我院在用呼吸機故障的分析與總結(jié)

馬繼鵬，王東哲，石常遠(yuǎn)，孔德友

濟寧醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院 醫(yī)學(xué)裝備處，山東 濟寧 272000

引言

1 基本原理與結(jié)構(gòu)

呼吸機是急救重癥醫(yī)學(xué)中廣泛使用的一種醫(yī)療設(shè)備，在重癥監(jiān)護室，新生兒監(jiān)護室，麻醉科，急診科，呼吸科等得到廣泛應(yīng)用，可替代、控制或改變?nèi)说恼Ｉ砗粑黾臃瓮饬浚纳坪粑δ埽瑴p輕呼吸功能消耗，維持患者生命，是挽救急重癥患者生命的關(guān)鍵手段之一[1]。呼吸機結(jié)構(gòu)復(fù)雜，可分為氣路部分和電路部分，氣路部分包括氣源、供氣與驅(qū)動裝置、空氧混合器、呼氣部分、呼吸回路等主要負(fù)責(zé)輸出氣流到患者肺內(nèi)；電路部分主要可分為電源板，主控制板，監(jiān)測板，顯示主板，主要負(fù)責(zé)提供穩(wěn)定電源、控制氣閥，監(jiān)測壓力流量傳感器數(shù)據(jù)、報警、人機交互等功能[2]。常見故障如呼吸機管路脫開、氧濃度、潮氣量等參數(shù)檢測不準(zhǔn)確、自檢項不通過，技術(shù)性錯誤報警等，這些都會影響患者生命安全。通過研究呼吸機維修過程，可了解呼吸機的結(jié)構(gòu)，通過故障現(xiàn)象、錯誤代碼和反饋信息能及時定位故障，并完成維修，在此與同行分享六個維修案例，以提高醫(yī)院在用呼吸機的自主維修能力，降低設(shè)備維修時間和成本，更好的為醫(yī)院服務(wù)。

1.1 設(shè)備基本情況

目前我院擁有各品牌呼吸機51臺，其中有創(chuàng)呼吸機主要包括德國MAQUET品牌的SERVO-I 12臺、SERVO-S 5臺，美國柯惠PB品牌的840系列21臺，瑞士哈美頓品牌中的拉斐爾系列13臺。主要分布在重癥醫(yī)學(xué)科一、二、三區(qū)，急診重癥醫(yī)學(xué)科，心臟重癥醫(yī)學(xué)科、新生兒與兒童重癥醫(yī)學(xué)科。

1.2 呼吸機的工作基本原理和結(jié)構(gòu)

呼吸機內(nèi)部結(jié)構(gòu)部分如圖1所示。

圖1 呼吸機內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖

氣源：高壓氧氣和高壓空氣，氧氣采用中心供氧或瓶氧供氣，空氣可采用中心供氣或空氣壓縮機，壓力在0.3～0.5 MPa。

供氣與驅(qū)動裝置：驅(qū)動裝置提供吸氣壓力，目前大多數(shù)驅(qū)動裝置為可調(diào)式減壓閥，通過它降低來自氣源的氣體壓力作為驅(qū)動氣體。供氣一般采用直接驅(qū)動，通過控制空氧混合閥可得到一定濃度、壓力、流量的氣體直接作用于病人[3]。

空氧混合器：實現(xiàn)氧濃度可在2%～100%可調(diào)。

控制部分：為微處理器控制，可實現(xiàn)呼吸模式切換、啟動方式、潮氣量、呼吸比、呼吸末正壓、氧濃度等參數(shù)的設(shè)置。

呼氣部分：主要作用是配合呼吸機做呼吸動作，吸氣時保證所有氣體都輸送給患者，在吸氣末端時呼氣閥關(guān)閉，實現(xiàn)屏氣，并可維持一定數(shù)值的PEEP。

