帥海濤，田君鵬

（1.聯(lián)勤保障部隊(duì)第900 醫(yī)院采購(gòu)管理科，福州 350002；2.聯(lián)勤保障部隊(duì)第909 醫(yī)院醫(yī)學(xué)工程科，福建漳州 363000）

0 引言

磁共振成像儀是現(xiàn)代醫(yī)學(xué)檢查的重要設(shè)備之一，可對(duì)全身各個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行掃描，具有多參數(shù)成像以及軟組織分辨力高的特點(diǎn)。磁共振成像儀為高端醫(yī)療設(shè)備，引進(jìn)費(fèi)用相當(dāng)昂貴，因此一臺(tái)磁共振成像儀往往需要“服役”十幾年，有的甚至達(dá)到20 a，給設(shè)備維護(hù)帶來(lái)了挑戰(zhàn)，需要工程師針對(duì)其使用特點(diǎn)進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)以及升級(jí)改造。本文介紹我院1 臺(tái)使用14 a 的磁共振成像儀的計(jì)算機(jī)軟硬件系統(tǒng)升級(jí)方案，以為同行提供參考。

1 設(shè)備狀況

我院于2006 年底引進(jìn)一臺(tái)西門子Symphony P 1.5T 磁共振成像儀，該設(shè)備的計(jì)算機(jī)硬件采用富士通生產(chǎn)的R630 型主控計(jì)算機(jī)和圖像重建計(jì)算機(jī)，軟件采用Syngo VA25A 軟件版本。多年以來(lái)，該設(shè)備雖經(jīng)歷過(guò)大大小小數(shù)次維修及更換相關(guān)備件，但從未更換過(guò)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)硬件和升級(jí)操作系統(tǒng)軟件。目前，西門子公司已停止生產(chǎn)該機(jī)型，且對(duì)該型號(hào)的計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)也已停止服務(wù)。近段時(shí)期該設(shè)備的軟件系統(tǒng)在運(yùn)行中出現(xiàn)卡頓、運(yùn)行不暢，偶見(jiàn)開(kāi)機(jī)時(shí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)無(wú)法啟動(dòng)等故障，主要為計(jì)算機(jī)系統(tǒng)硬件老化所致，一旦計(jì)算機(jī)系統(tǒng)軟硬件發(fā)生故障，則會(huì)導(dǎo)致整體停機(jī)且缺乏維修備件，因此存在巨大風(fēng)險(xiǎn)隱患[1]。為了解決該設(shè)備運(yùn)行安全隱患，故而考慮對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)軟硬件進(jìn)行整體升級(jí)。

2 原有計(jì)算機(jī)系統(tǒng)功能分析

Symphony 系列磁共振成像儀是西門子于1997年推出的早期1.5T 超導(dǎo)磁共振成像設(shè)備，該系列設(shè)備采用了當(dāng)時(shí)先進(jìn)的集成全景陣列（integrated panoramic array，IPA）線圈技術(shù)，可以同時(shí)接收多個(gè)線圈的信號(hào)，大大方便了操作人員，更是在圖像質(zhì)量上取得了質(zhì)的突破[2]。該系列設(shè)備采用的軟件系統(tǒng)版本為Syngo，盡管隨著所采用計(jì)算機(jī)硬件的升級(jí)，軟件系統(tǒng)經(jīng)歷過(guò)多個(gè)版本的優(yōu)化，但一直使用的都是Syngo的升級(jí)版本。

西門子Symphony P 1.5T 磁共振成像儀的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可分為主控計(jì)算機(jī)和圖像重建計(jì)算機(jī)兩大部分，主控計(jì)算機(jī)負(fù)責(zé)控制各個(gè)子系統(tǒng)的運(yùn)行以及各子系統(tǒng)之間的相互通信；圖像重建計(jì)算機(jī)主要是對(duì)采集到的患者的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算、整理，形成可視化的DICOM 影像[2]。整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)又可以分為軟件系統(tǒng)和硬件系統(tǒng)，此次系統(tǒng)升級(jí)不僅對(duì)硬件系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)，同時(shí)也對(duì)軟件系統(tǒng)進(jìn)行版本優(yōu)化。

