總結(jié)出的一些經(jīng)驗和維護保養(yǎng)要點進行討論，以供同行參考。

1 工作原理

羅蘭視覺電生理儀運用了信號采集技術(shù)、信號轉(zhuǎn)換及處理技術(shù)、計算機軟件技術(shù)等，通過主控計算機軟件輸入程序指令，經(jīng)過相應(yīng)的程序軟件獲得檢查結(jié)果。羅蘭視覺電生理儀有2種檢查模式，一種是通過圖形刺激器獲得相應(yīng)的檢查數(shù)據(jù)，另一種是通過閃光刺激器獲得相應(yīng)的檢查數(shù)據(jù)，其工作原理圖如圖1所示。

圖1 羅蘭視覺電生理儀工作原理圖

通過圖形刺激器獲得相應(yīng)檢查數(shù)據(jù)的流程如下：操作者通過主控計算機軟件輸入程序指令，選擇以圖形刺激軟件程序，程序指令會通過串口經(jīng)數(shù)據(jù)連接線（RS232線）給單片機下達(dá)指令；單片機發(fā)出的響應(yīng)程序信號通過視頻數(shù)據(jù)線到達(dá)圖形刺激器，使其產(chǎn)生相應(yīng)的圖形，被檢查者的眼睛接受圖形刺激進而產(chǎn)生相應(yīng)的電生理信號；通過頭部電極采集該電生理信號，經(jīng)外置放大器把電生理信號進行放大處理，再通過數(shù)據(jù)線把初次放大信號傳輸至內(nèi)置放大器；信號經(jīng)內(nèi)置放大器處理后傳輸至接口板卡，經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換線傳送至主控計算機的數(shù)模轉(zhuǎn)換卡，最終經(jīng)過數(shù)據(jù)處理轉(zhuǎn)換成可供觀察的電生理波形圖，從而獲得相應(yīng)的檢查結(jié)果。

通過閃光刺激器獲得相應(yīng)檢查數(shù)據(jù)的流程如下：操作者通過主控計算機軟件輸入程序指令，選擇以閃光刺激軟件程序，程序指令經(jīng)數(shù)據(jù)連接線（RS232線）給單片機下達(dá)指令；單片機發(fā)出響應(yīng)程序信號到達(dá)接口板卡，再經(jīng)觸發(fā)線將觸發(fā)閃光的程序指令傳至閃光刺激器；與此同時，主控計算機通過USB數(shù)據(jù)線傳送相應(yīng)的數(shù)據(jù)信號至閃光刺激器，形成有效的閃光刺激信號；通過不同頻率的閃光信號刺激被檢查者眼球，形成相應(yīng)的電生理信號；通過頭部電極采集該電生理信號，經(jīng)外置放大器把電生理信號進行初次放大處理，再通過數(shù)據(jù)線把初次放大信號傳輸至內(nèi)置放大器，信號經(jīng)內(nèi)置放大器處理后傳輸至接口板卡；再經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換線傳送至主控計算機的數(shù)模轉(zhuǎn)換卡，最終經(jīng)過數(shù)據(jù)處理轉(zhuǎn)換成可供觀察的電生理波形圖，從而獲得相應(yīng)的檢查結(jié)果。

2 故障維修

2.1 故障一

2.1.1 故障現(xiàn)象

進行閃光刺激檢查時閃光刺激器球內(nèi)的固視燈和左、右2個注視燈均熄滅。

2.1.2 故障分析

該類故障排查應(yīng)根據(jù)“由簡到繁、由外到內(nèi)”的原則。首先考慮燈泡燈絲是否燒斷，而3顆燈泡的燈絲同時燒斷的概率較低，經(jīng)過萬用表測量電阻，排除了燈泡故障。然后測量計算機輸入模塊是否有信號指令輸入。經(jīng)過查閱維修手冊，閃光刺激器的信號觸發(fā)線的11針對應(yīng)右注視燈，13針對應(yīng)左注視燈，17針對應(yīng)固視燈。分別測量信號觸發(fā)線11、13、17針在右注視燈、左注視燈和固視燈的開、關(guān)狀態(tài)下的電位，發(fā)現(xiàn)電位均有變化，說明工作正常，可推測信號指令傳輸正常?；谝陨蠙z測，懷疑閃光刺激器內(nèi)部供電系統(tǒng)出現(xiàn)故障，需查閱相關(guān)資料進一步判斷。

2.1.3 故障處理

與儀器生產(chǎn)廠家聯(lián)系后取得閃光刺激器內(nèi)部電路板的相關(guān)資料，通過閱讀資料懷疑是閃光刺激器內(nèi)部電源板上的電阻R4出現(xiàn)故障。更換電阻R4后工作正常。

2.2 故障二

2.2.1 故障現(xiàn)象

電生理測試界面無波形顯示。

2.2.2 故障分析

無波形顯示應(yīng)考慮信號是否正常傳輸?shù)街骺赜嬎銠C，首先排查線路連接問題，其次考慮放大器是否運轉(zhuǎn)正常。

2.2.3 故障處理

首先檢查線路連接，一切正常。然后在計算機軟件界面測試放大器電極電阻，阻值顯示不穩(wěn)定，偶爾還會出現(xiàn)計算機死機現(xiàn)象，考慮放大器故障的可能性較大。因故障現(xiàn)象為無波形顯示，嘗試將外置放大器取下，再開機測試，出現(xiàn)雜亂波形，可以確定外置放大器出現(xiàn)故障。隨后拆開外置放大器外殼，看到放大器內(nèi)有1個墊片，檢查發(fā)現(xiàn)墊片兩側(cè)的固定懸掛柱的螺釘松動、脫落，有1顆螺釘壓在集成電路板下方，取出螺釘重新安裝后連接電極，開機測試，波形正常，故障排除。