呼吸回路：實現(xiàn)呼吸機向患者輸出氣體，以及患者呼出氣體的排放。

濕化與霧化裝置：實現(xiàn)對氣流的加熱加濕，霧化裝置是利用壓縮氣源進行噴霧，可以增加濕化效果或用于藥物霧化吸入。

監(jiān)測報警系統(tǒng):監(jiān)測病人的呼吸狀況和呼吸機的功能狀況。如監(jiān)測氧濃度，平均氣道壓，峰值壓力，PEEP等壓力值，可作為呼吸道脫開、每分鐘潮氣量不足等報警依據(jù)。監(jiān)測流量傳感器作為呼出潮氣量等參數(shù)的報警依據(jù)。

2 設(shè)備故障實例

2.1 故障一

2.1.1 故障現(xiàn)象

拉斐爾呼吸機在使用過程中突然報#7 code26或#6 code25故障，機器突然白屏并停止工作，或空氣氧氣供應(yīng)壓力正常但是開機后報警顯示空氣氧氣供應(yīng)故障[4]。

2.1.2 故障分析

上述錯誤代碼一般是Ptank傳感器或阻尼片或空氧混合閥故障導(dǎo)致的，氣體供應(yīng)故障也可能是因為空氧混合閥不能正常閉合導(dǎo)致氣體無法進入呼吸機內(nèi)部。混合閥是控制氧氣和空氣進入混合罐的閥門，通過控制導(dǎo)通時間可以得到一定氧濃度的混合氣體[5]，混合閥如圖2圓圈標(biāo)記所示。

圖2 混合閥

2.1.3 故障解決方案

首先把呼吸機調(diào)節(jié)到維修模式，然后進行混合器和罐內(nèi)壓測試，連接好氣源，將霧化輸出端和病人輸出端堵住，分別激活A(yù)ir test，觀察Ptank max，Ptank min以及Offset frequency是否在有效范圍內(nèi)，參數(shù)范圍如表1所示。

表1 參數(shù)范圍表

發(fā)現(xiàn)所有數(shù)值在有效范圍內(nèi)，排除Ptank傳感器或阻尼片故障，進行混合測試時測試界面下方提示Mixer Value Defect，如圖3所示。判斷為空氣混合閥故障，更換該配件后，呼吸機維修成功[3]。

圖3 混合閥與罐壓測試界面

2.2 故障二

2.2.1 故障現(xiàn)象

拉斐爾呼吸機開機運行一段時間就開始報呼吸機管道脫開，每分鐘通氣量低。

2.2.2 故障分析

首先檢查呼吸機管路是否真的脫開，未發(fā)現(xiàn)問題。然后對流量傳感器進行了校準(zhǔn)，可通過，呼氣閥膜和閥蓋完好且正常安裝[6]，最后基本判斷為呼氣閥或檢測板故障。

呼氣閥是一個精密器件，其工作原理是病人呼出氣流推動氣桿線圈移動切割磁感應(yīng)線產(chǎn)生電流，檢測板通過放大電路監(jiān)測信號大小，動態(tài)反應(yīng)呼出端氣流的大小[7]。內(nèi)部線圈的電阻值應(yīng)在13～23 Ω之間。

2.2.3 故障解決方案

首先進行呼氣閥校準(zhǔn)，發(fā)現(xiàn)不能通過。拆下呼氣閥用手活動氣桿，發(fā)現(xiàn)移動不順暢，打開呼氣閥，發(fā)現(xiàn)內(nèi)部線圈因為受潮部分金屬被腐蝕，無法修復(fù)。最后更換配件并進行呼氣閥校準(zhǔn)后設(shè)備工作正常。

校準(zhǔn)流程如圖4所示：連接呼吸機管路、氣壓表、流量傳感器，開機進入維修模式，選擇test8 I-value和E-value的校準(zhǔn)，激活E-value。① 在0壓力下監(jiān)測呼氣閥信號：保持PEEP值為0，觀察Pprox和氣壓表的數(shù)值是否在0～1.0 mbar之間；② 設(shè)置呼氣閥信號漂移：保持PEEP值為5 mbar，旋轉(zhuǎn)Exp.Zero電位器使得Pprox和氣壓表數(shù)值在4.7～5.3 mbar之間；③ 設(shè)置呼氣閥信號增益：保持PEEP值為50 mbar，旋轉(zhuǎn)Exp.Gain電位器使得Pprox數(shù)值在49.5～50.5 mbar范圍內(nèi)和氣壓表數(shù)值在49.8～50.2 mabr范圍內(nèi)。重復(fù)以上三步操作，直到?jīng)]必要進行下一步校準(zhǔn)即可。

