DXC-800全自動生化分析儀故障分析與維修

曲超，梁明琴

煙臺毓璜頂醫(yī)院 醫(yī)學(xué)工程處，山東 煙臺 264000

引言

生化檢驗在臨床檢驗中占有重要位置，可以用于測定人體血液中多種生化指標(biāo)，如：膽紅素、總蛋白、肌酐、尿素氮、血糖、血脂、鉀、鈉、氯等幾十個指標(biāo)，對肝、腎、心臟以及糖尿病的診斷極為重要。我院于2009年購買安裝的貝克曼庫爾特Unicel DXC-800全自動生化分析儀是美國貝克曼庫爾特公司生產(chǎn)的一款生化分析儀。該儀器具有簡單的界面操作，是一個模塊化的集急診生化檢測、常規(guī)生化、特殊生化檢測和藥物濃度監(jiān)測設(shè)備于一體的儀器[1]。由于使用年限長，標(biāo)本量過多，各種故障也在所難免，由于沒有買保修，許多故障需要我們工程師自己判斷維修，為醫(yī)院節(jié)省了不少費用。本文主要對在維修過程中出現(xiàn)的疑難問題進(jìn)行分析和總結(jié)，供大家參考。

1 儀器結(jié)構(gòu)和基本原理

DXC-800型全自動生化分析儀設(shè)計合理，由MC部分、CC部分、樣品裝載部分、MPC部分、電源水氣路五部分組成；各單元模塊化，并采用環(huán)路（LOOP）方式光纖互聯(lián)各智能模塊，有效避免電氣干擾；該儀器可最多同步進(jìn)行70項檢測，每小時最快進(jìn)行900個測試，最快10 min出結(jié)果[2]。永久性免維護的反應(yīng)比色杯、長壽命、免維護的多波長光學(xué)系統(tǒng)、干式免維護的孵育系統(tǒng)、運動中沖洗的清洗系統(tǒng)是此生化分析儀的四大硬件特點[3]。該儀器檢測結(jié)果準(zhǔn)確可能，精密度高，是一款較為理想的全自動生化分析儀[4]，見圖1。

圖1 DXC-800全自動生化分析儀全貌

該生化分析儀測定、檢測光路采用光吸收法測定。在分析時，每一次旋轉(zhuǎn)循環(huán)對各個杯子內(nèi)的反應(yīng)物進(jìn)行光吸收測定，在每個杯子通過光檢測站時，氙燈同步發(fā)出一束光，具體原理如下。該測定法即為分光光度法，是基于朗伯-比爾定律建立起來的一種常用分析方法，原理如圖2。

圖2 分光光度法測量原理圖

單色器將光源發(fā)出的復(fù)色光分成單色光，特定波長的單色光通過盛有樣品溶液的比色池，單色光被吸收的強度與樣品溶液濃度和光通過的距離（即光徑）成正比，光電轉(zhuǎn)換器將透射光轉(zhuǎn)換為電信號后經(jīng)信號處理系統(tǒng)處理得到樣品溶液的濃度[5]。比格（Bouguer）和朗伯（Lambert）先后在1729年和1760年闡明了光輻射強度和吸收層厚度的關(guān)系，1852年比爾（Beer）又提出光輻射強度和吸收物濃度也具有類似的關(guān)系，布格—朗伯—比爾定律的數(shù)學(xué)表示式為：

其中：A為光通過介質(zhì)被介質(zhì)吸收的吸光度；T為透射光強與入射光強之比即透光率；I0為入射光強度；It為透射光強度；ε為介質(zhì)摩爾吸光系數(shù)；c為吸收物的摩爾濃度（mol/mL）b為吸收層厚度（cm）。

公式(1)表明，當(dāng)特定波長的單色光通過溶液時，樣品的吸光度與溶液中吸收物濃度和光通過的距離成正比。

DXC-800儀器的液面感應(yīng)線采用電容式液位傳感器，其原理如下：在柱形電容器的極板之間，充以不同高度的介質(zhì)時，電容量的大小也會有所不同。因此，可通過測量電容量的變化來檢測液位[6]。圖3示同軸圓柱形電容器的初始電容為：