2.1 主控計(jì)算機(jī)硬件構(gòu)成及功能

主控計(jì)算機(jī)的硬件構(gòu)成除常規(guī)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的硬件以外，還裝有由4 塊硬盤及磁盤陣列卡組成的磁盤陣列以及1 塊串行通信卡，串行通信卡用于連接系統(tǒng)其他串行設(shè)備，如串口分配器、主控開(kāi)關(guān)、急停開(kāi)關(guān)等。除主板自帶網(wǎng)卡外，還額外增配了1 塊網(wǎng)卡，分別用于主控計(jì)算機(jī)與磁共振成像儀其他硬件的內(nèi)部通信，以及實(shí)現(xiàn)與醫(yī)院網(wǎng)絡(luò)連接的外部通信[3]。

2.2 圖像重建計(jì)算機(jī)硬件構(gòu)成及功能

圖像重建計(jì)算機(jī)的硬件構(gòu)成除常規(guī)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的硬件外，還裝有1 塊磁盤陣列和1 塊數(shù)據(jù)采集卡。磁盤陣列卡的功能是將幾塊硬盤組成磁盤陣列，當(dāng)其中1 塊硬盤損壞時(shí)，數(shù)據(jù)不會(huì)丟失，可以有效保護(hù)數(shù)據(jù)的安全。數(shù)據(jù)采集卡的功能是接收電子控制柜處理過(guò)的磁共振掃描反饋信號(hào)，并進(jìn)行數(shù)據(jù)重建[4]。

2.3 磁共振成像儀信號(hào)傳輸流程

操作人員按下主控開(kāi)關(guān)，經(jīng)由串口分配器控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)及其他硬件系統(tǒng)啟動(dòng)。進(jìn)行掃描時(shí)，操作人員通過(guò)主控計(jì)算機(jī)選擇、發(fā)送掃描序列方案，經(jīng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備傳輸至MPCU（機(jī)架中央處理器），MPCU 將指令分解后控制掃描部分的射頻、梯度，完成掃描，并接收信號(hào)傳輸至電子控制柜，然后進(jìn)行數(shù)據(jù)處理并傳輸至圖像重建計(jì)算機(jī)，最后完成數(shù)據(jù)重建、傳輸并顯示在主控計(jì)算機(jī)上[5-6]。緊急情況下可以通過(guò)急停開(kāi)關(guān)關(guān)停整個(gè)設(shè)備。磁共振成像儀控制信號(hào)傳輸流程如圖1 所示。

圖1 磁共振成像儀控制信號(hào)傳輸流程示意圖

3 解決方案

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)整體升級(jí)主要是進(jìn)行硬件升級(jí)，將原有使用十幾年的主控計(jì)算機(jī)和圖像重建計(jì)算機(jī)更換為新型號(hào)計(jì)算機(jī)，并同步升級(jí)軟件系統(tǒng)。由于R630、M450 型計(jì)算機(jī)已經(jīng)停止生產(chǎn)，并且廠家也不提供服務(wù)，選擇目前廠家使用的另一系列主機(jī)HP Z400 型計(jì)算機(jī)，軟件版本選擇VA30（VA30 版本也是用在Symphony 系列磁共振成像儀的操作控制系統(tǒng)[7]）。

3.1 更新計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的硬件組成

準(zhǔn)備2 臺(tái)惠普Z(yǔ)400 型計(jì)算機(jī)，其硬件配置如下：CPU 為IntelXeonW3505；內(nèi)存為8GiB；顯卡為GeFore 9800 GT；硬盤為3 塊SATA 接口的500 GiB 硬盤；磁盤陣列卡1 塊，由磁盤陣列卡和3 塊硬盤組成磁盤陣列。主控計(jì)算機(jī)需要額外加裝1 塊獨(dú)立網(wǎng)卡和1 塊串行通信卡（如圖2 所示），圖像重建計(jì)算機(jī)需加裝1 塊數(shù)據(jù)采集卡（如圖3 所示）。如果串行通信卡和數(shù)據(jù)采集卡難以購(gòu)買，可將原有計(jì)算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)的串行通信卡和數(shù)據(jù)采集卡移植至新的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)。

圖2 串行通信卡

圖3 數(shù)據(jù)采集卡

3.2 更新計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的軟件組成

準(zhǔn)備VA30 安裝光盤1 套，以及在HP 官方網(wǎng)站下載Z400 型計(jì)算機(jī)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)1 套。

3.3 軟件系統(tǒng)安裝及設(shè)備驅(qū)動(dòng)

在該設(shè)備正常開(kāi)機(jī)的狀態(tài)下將Syngo 系統(tǒng)的用戶配置文件進(jìn)行備份，包括系統(tǒng)參數(shù)及序列參數(shù)配置，備份完成后正常關(guān)機(jī)。拆除計(jì)算機(jī)系統(tǒng)與設(shè)備之間的連線后移除主控計(jì)算機(jī)及圖像重建計(jì)算機(jī)。