圖4 拉斐爾呼吸機呼氣閥校準(zhǔn)圖

2.3 故障三

2.3.1 故障現(xiàn)象

MAQUET SERVO-S呼吸機在使用過程中突然報PEEP值低，設(shè)置值為5 cmH2O，實際顯示為0，使用前檢查過程中的內(nèi)部泄露測試中跳出對話框顯示壓力傳感器誤差大于5 cmH2O或者在壓力傳感器測試中顯示失敗，其他使用前檢查項都正常通過[8]，使用前檢查結(jié)果如圖5～6所示。

圖5 使用前檢查報警信息

圖6 使用前檢查結(jié)果

2.3.2 故障分析

① 應(yīng)該檢查氣源是否正常，通過機器內(nèi)部監(jiān)測發(fā)現(xiàn)氣源壓力均為0.45 Mpa，為正常范圍內(nèi)；② 檢查軟管與空氣氧氣模塊的連接情況，以及噴嘴的情況；③ 檢查測試管管路是否正確安裝，吸入端過濾器是否安裝正確，壓力傳感器連接管是否與PC1781上的傳感器連接緊密，確保不是這些地方造成的漏氣[8]；④ 檢查呼出盒是否安裝正確，根據(jù)以往經(jīng)驗呼出盒長時間使用，內(nèi)部容易產(chǎn)生積水，使得內(nèi)部過濾器失效，容易造成漏氣，檢查呼氣閥膜是否干凈并正確固定在呼出盒上，必要時更換新呼出盒[9]；⑤ 檢查呼吸機氧電池的安裝是否正確，該處容易因安裝不正確導(dǎo)致氣體泄漏；⑥ 最后檢查電路板上的兩個壓力傳感器電路板PC1781（呼出和吸入端各一個）是否正確安裝在監(jiān)測板PC1772上。

通過以上步驟都未發(fā)現(xiàn)問題，則判斷為電路板PC1772或PC1781故障。

2.3.3 故障解決方案

通過替換壓力傳感器電路板PC1781和監(jiān)測電路板PC1772，最終故障確定在PC1772上，更換該電路板并重裝系統(tǒng)后故障解決。

2.4 故障四

2.4.1 故障現(xiàn)象

MAQUET SERVO-I呼吸機使用前檢查時內(nèi)部泄露測試跳出對話框，提示系統(tǒng)容量太大，并且在后續(xù)的流量傳感器測試中顯示失敗。操作多次仍然是該兩項報警。

2.4.2 故障分析

系統(tǒng)容量太大，首先懷疑是否有漏氣的地方，按照上面故障3的處理方式中的2.3.2前5個步驟進行檢查。

再檢查流量傳感器，MAQUET的流量傳感器有三個，分別在呼出盒，空氣模塊，氧氣模塊中，首先更換呼出盒，排除呼出盒流量傳感器故障，再單獨供氧氣，斷開空氣，做使用前檢查，如果內(nèi)部泄露測試失敗說明氧氣模塊故障，圖7為只接氧氣時的檢測結(jié)果，可判斷氧氣模塊正常。單獨供空氣，斷開氧氣，做使用前檢查，內(nèi)部泄露測試失敗確定是空氣模塊故障[10]。

圖7 使用前檢查結(jié)果

2.4.3 故障解決方案

空氣模塊如圖8所示，是由過濾網(wǎng)、伺服電磁閥、噴嘴、PC1740和PC1741電路板組成的，首先檢查過濾網(wǎng)是否臟了，噴嘴是否完好，都未發(fā)現(xiàn)問題，一般情況模塊故障是因空氣壓縮機的使用導(dǎo)致模塊內(nèi)部進水，電路板受潮引起的故障[11]，用吹風(fēng)機干燥后看是否正常，結(jié)果故障仍在，最后故障確定為模塊電路板問題，該模塊返廠維修后正常。

