Nellcor N-560脈搏血氧飽和度儀的構(gòu)造原理與維修實例分析

向思偉

浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬兒童醫(yī)院 醫(yī)療設(shè)備科，浙江 杭州 310052

引言

血氧飽和度（SpO2）是指血液中血氧的濃度，即血液中被氧結(jié)合的血紅蛋白的容量占全部可結(jié)合氧的血紅蛋白容量的百分比，它是呼吸循環(huán)的重要生理參數(shù)[1]。以前SpO2的檢測方法主要是電化學(xué)法，即通過采樣抽取動脈血，通過血氣分析來算出SpO2的值，這種方法不能連續(xù)監(jiān)測、操作程序復(fù)雜、耗用時間長，且有創(chuàng)采血給病人帶來很大痛苦。80年代初發(fā)展起來的無創(chuàng)動脈血氧飽和度測量技術(shù)，即光學(xué)法，很大程度上消除了電化學(xué)法的不便和弊端，因為它是基于動脈血對光的吸收量隨動脈搏動而變化的原理來進(jìn)行測量的，故將其結(jié)果稱為脈搏血氧飽和度[2-3]。

N-560脈搏血氧飽和度儀是一種由Nellcor廠家生產(chǎn)的可以無創(chuàng)連續(xù)監(jiān)測脈搏血氧飽和度和脈率的設(shè)備，專為新生兒、兒童、重癥病人所用，或用于弱灌注的成人病人等[4-6]，它技術(shù)成熟、檢測精度高、功能齊全、設(shè)計精巧，廣受我院臨床醫(yī)護(hù)青睞。而我院N-560脈搏血氧飽和度儀數(shù)目龐大、故障頻率高、故障現(xiàn)象種類繁多，因此對其維修就顯得尤為重要。

1 N-560脈搏血氧飽和度儀的構(gòu)造及原理

N-560脈搏血氧飽和度儀測量氧飽和度利用的是分光光度原理，氧合血紅蛋白對波長660 nm紅光吸收量較少，對波長900 nm的紅外光吸收量較多。相反，脫氧血紅蛋白對660 nm的紅光吸收量較多，而對900 nm的紅外光吸收較少。組織中的動脈血量隨著脈搏而變化，光的吸收量也隨動脈血流量的變化而變化。血氧飽和度儀通過發(fā)光二極管發(fā)出以上兩種光，光線穿過患者檢測部位后達(dá)到光電二極管（檢測器），然后將其轉(zhuǎn)換為電子信號，經(jīng)過內(nèi)部處理和計算得出血氧飽和度的值，最終將其顯示出來[7-8]。N-560脈搏血氧飽和度儀結(jié)構(gòu)原理，見圖1。

圖1 N-560脈搏血氧飽和度儀結(jié)構(gòu)原理圖

（1）電源板：電源板是設(shè)備的主要供電部分，它將220 V的交流電轉(zhuǎn)換為13.8～14.2 V的直流輸出，然后通過主板電池充電，或轉(zhuǎn)換為不同的電壓并供給其他模塊。

（2）主板：主板是氧飽和度儀的核心部分，主要實現(xiàn)信號處理、數(shù)據(jù)存儲、控制、通訊等功能。

（3）前面板：前面板包括顯示部分和按鍵部分，顯示部分分為數(shù)據(jù)顯示和指示燈顯示，按鍵部分包含開關(guān)、設(shè)置、靜音等按鍵。

（4）血氧板：血氧板是專為檢測血氧飽和度而設(shè)計的電路板，主要實現(xiàn)血氧飽和度信號的接收、轉(zhuǎn)換、處理等。

（5）病人端：病人端包括和病人直接相連的探頭和連接設(shè)備與探頭的延長線，探頭由發(fā)光二極管和接收二極管組成，發(fā)光二極管發(fā)出的紅光可以被人眼識別，這也是判斷探頭故障與否的一個依據(jù)。

2 故障維修

2.1 無法檢測類

2.1.1 故障現(xiàn)象

N-560血氧飽和度儀無法檢測到數(shù)據(jù)。

2.1.2 故障分析處理

將設(shè)備開機(jī)，開機(jī)后搜索脈率和探頭連接指示燈閃爍一下后熄滅，探頭二極管發(fā)光正常，接入病人后不顯示檢測數(shù)值，且幅度指示燈不亮。正常情況下，在探頭未接入病人端時，脈搏搜索指示燈和探頭連接指示燈持續(xù)點亮，表示搜索脈搏，直到接入病人后熄滅，幅度指示燈隨之點亮，且隨著病人脈搏搏動而變動，血氧飽和度及脈率檢測數(shù)值開始顯示。根據(jù)正常情況下和故障情況下指示燈的區(qū)別，初步判斷為信號接收端故障，所以按照信號接收和處理順序依次尋找原因。首先更換探頭，重新測試，故障依舊，然后更換連接探頭的延長線，設(shè)備可以檢測到數(shù)值，故障排除。用Fluke prosim 8生命體征模擬器檢測該血氧飽和度儀一段時間，設(shè)備可正常工作。

