基于維修數(shù)據(jù)的醫(yī)用超聲設(shè)備常見故障與易損部件分析

徐忠 李昕 屈文 卓義軒 王守鏡

0 引言

醫(yī)用超聲設(shè)備是醫(yī)療機(jī)構(gòu)中最常用的醫(yī)學(xué)影像檢查設(shè)備之一，超聲影像技術(shù)與磁共振成像、CT成像、核成像并稱為四大現(xiàn)代醫(yī)學(xué)影像技術(shù)[1-2]。超聲檢查具有無損傷、檢查時(shí)間短、檢查費(fèi)用低、操作便捷等優(yōu)點(diǎn)，目前在婦科、產(chǎn)科及腹部臟器、淺表器官、血管、心臟檢查等方面具有廣泛的應(yīng)用[2-5]。

近年來，超聲設(shè)備在醫(yī)療機(jī)構(gòu)中的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)展，超聲設(shè)備數(shù)量也越來越多[6-8]。以四川大學(xué)華西醫(yī)院為例，目前擁有臺(tái)式、便攜式超聲設(shè)備140余臺(tái)件，涵蓋飛利浦、GE、西門子、聲科、日立、BK、索諾聲、邁瑞、百勝、開立等十個(gè)中外品牌，涉及40余個(gè)型號(hào)，日均檢查2800余人次。

超聲設(shè)備屬于醫(yī)療機(jī)構(gòu)中的中型精密影像設(shè)備，保障其正常、穩(wěn)定、高效的運(yùn)行，保證較高的完好率，盡可能減少設(shè)備使用中出現(xiàn)故障，是取得社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益的的重要保證。為達(dá)到此目的，需要定期對(duì)超聲設(shè)備進(jìn)行預(yù)防性維修維護(hù)，但是被動(dòng)式、應(yīng)對(duì)性的預(yù)防性維修維護(hù)，不僅不能減少故障，反而可能引入故障，或僅僅是浪費(fèi)人力、時(shí)間、成本維護(hù)一臺(tái)無任何潛在故障和隱患的設(shè)備。因此，需要對(duì)以往的維修維護(hù)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，探索超聲設(shè)備的高發(fā)易損部件和故障規(guī)律，從而開展針對(duì)性的預(yù)防性維修維護(hù)，才能真正讓維修維護(hù)起到相應(yīng)的作用，減少設(shè)備故障，同時(shí)減少人力浪費(fèi)，提高管理工作質(zhì)效。

本文對(duì)四川大學(xué)華西醫(yī)院2016～2019年間超聲設(shè)備457次故障進(jìn)行分類統(tǒng)計(jì)，分析并探討了超聲設(shè)備常見故障現(xiàn)象及易損部件，并據(jù)此探討了超聲設(shè)備的預(yù)防性維修維護(hù)策略。

1 研究方法

本文超聲設(shè)備維修數(shù)據(jù)取自2016～2019年間四川大學(xué)華西醫(yī)院140余臺(tái)超聲設(shè)備維修維護(hù)數(shù)據(jù)庫，共計(jì)457條，涵蓋飛利浦、GE、西門子、聲科、日立、BK、索諾聲、邁瑞、百勝、開立等十個(gè)中外品牌，涉及40余個(gè)型號(hào)。

本文從發(fā)生故障的易損部件發(fā)生頻次、故障現(xiàn)象發(fā)生頻次、導(dǎo)致故障現(xiàn)象所對(duì)應(yīng)的易損部件分布、國(guó)產(chǎn)與進(jìn)口設(shè)備易損部件故障頻次對(duì)比、臺(tái)式與便攜式設(shè)備易損部件故障頻次對(duì)比等方面進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，分析超聲設(shè)備的故障現(xiàn)象分布以及易損部件發(fā)生規(guī)律。