2.3 故障三

2.3.1 故障現(xiàn)象

主控計算機與圖形刺激器和閃光刺激器均無法建立連接，且軟件程序無法運行，圖形刺激器無顯示。

2.3.2 故障分析

該類故障排查應(yīng)根據(jù)“先軟件、后硬件”的原則。首先通過主控計算機檢查數(shù)據(jù)采集卡的參數(shù)設(shè)置和閃光刺激器的通信端口設(shè)置，沒有發(fā)現(xiàn)問題。然后檢查所有數(shù)據(jù)連接線，依舊沒有發(fā)現(xiàn)問題?？紤]到圖形刺激器上無任何顯示，故障應(yīng)該集中在單片機部分。用外接鍵盤直接接入單片機，進入單片機內(nèi)部基本輸入輸出系統(tǒng)（basic input output system，BIOS）界面查看參數(shù)設(shè)置，沒有發(fā)現(xiàn)異常。記下單片機BIOS相關(guān)參數(shù)之后進行BIOS放電，檢查BIOS電池電壓亦正常。重新啟動單片機后，設(shè)備可以建立連接，檢查程序時發(fā)現(xiàn)部分軟件可以正常運行，但是多焦視覺誘發(fā)電位檢查過程中固視點參數(shù)設(shè)置為正中的時候，圖形刺激器固視點偏右下，正常情況固視點應(yīng)當(dāng)居中，與設(shè)置相同。由于主機程序參數(shù)沒有任何設(shè)置改動，因此推測是單片機的程序或單片機硬件出現(xiàn)故障。

2.3.3 故障處理

將單片機拆下，根據(jù)廠家維修手冊及遠(yuǎn)程指導(dǎo)升級并更新單片機程序，重新連接安裝，故障排除。

2.4 故障四

2.4.1 故障現(xiàn)象

檢查后生成的圖像波形明顯異常并伴有較多的偽跡。

2.4.2 故障分析

電生理檢查是通過人體產(chǎn)生微弱電信號，經(jīng)過放大器采集、數(shù)據(jù)處理轉(zhuǎn)換最終得到圖像波形，因此首先應(yīng)檢查設(shè)備的數(shù)據(jù)傳輸線路是否松動、破損，然后考慮放大器是否存在故障，最后考慮是否有其他信號干擾等因素。

2.4.3 故障處理

首先檢查所有設(shè)備線路，均連接正常，無破損。然后更換前置放大器和內(nèi)置放大器，干擾依舊存在。經(jīng)過查閱設(shè)備資料并調(diào)研設(shè)備周邊環(huán)境，最終考慮可能有其他信號源干擾。經(jīng)排查發(fā)現(xiàn)隔壁診室新增1臺大型用電設(shè)備，該設(shè)備電源線所接的地線與視覺電生理儀地線共用，導(dǎo)致產(chǎn)生信號干擾。為視覺電生理儀重新布置1根地線后，故障排除。

3 小結(jié)

視覺電生理儀由刺激器、放大器、單片機、計算機等多個模塊組成，各連接線路經(jīng)常會出現(xiàn)塵土及污漬，因此要想降低視覺電生理儀的故障率，就需要工作人員堅持定期維護和保養(yǎng)，并在使用過程中注重對機器運行環(huán)境的清潔。另外，視覺電生理儀因其原始信號的微弱性以及信號采集的敏感性，極易產(chǎn)生干擾，最好不要接公共地線，以免受到其他設(shè)備的干擾。同時該設(shè)備的其他附屬設(shè)備如升降臺等也必須有地線，若無地線在做檢查時須將附屬設(shè)備電源線拔掉，否則也會產(chǎn)生干擾。

結(jié)合對視覺電生理設(shè)備多年的維修經(jīng)驗，認(rèn)為此類精密儀器設(shè)備維護檢修應(yīng)遵循以下原則：（1）遵循“望、聞、問、切”原則。設(shè)備出現(xiàn)故障時不要著急檢修，先觀察整體外觀有無異常，再用耳鼻貼近設(shè)備感受有無異響、異味等情況，然后詢問操作醫(yī)生故障發(fā)生前的狀態(tài)和發(fā)生故障時的具體情況，最后再動手拆機排查故障，切中要害。（2）遵循“先軟件、后硬件”原則。很多精密設(shè)備都是通過計算機軟件操控運行的，因此出現(xiàn)故障時應(yīng)首先通過軟件操作界面檢查軟件、系統(tǒng)功能是否正常，是否出現(xiàn)報錯信息，再考慮硬件電子、機械類故障。（3）遵循“由簡到繁、由外到內(nèi)”原則。設(shè)備故障排查時應(yīng)優(yōu)先考慮外接電源、連接線路、外接耗材老化、破損等問題，排查外部故障后，再進行設(shè)備內(nèi)部故障檢查。（4）遵循“先清潔、后維修”原則。很多設(shè)備因為使用年限、環(huán)境等原因，普遍存在塵土、污物附著的問題，會導(dǎo)致線路短路、斷路以及主板靜電等情況。建議在故障維修前先清潔連接線路、接觸點、電路板及元器件等部位的灰塵、污物，再進行設(shè)備維修，這樣可以起到事半功倍的效果。