2.2 無法開機(jī)類

2.2.1 故障現(xiàn)象

N-560血氧飽和度儀無法開機(jī)。

2.2.2 故障分析處理

根據(jù)N-560血氧飽和度儀的結(jié)構(gòu)及原理圖可以判斷，造成設(shè)備無法開機(jī)的問題部位可能有電源、前面板和主板3處。首先將設(shè)備接入交流電源，主板上充電指示燈和前面板上的交流電源指示燈都點亮，用萬用表電壓檔測量電源板輸出電壓和電池電壓，二者均正常，排除電源原因。然后用萬用表檢測前面板開關(guān)按鍵，開關(guān)正常，排除前面板故障的可能。最后檢測主板電路，發(fā)現(xiàn)主芯片U1接地保護(hù)電阻CR15斷路，將其更換，設(shè)備可以正常開機(jī)，故障排除，用Fluke prosim 8生命體征檢測儀進(jìn)行檢測，設(shè)備可工作正常。

2.3 錯誤代碼類

2.3.1 故障一

2.3.1.1 故障現(xiàn)象

N-560血氧飽和度儀開機(jī)后顯示錯誤代碼“EEE513”。

2.3.1.2 故障分析處理

錯誤代碼“EEE513”表示電池壞或丟失。更換新電池，故障消失。檢測正常后送回臨床使用，一天后故障再次出現(xiàn)，用萬用表測量電池電壓為8.1 V，低于正常電壓9 V，根據(jù)故障現(xiàn)象和電池電壓初步判斷其原因為充電電路故障導(dǎo)致的電池不充電，使用后電量低。將設(shè)備連接直流電源，電源指示燈正常，用萬用表檢測電源板輸出電壓為14.2 V，且主板上充電指示燈點亮。將設(shè)備開機(jī)，持續(xù)監(jiān)測一段時間后，交流電源指示燈、充電指示燈同時熄滅，用萬用表測量電源板輸出電壓為0 V。電源板部分電路圖，見圖2。

圖2 電源板部分電路圖

根據(jù)電路圖，對電源板電路進(jìn)行測量，發(fā)現(xiàn)元器件TOP223Y其輸入正常，而輸出為0 V，將其更換，重新檢測，電源板輸出正常，且電源和充電指示燈點亮，故障消除。用Fluke prosim 8生命體征檢測儀持續(xù)測試一天，設(shè)備能正常工作。

2.3.2 故障二

2.3.2.1 故障現(xiàn)象

N-560血氧飽和度儀開機(jī)后顯示“EEE526”。

2.3.2.2 故障分析處理

“EEE526”錯誤代碼表示血氧模塊未響應(yīng)。血氧模塊實現(xiàn)血氧飽和度和脈率信號的接收、處理以及傳遞，主要是指血氧板。首先用萬用表通斷檔檢測血氧板盒主板相連的排線，未發(fā)現(xiàn)斷路，然后更換新的血氧板，故障依舊，最后用萬用表電壓檔檢測血氧板的供電電壓，發(fā)現(xiàn)電壓為0 V。血氧板由主板芯片U21，即DC-DC轉(zhuǎn)換器13DS1-05S12NNL芯片將主板上的5 V電壓轉(zhuǎn)換為12 V供給血氧板，用萬用表測量其輸入電壓為5 V，而輸出為0 V，說明芯片故障，更換芯片后，輸出電壓正常，錯誤報警消除。用Fluke prosim 8生命體征檢測儀進(jìn)行檢測，設(shè)備工作正常，故障已排除。

2.3.3 故障三

2.3.3.1 故障現(xiàn)象

N-560血氧飽和度儀開機(jī)后顯示“EEE528”。

2.3.3.2 故障分析處理

“EEE528”錯誤代碼表示當(dāng)前設(shè)置丟失。設(shè)備的設(shè)置信息和數(shù)據(jù)都存儲在主板的24LC256芯片中，它是一種可擦除可編程只讀存儲器，容量為256 K bit，由主板上的紐扣電池提供3 V的電源，拆開設(shè)備，發(fā)現(xiàn)電池脫落，重新裝入新的電池后，故障排除，用Fluke prosim 8生命體征檢測儀進(jìn)行檢測，設(shè)備工作正常。

3 總結(jié)討論

N-560脈搏血氧飽和度儀雖然體積小，但構(gòu)造精密、技術(shù)成熟、穩(wěn)定性好[9-11]。我院N-560血氧飽和度儀數(shù)量多，因而故障頻率高，故障現(xiàn)象繁多，而對這些氧飽和度儀的維修，可采用“察、析、排、修、檢”5步簡單實用的維修方法。