2 結(jié)果

2.1 發(fā)生故障的易損部件

超聲設(shè)備基本結(jié)構(gòu)主要包括探頭、前端(接口板、通道板、母板、信號(hào)處理板等)、后端(計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、圖像處理軟件)、控制面板(鍵盤、軌跡球等)、顯示器、電源、升降臺(tái)車等。根據(jù)超聲設(shè)備基本機(jī)構(gòu)，結(jié)合維修數(shù)據(jù)，將易損部件分為9類，包括探頭、面板、電源、計(jì)算機(jī)硬件、板卡、顯示器、升降臺(tái)車、軟件以及其他易損部件，其他易損部件主要包括風(fēng)扇、濾網(wǎng)、導(dǎo)航適配器等。

對(duì)樣本數(shù)據(jù)中易損部件按上述類型進(jìn)行分類，并對(duì)各易損部件發(fā)生頻次進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，結(jié)果如圖1所示。可以看出，探頭、面板兩類部件故障頻次最高，占比分別為38%、17%，此兩類部件故障占故障總頻次的55%。其次為電源、計(jì)算機(jī)硬件和板卡，占比分別為12%、9%、8%。以上5類部件故障共計(jì)387次，占比達(dá)到84%，為超聲設(shè)備的主要易損部件。

圖1 超聲設(shè)備易損部件故障頻次分布

2.2 故障現(xiàn)象分類

根據(jù)超聲設(shè)備的故障現(xiàn)象結(jié)果數(shù)據(jù)，將超聲設(shè)備故障現(xiàn)象主要分為顯示故障、開機(jī)故障、面板故障、探頭故障、升降臺(tái)故障、使用中報(bào)錯(cuò)以及其他故障。其中顯示故障主要包括顯示器無顯示、顯示器花屏、藍(lán)屏、有暗道、圖像不清晰、圖像異常等；開機(jī)故障主要包括系統(tǒng)無法開機(jī)、開機(jī)報(bào)錯(cuò)、開機(jī)緩慢、無法進(jìn)入系統(tǒng)等；面板故障主要包括按鍵失靈、軌跡球失靈、旋鈕失靈、觸摸屏失靈等；探頭故障主要包括探頭線纜斷裂破損、探頭外殼破損、聲透鏡氣泡破裂；升降臺(tái)故障主要包括升降臂不能升降、顯示器支架故障、液壓裝置故障等；使用中報(bào)錯(cuò)包括使用過程中自動(dòng)關(guān)機(jī)、自動(dòng)重啟、報(bào)錯(cuò)誤代碼、卡頓、死機(jī)、高溫報(bào)警等；其他故障現(xiàn)象主要包括濾網(wǎng)破損、硬盤數(shù)據(jù)丟失、無法關(guān)機(jī)、導(dǎo)航適配器故障等。

對(duì)樣本數(shù)據(jù)中故障現(xiàn)象按上述類型進(jìn)行分類，并對(duì)各故障現(xiàn)象發(fā)生頻次進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，結(jié)果如圖2所示?？梢?，顯示故障、開機(jī)故障、面板故障和探頭故障為發(fā)生頻率最高的四類故障現(xiàn)象，占比分別為34%、23%、16%、11%。

圖2 超聲設(shè)備故障現(xiàn)象分類

2.3 各故障現(xiàn)象對(duì)應(yīng)的易損部件

對(duì)超聲設(shè)備各主要故障現(xiàn)象所對(duì)應(yīng)的最終維修部件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，如圖3所示。由于面板故障、探頭故障和升降臺(tái)車故障是通過觀察可見或容易感知的故障，所以這3類故障現(xiàn)象主要是針對(duì)相應(yīng)的部件進(jìn)行維修或更換，所以重點(diǎn)分析顯示故障、開機(jī)故障和使用中報(bào)錯(cuò)三類故障現(xiàn)象。導(dǎo)致超聲設(shè)備顯示故障主要易損部件包括探頭、顯示器、軟件和板卡，占比分別為76%、8%、6%、6%。導(dǎo)致超聲設(shè)備開機(jī)故障主要易損部件包括電源、計(jì)算機(jī)硬件、板卡，占比分別為46%、25%、15%。導(dǎo)致超聲設(shè)備使用中報(bào)錯(cuò)故障主要易損部件包括計(jì)算機(jī)硬件和軟件，占比分別為42%、24%。