測量時，電容器的介質(zhì)一部分是被測液位的液體，一部分是空氣。設(shè)C1為液體有效高度hL形成的電容，C2為空氣高度（h-hx）形成的電容，則：

由于C1和C2為并聯(lián)，所以總電容為:

圖3 電容式液位傳感器原理圖

2 故障一

2.1 故障現(xiàn)象

每周例行保養(yǎng)時發(fā)現(xiàn)本機濃縮洗液用量較往常明顯減少。

2.2 故障分析

由于該故障為隱性故障，不會造成儀器馬上停機的后果；但是由于是濃縮洗液用量明顯減少，如果長時間不解決這個故障，會引起其他的連鎖故障例如：試劑針、樣本針清洗不干凈引起交叉污染、反應(yīng)杯清洗不干凈引起檢測結(jié)果不準(zhǔn)確、管路堵塞等一系列故障[7]。

所以首先從DXC-800的水氣路開始分析。DXC-800全自動生化分析儀的水氣路動力來源于兩個壓力泵，分別提供25 PSI、17 PSI、10 PSI三種壓力的正壓和總負(fù)壓。總負(fù)壓負(fù)責(zé)將濃縮洗液吸進(jìn)稀釋瓶和進(jìn)行廢液回收；三個壓力值的正壓負(fù)責(zé)將稀釋洗液和去離子水打進(jìn)管路和各個反應(yīng)終端，例如樣本針、試劑針、洗站等。研究水路圖（圖4）發(fā)現(xiàn)濃縮洗液經(jīng) V14 閥由 wash conc罐到 wash concentrate罐，而動力來源于V5閥切換的負(fù)壓；然后濃縮洗液經(jīng)由V12閥和經(jīng)由V2閥的去離子水按照1:100的比例混合打入wash solution罐，動力來源于V5閥切換的17PSI的正壓；去離子水罐的壓力也為17PSI。在wash solution混合成稀釋洗液后，由10PSI的正壓送到各個終端，用于管路、針類和反應(yīng)杯的清潔了。通過洗液相關(guān)的水氣路圖原理圖可知，壓力和各個相關(guān)電磁閥的故障都有可能引起洗液用量減少，所以下面要重點從這幾個方面檢查。

2.3 故障解決

2.3.1 壓力問題

檢查 25PSI、17 PSI、10 PSI和 main vacuum 四個壓力表，發(fā)現(xiàn)待機時正負(fù)壓力均在正常范圍內(nèi)；并且進(jìn)行管路、反應(yīng)杯清洗時壓力波動也在正常范圍內(nèi)，壓力泵無異響，排除工作時管路有斷裂引起的壓力問題。

2.3.2 水路問題

氣路問題排除了，那就只剩下水路問題了。查看圖4，發(fā)現(xiàn)V2、V5、V12、V14這幾個電磁閥是重點檢查項目。V2閥連接DI Reservoir罐和washsolution罐，控制DI Reservoir罐的去離子水打向wash solution罐配成稀釋洗液；V12控制濃縮洗液由wash concentrate罐打向wash solution罐；V14閥負(fù)責(zé)控制washconc罐的濃縮洗液打向wash concentrate罐；而最復(fù)雜的是V5閥，既連著17PSI的正壓又連著總負(fù)壓，總負(fù)壓負(fù)責(zé)把濃縮洗液吸入wash concentrate罐，17PSI的正壓負(fù)責(zé)將濃縮洗液打入wash solution罐。

圖4 水氣路圖

首先分別測量這五個電磁閥工作時的電壓，發(fā)現(xiàn)均為12 V，供電正常，排除供電板故障；其次測量電磁閥電阻，均在正常值130～160 Ω，并且用手檢查工作時電磁閥閥體溫度，均無異常過熱情況；最后，拆開閥體，檢查閥芯情況，發(fā)現(xiàn)V5電磁閥里面有少許絲狀物堵塞了閥芯，導(dǎo)致V5閥無法正常打開，清除絲狀物后恢復(fù)電磁閥，工作正常。經(jīng)過一周多的觀察，濃縮洗液用量恢復(fù)正常。