所謂“察”，就是觀察，這是維修的基礎(chǔ)，包括觀察設(shè)備的故障現(xiàn)象、指示燈、錯誤代碼、損壞或毀壞的痕跡、丟失部件等，例如在案例中指示燈的點亮和熄滅、錯誤代碼等，都為故障原因的尋找提供了直接或間接的線索。所謂“析”，是指分析，通過對設(shè)備的了解、資料的查詢或維修經(jīng)驗等，分析出導(dǎo)致出現(xiàn)故障現(xiàn)象的可能原因。得到可能的故障原因后，就要對這些故障原因進(jìn)行排除，這便是“排”。排除故障時，遵循由簡到難的順序，可借用一定的輔助工具，例如萬用表、示波器等，或者更換電路板，逐步縮小故障原因的范圍，最終確定原因所在?！靶蕖笔钦麄€維修過程的重點，也是考驗工程師水平高低、維修經(jīng)驗豐富匱乏的關(guān)鍵步驟，設(shè)備的維修是一個拆解到恢復(fù)的過程，在維修時，應(yīng)做到以最小的“創(chuàng)傷”，達(dá)到最完好的“復(fù)原”[12-14]。排除故障，維修好設(shè)備后，要對儀器進(jìn)行一定的檢測或者檢查，這是保證設(shè)備穩(wěn)定、安全必不可少的一步，這便是所謂的“檢”[15-16]。

維修同樣是一個經(jīng)驗積累的過程，工程師在對各種故障現(xiàn)象排除時最好有記錄，日積月累，對于各種故障的維修也就會輕車熟路。

[1] 高新軍,劉新穎.脈搏血氧飽和度檢測原理及常見血氧探頭[J].中國醫(yī)療設(shè)備,2010,25(6):57-59.

[2] 劉輝,官海琴.脈搏血氧飽和度儀應(yīng)用的護(hù)理進(jìn)展[J].中國實用護(hù)理雜志,2008,24(16):76-77.

[3] 李麗,葉文琴.影響脈搏血氧飽和度準(zhǔn)確性的因素與護(hù)理干預(yù)[J].護(hù)理研究,2013,27(20):2068-2069.

[4] 王香香,王忠英.新生兒不同部位監(jiān)測脈搏血氧飽和度準(zhǔn)確性比較[J].護(hù)理學(xué)雜志,2014,29(3):30-31.

[5] 付燕,范玉紅,王亞麗,等.脈搏血氧飽和度監(jiān)測在ICU及全麻術(shù)后的應(yīng)用[J].護(hù)士進(jìn)修雜志,2000,15(11): 866-867.

[6] 于巍,古慶恩,李信政,等.無創(chuàng)傷脈搏血氧飽和度測量技術(shù)及進(jìn)展[J].醫(yī)療設(shè)備信息,2007,22(9):49-52.

[7] 胡良勇.血氧飽和度儀的生物安全初步評價[J],臨床醫(yī)學(xué)工程,2008,15(9):41-43.

[8] 李朝偉,張良才,陳敏,等.脈搏血氧飽和度儀的原理與臨床應(yīng)用[J].2006,3(5):22-23.

[9] 郭晶明,張宗然.脈搏血氧飽和度儀的工作原理與維護(hù)[J].醫(yī)療衛(wèi)生裝備,2008,29(10):102-103.

[10] 潛光松.國內(nèi)血氧飽和度儀檢測現(xiàn)狀與存在問題[J].計量與測試技術(shù),2010,37(9):19-20.

[11] 曲振宇,方舸,巫崎,等.脈搏血氧儀的檢測研究[J].醫(yī)療裝備,2010,23(5):21-22.

[12] 童斌.醫(yī)療設(shè)備維修管理的幾點問題與對策[J].醫(yī)療衛(wèi)生裝備,2010,31(1):91-92.

[13] 田君鵬,言潭,胡立勇,等.醫(yī)療設(shè)備全程管理中醫(yī)療設(shè)備維修管理的重要性探討[J].中國醫(yī)藥導(dǎo)報,2013,10(34):163-168.

[14] 王惠,雷勛祖.完善醫(yī)療設(shè)備維修管理[J].醫(yī)療衛(wèi)生裝備,2006,27(3):46-47.

[15] 李麗,張艷.我院醫(yī)療設(shè)備維修管理規(guī)范化探索[J].中國醫(yī)療設(shè)備,2015,30(1):150-152.

[16] 鄧田華,余波.醫(yī)療設(shè)備維修管理面臨的挑戰(zhàn)與戰(zhàn)略思考[J].中國醫(yī)療器械雜志,2015,39(2):153-156.