圖3 超聲設(shè)備各故障現(xiàn)象易損部件分析

2.4 國(guó)產(chǎn)與進(jìn)口設(shè)備易損部件故障頻次對(duì)比

457條維修數(shù)據(jù)中，進(jìn)口設(shè)備414條，國(guó)產(chǎn)設(shè)備43條，分別對(duì)進(jìn)口設(shè)備和國(guó)產(chǎn)設(shè)備易損部件發(fā)生頻次進(jìn)行分類統(tǒng)計(jì)，如圖4所示。對(duì)比進(jìn)口與國(guó)產(chǎn)設(shè)備易損部件發(fā)生頻次可以發(fā)現(xiàn)，進(jìn)口設(shè)備高發(fā)易損部件為探頭(37%)、面板(18%)、電源(13%)，國(guó)產(chǎn)設(shè)備高發(fā)易損部件為探頭(40%)、軟件(21%)、面板(12%)?？梢钥闯?，探頭和面板是進(jìn)口設(shè)備和國(guó)產(chǎn)設(shè)備共同的高發(fā)易損部件，除此之外，進(jìn)口設(shè)備的高發(fā)易損部件還有電源，國(guó)產(chǎn)設(shè)備的高發(fā)易損部件還有軟件。

圖4 國(guó)產(chǎn)與進(jìn)口設(shè)備易損部件故障頻次對(duì)比

2.5 臺(tái)式與便攜式設(shè)備易損部件故障頻次對(duì)比

457條維修數(shù)據(jù)中，臺(tái)式設(shè)備342條，便攜式設(shè)備115條，分別對(duì)臺(tái)式設(shè)備和便攜式設(shè)備易損部件發(fā)生頻次進(jìn)行分類統(tǒng)計(jì)，如圖5所示。對(duì)比臺(tái)式與便攜式設(shè)備易損部件發(fā)生頻次可以發(fā)現(xiàn)，臺(tái)式設(shè)備高發(fā)易損部件為探頭(42%)、面板(20%)、計(jì)算機(jī)硬件(9%)，便攜式設(shè)備高發(fā)易損部件為電源(34%)、探頭(22%)、計(jì)算機(jī)硬件(8%)?？梢钥闯觯筋^和計(jì)算機(jī)硬件是臺(tái)式設(shè)備與便攜式設(shè)備的共同高發(fā)的易損部件。除此之外，臺(tái)式設(shè)備的面板、便攜式設(shè)備的電源也是其故障頻率較高的易損部件。

圖5 臺(tái)式與便攜式設(shè)備易損部件故障頻次對(duì)比

3 預(yù)防性維修維護(hù)策略建議

根據(jù)以上故障信息分類統(tǒng)計(jì)結(jié)果可以看出，超聲設(shè)備高發(fā)的易損部件主要為探頭、面板、電源、計(jì)算機(jī)硬件和板卡，且進(jìn)口設(shè)備和國(guó)產(chǎn)設(shè)備之間、臺(tái)式設(shè)備和便攜式設(shè)備之間的高發(fā)易損部件也存在一定差異，所以在超聲設(shè)備的日常使用和維修維護(hù)過程中，要特別注意針對(duì)不同設(shè)備開展針對(duì)性的檢查。