2.5 故障五

2.5.1 故障現(xiàn)象

PB840呼吸機在進行EST監(jiān)測時，SV Test測試失敗，SM Leak Test測試失敗，EXP Value Test測試失敗，EXP Value Seal Test測試失敗，GUI Keyboard Test測試失敗，呼吸機無法進入工作模式[12]。

圖8 MAQUET呼吸機空氣模塊

2.5.2 故障分析

對呼吸機進行流量傳感器和呼氣閥的校準(zhǔn)，發(fā)現(xiàn)流量傳感器校準(zhǔn)通過，但是呼氣閥的校準(zhǔn)失敗，結(jié)合EST測試的如上結(jié)果，基本可以判斷為呼氣閥故障。

呼氣閥位于機器的左上方，如圖9所示。懷疑因為內(nèi)部進水造成了故障，更換該呼氣閥后呼吸機再做EST，只有GUI Keyboard Test測試失敗，原因是Clear按鍵無法按下，拆掉按鍵板，發(fā)現(xiàn)內(nèi)部電路板腐蝕嚴(yán)重，如圖10所示，原因是因為經(jīng)常用消毒紙巾擦拭機器導(dǎo)致消毒液進入按鍵板內(nèi)部，長時間滯留造成了腐蝕。

圖9 PB840呼吸機呼出閥

圖10 PB840呼吸機按鍵板

2.5.3 故障解決方案

更換呼氣閥與按鍵板后呼吸機EST所有選項全部檢測通過，做SST檢測通過，可進入工作模式，設(shè)備維修完成。

2.6 故障六

2.6.1 故障現(xiàn)象

PB840呼吸機開機后無法進入工作模式，進行EST，發(fā)現(xiàn)Flow sensor cross check test失敗，顯示的氧氣和空氣端的流量傳感器交叉測試都失敗，Gas Supply/SV test失敗，顯示EXP zero flow check failed。

2.6.2 故障分析

點開具體的檢測參數(shù)，如圖11所示，判斷呼出端流量傳感器故障導(dǎo)致檢測參數(shù)偏小，氧氣端和空氣端的流量傳感器檢測參數(shù)正常。

圖11 PB840流量傳感器檢測結(jié)果

2.6.3 故障解決方案

更換呼出端流量傳感器后并校準(zhǔn)，流量傳感器如圖12所示。然后再進行EST和SST的項目全部通過，維修完成，呼吸機可進入工作模式[13]。

圖12 PB840呼吸機流量傳感器

為了保證維修后的質(zhì)量與安全，要對維修后的設(shè)備進行質(zhì)控，重點監(jiān)測潮氣量、呼吸頻率、PEEP值以及吸氣壓力水平[14]。

3 討論

本文是對我院正在使用的哈美頓拉斐爾，MAQUET Servo-I、Servo-S，PB840三種品牌的呼吸機遇到的故障進行了描述、分析并提供了解決方案。從器件原理進行分析，深入淺出，圖文并茂的講解了故障分析的過程，只有在對呼吸機原理結(jié)構(gòu)有充分的理解基礎(chǔ)上才能快速定位故障，解決問題，提高維修效率，這些品牌的呼吸機是在國內(nèi)占有率較高的品牌型號，在此與同行分享維修經(jīng)驗，共同探討進步，提高自主維修能力。

本論文與其它方面的研究不同之處在于對呼吸機原理、故障器件的原理、故障分析方法都進行了較為詳盡的闡述，能更好的借鑒上述維修經(jīng)驗。在后續(xù)的工作中因不同品牌的呼吸機具有不同的設(shè)計理念，在維修過程中要嚴(yán)格遵從廠家的指導(dǎo)說明，并在維修后要進行質(zhì)量控制工作，保證維修后呼吸機的質(zhì)量安全，更好的為醫(yī)院服務(wù)[15]。