將準(zhǔn)備就緒的2 臺(tái)計(jì)算機(jī)分別連線安裝到主控計(jì)算機(jī)位置和圖像重建計(jì)算機(jī)位置，接通電源后啟動(dòng)計(jì)算機(jī)，分別安裝主控計(jì)算機(jī)及圖像重建計(jì)算機(jī)的軟件系統(tǒng)，具體步驟如下：

（1）安裝主控計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)。開(kāi)機(jī)后設(shè)置計(jì)算機(jī)基本輸入輸出系統(tǒng)（basic input output system，BIOS），并將啟動(dòng)方式更改為光驅(qū)啟動(dòng)，然后將VA30 主控計(jì)算機(jī)軟件放入主控計(jì)算機(jī)光驅(qū)安裝系統(tǒng)。系統(tǒng)安裝基本為自動(dòng)運(yùn)行，安裝過(guò)程中按照安裝程序提示完成相應(yīng)選項(xiàng)選擇即可。若干次自動(dòng)重啟后，系統(tǒng)程序會(huì)停在登錄界面，用管理員賬號(hào)登錄后進(jìn)入系統(tǒng)。將準(zhǔn)備好的Z400 型計(jì)算機(jī)驅(qū)動(dòng)程序拷貝到硬盤驅(qū)動(dòng)臨時(shí)目錄，手動(dòng)安裝顯卡驅(qū)動(dòng)并重啟生效。待系統(tǒng)再次啟動(dòng)后，在設(shè)備管理器界面下安裝相應(yīng)硬件的驅(qū)動(dòng)升級(jí)程序，務(wù)必確保所有硬件均已正確識(shí)別且順利驅(qū)動(dòng)。系統(tǒng)重啟并進(jìn)入到管理員界面，將之前備份的系統(tǒng)配置文件及序列參數(shù)配置還原到新安裝的主控計(jì)算機(jī)。還原完畢后重啟生效，啟動(dòng)Syngo 系統(tǒng)。

（2）安裝圖像重建計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)。開(kāi)機(jī)后更改BIOS 并將啟動(dòng)方式設(shè)置為光驅(qū)啟動(dòng)，然后插入圖像重建計(jì)算機(jī)軟件安裝光盤自動(dòng)安裝軟件系統(tǒng)。安裝完成后檢查系統(tǒng)是否生成了若干個(gè)Rawexchange 和MattauchBuffer 文件，以從側(cè)面判斷系統(tǒng)安裝是否成功。之后與主控計(jì)算機(jī)一樣，安裝所有的硬件驅(qū)動(dòng)程序，保證所有硬件順利驅(qū)動(dòng)[8]。

（3）2 臺(tái)計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)全部安裝完畢后關(guān)機(jī)重啟，觀察計(jì)算機(jī)系統(tǒng)能否正常啟動(dòng)。進(jìn)入Syngo 系統(tǒng)后進(jìn)行測(cè)試掃描，運(yùn)行水膜檢查程序，確認(rèn)系統(tǒng)是否工作正常。系統(tǒng)運(yùn)行正常后需重新運(yùn)行一遍系統(tǒng)調(diào)試程序Tune up 和QA 的全部調(diào)試內(nèi)容。調(diào)試全部完成后備份系統(tǒng)數(shù)據(jù)，并用GHOST 完成硬盤備份。

4 小結(jié)

通過(guò)對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)軟硬件的升級(jí)，不僅可以解決因計(jì)算機(jī)設(shè)備老舊，難以找到相應(yīng)備件的安全隱患，還可以大幅提高磁共振設(shè)備的整體性能，使得設(shè)備可以繼續(xù)“服役”在醫(yī)療崗位上[9]。對(duì)于磁共振設(shè)備的升級(jí)和維護(hù)，工程技術(shù)人員除了需要掌握該設(shè)備的相關(guān)知識(shí)，還需要在日常維修中總結(jié)、積累維修經(jīng)驗(yàn)，并主動(dòng)研究系統(tǒng)升級(jí)的解決方案。本次自主完成計(jì)算機(jī)軟硬件系統(tǒng)升級(jí)不僅為醫(yī)院節(jié)省了100 余萬(wàn)元的升級(jí)費(fèi)用，還為其他型號(hào)磁共振設(shè)備計(jì)算機(jī)系統(tǒng)軟硬件的升級(jí)提供了參考。