3.1 探頭

超聲探頭是超聲設(shè)備最重要的組成部分，也是超聲設(shè)備使用過程中需頻繁拿捏操作的部件，在使用過程中容易發(fā)生聲透鏡破損、聲透鏡氣泡、外殼破裂、線纜扭曲斷裂、晶振故障等物理損壞，同時(shí)超聲探頭在使用過程中晶振會(huì)自然衰減，從而導(dǎo)致成像衰減、圖像不清晰。所以減少探頭使用中故障的預(yù)防性策略有：(1)使用過程中嚴(yán)格按照超聲操作規(guī)程進(jìn)行操作，輕拿輕放，禁止線纜折死角，防止撞擊、浸入液體等；(2)使用合格的耦合劑，并在每次使用完畢后用清潔軟布輕輕擦拭干凈，保持探頭清潔干凈；(3)禁止在設(shè)備未斷電關(guān)機(jī)情況下插拔探頭；(4)每天開機(jī)前對(duì)各個(gè)探頭進(jìn)行檢查，如發(fā)現(xiàn)探頭故障應(yīng)及時(shí)通知臨床工程師對(duì)探頭進(jìn)行檢查維修或更換，禁止帶病工作造成探頭故障擴(kuò)大；(5)臨床工程師與廠家工程師一起定期對(duì)探頭衰減程度進(jìn)行檢測(cè)，及時(shí)更換已經(jīng)明顯衰減的探頭。

3.2 面板

面板和超聲探頭一樣，是超聲設(shè)備使用過程中需頻繁操作使用的部件，極易發(fā)生按鍵缺失、失靈等故障。面板故障主要發(fā)生在臺(tái)式設(shè)備，減少面板使用中故障的預(yù)防性策略有：(1)使用過程中注意保持面板清潔，禁止將耦合劑、碎紙屑等放在操作臺(tái)上；(2)每天開機(jī)使用前對(duì)各個(gè)面板按鍵、旋鈕、軌跡球和觸摸屏進(jìn)行初步檢查，及時(shí)通知工程師維修更換故障的按鍵旋鈕；(5)臨床工程師與廠家工程師一起定期對(duì)操作面板和軌跡球進(jìn)行檢查和清潔，并及時(shí)更換具有潛在故障的按鍵旋鈕等。

3.3 電源

電源故障主要發(fā)生在便攜式設(shè)備，避免電源故障的預(yù)防性策略主要包括：(1)超聲設(shè)備電源盡量采用專線，減少電壓波動(dòng)、電流擾動(dòng)；(2)臨床工程師和廠家工程師定期檢查設(shè)備電源模塊、穩(wěn)壓電源的可靠性，查看地線是否接好，并對(duì)電源模塊進(jìn)行除塵清潔。

3.4 計(jì)算機(jī)硬件和板卡

減少計(jì)算機(jī)硬件和板卡使用中故障主要依靠臨床工程師和廠家工程師定期對(duì)超聲設(shè)備內(nèi)部進(jìn)行檢查和除塵清潔。

3.5 整機(jī)除塵清潔

通過分析發(fā)現(xiàn)，與王龍辰等[2]、俞鍇[6]報(bào)道的文獻(xiàn)相比，四川大學(xué)華西醫(yī)院超聲設(shè)備過熱或高溫報(bào)警故障比較低，這主要是超聲設(shè)備整機(jī)維護(hù)保養(yǎng)時(shí)的除塵清潔比較到位，臨床工程師嚴(yán)格監(jiān)督廠家執(zhí)行一年一次的整機(jī)除塵清潔保養(yǎng)，并及時(shí)更換損壞的濾網(wǎng)和風(fēng)扇。且每個(gè)超聲診斷室均安裝有空調(diào)，能有效保證超聲設(shè)備合適的工作環(huán)境。所以，根據(jù)超聲設(shè)備的使用頻率和使用環(huán)境，定期對(duì)超聲設(shè)備內(nèi)外除塵清潔必不可少且非常重要。

Wang等[9]、Mkalaf等[10]認(rèn)為，被動(dòng)式、應(yīng)對(duì)性的預(yù)防性維修維護(hù)，不僅不能減少故障、提升設(shè)備的可靠性、穩(wěn)定性，反而可能引入故障。而按照計(jì)劃常規(guī)執(zhí)行的維護(hù)保養(yǎng)，很可能是浪費(fèi)時(shí)間和資源維護(hù)一臺(tái)無任何潛在故障和隱患的設(shè)備，或該設(shè)備的故障發(fā)生和隱患不會(huì)因預(yù)防性維護(hù)而降低[11-12]。所以通過對(duì)維修維護(hù)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，根據(jù)設(shè)備結(jié)構(gòu)和易損部件分析結(jié)果有針對(duì)性地開展預(yù)防性維修維護(hù)，才能真正讓維修維護(hù)起到相應(yīng)的作用，能保障設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，減少故障，特別是能減少使用中停機(jī)時(shí)間。另一方面，也能讓有限的人員做最有效的工作，減少人力浪費(fèi)，提高管理工作質(zhì)效。

由于本次數(shù)據(jù)樣本為隨機(jī)抽取，樣本數(shù)量偏少，特別是國(guó)產(chǎn)設(shè)備數(shù)量較少，所以故障頻次相比進(jìn)口設(shè)備偏低，而且國(guó)產(chǎn)設(shè)備部分故障現(xiàn)象或易損部件未發(fā)生，因此故障現(xiàn)象和易損部件規(guī)律可能與其他報(bào)道文獻(xiàn)存在差異。另外，由于使用環(huán)境和使用頻率差異，超聲設(shè)備易損部件發(fā)生頻率也可能存在差異。下一步，將借助物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)平臺(tái)，搜集獲取更多的超聲設(shè)備維修維護(hù)數(shù)據(jù)，探討更加細(xì)致準(zhǔn)確的超聲設(shè)備故障規(guī)律，并細(xì)化統(tǒng)計(jì)分類策略，以設(shè)備品牌和型號(hào)進(jìn)行分類并對(duì)相應(yīng)的設(shè)備開展針對(duì)性的研究，根據(jù)維修維護(hù)數(shù)據(jù)對(duì)特定型號(hào)設(shè)備的易損部件進(jìn)行可靠性分析及可靠性趨勢(shì)預(yù)測(cè)，并探討更加精細(xì)的維修維護(hù)管理策略。

4 小結(jié)

從現(xiàn)有統(tǒng)計(jì)的140余臺(tái)超聲設(shè)備457條維修維護(hù)數(shù)據(jù)中，發(fā)現(xiàn)超聲設(shè)備高發(fā)的易損部件主要為探頭、面板、電源、計(jì)算機(jī)硬件和板卡，所以在超聲設(shè)備的日常使用和預(yù)防性維修維護(hù)過程中，要特別注意這幾方面的檢查維護(hù)。同時(shí)，通過數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)進(jìn)口設(shè)備高發(fā)易損部件為探頭、面板、電源，國(guó)產(chǎn)設(shè)備高發(fā)易損部件為探頭、軟件、面板，所以進(jìn)口設(shè)備的預(yù)防性維修維護(hù)要重點(diǎn)針對(duì)探頭、面板、電源，而國(guó)產(chǎn)設(shè)備要重點(diǎn)針對(duì)探頭、軟件、面板。此外，臺(tái)式設(shè)備高發(fā)易損部件為探頭、面板、計(jì)算機(jī)硬件，便攜式設(shè)備高發(fā)易損部件為電源、探頭、計(jì)算機(jī)硬件，所以臺(tái)式設(shè)備的預(yù)防性維修維護(hù)要重點(diǎn)針對(duì)探頭、面板、計(jì)算機(jī)硬件，而便攜式設(shè)備要重點(diǎn)針對(duì)電源、探頭、計(jì)算機(jī)硬件?？傊诔曉O(shè)備的日常維修維護(hù)等管理工作中，應(yīng)針對(duì)不同的設(shè)備進(jìn)行有針對(duì)性的預(yù)防性維修維護(hù)。