故障解除后分析此異物的來源，判斷絲狀物為幾周前消毒供水管路從PPR管壁脫落的。因此為了避免此類故障再發(fā)生，我們在每臺生化儀進(jìn)水端加裝了細(xì)菌過濾器和濾罐，既保證了供水安全又阻絕了水里微小異物進(jìn)入生化儀內(nèi)部管路。

3 故障二

3.1 故障現(xiàn)象

機器運行過程中報警：“one or other cuvettes not dry before first reagent added”。

3.2 故障分析

分析這個報警產(chǎn)生的原因為水空白檢測不通過導(dǎo)致的[8]。貝克曼DXC-800機器在工作前要進(jìn)行水空白檢測。所謂水空白，為生化儀反應(yīng)杯清潔過后，注入去離子水進(jìn)行空白比色得到的結(jié)果，即去離子水的吸光度值。

停機查看報警代碼，分析此類報警產(chǎn)生的原因有以下幾種：① 反應(yīng)杯有破損，導(dǎo)致漏液引起水空白檢測不通過；② 沖洗站故障導(dǎo)致真的有液體殘留在反應(yīng)杯中，引起水空白檢測不通過；③ 試劑針的液面感應(yīng)器故障導(dǎo)致誤報警。

3.3 故障解決

3.3.1 反應(yīng)杯問題

首先拆下洗站，執(zhí)行“Maintenance-Cups Lamp/Sensor Calibration”取下反應(yīng)轉(zhuǎn)盤。用手電照射檢查128個反應(yīng)杯是否有破損漏液，發(fā)現(xiàn)反應(yīng)杯均完整無破損裂，反應(yīng)盤銅加熱座處也無漏液痕跡，這排除了反應(yīng)杯破損漏液引起水空白檢測不通過。

3.3.2 沖洗站故障

DXC-800儀器的洗站由四根針組成，作用分別為：①抽走反應(yīng)廢液，注入稀釋清洗劑；② 抽走稀釋清潔劑注入去離子水；③ 抽走稀釋清潔劑，注入去離子水；④ 抽走去離子水，干燥反應(yīng)杯。

另外水空白的測定實在第二針注入稀釋清洗劑的時候進(jìn)行的，從吸光度判斷杯子的潔凈程度：

（1）先將洗站拆下先放到一個空的方形塑料盒中，執(zhí)行“Prime-Wash All Cuvettes”，觀察前三根針的出水情況，正常的情況下前三針的噴水口都是向三個不同方向放射性的噴水，這樣還起到?jīng)_刷的作用。并且前三根針注入的水都是加熱過的。發(fā)現(xiàn)前三根針出水時每根針三股水流呈120°角均勻噴射，測試20～30次杜絕偶發(fā)故障。經(jīng)過30次測試后均表現(xiàn)正常，這表示每根針沒有堵塞。

（2）其次將前三根針分別插入三個小試管中，執(zhí)行“Alignment-Cuvette Wash Station”，按照圖 5 提示一步一步進(jìn)行吸水噴水測試，通過對比三根針每根的吸水量、噴水量來判斷后端電磁閥是否有堵塞導(dǎo)致吸水不暢。經(jīng)過5～10次檢測后三根針吸水量、噴水量均一致，表示后端電磁閥開合正常。

圖5 沖洗站測試程序

（3）再檢查小靴子狀態(tài)，邊緣整齊良好無磨損；檢查試劑針collar wash也無水珠殘留，其排廢閥也無異物；A/D閥工作正常；CC試劑注射器也正常工作無漏液；切換試劑針A、B針時也無漏液到比色杯。

3.3.3 試劑針的液面感應(yīng)器故障

將A、B針的液面感應(yīng)線對調(diào)，試機過程中發(fā)現(xiàn)故障轉(zhuǎn)移，判斷為試劑針B液面感應(yīng)線故障。更換液面感應(yīng)線后故障排除[9]。

4 總結(jié)

貝克曼公司此款儀器一旦報錯，隨之產(chǎn)生詳細(xì)的報錯日志文件[10]。在維修過程中通過查看報錯日志及觀察故障現(xiàn)象，并通過分析原理，一般可解決絕大多數(shù)故障。另外，操作人員一定要按照程序開關(guān)機，防止數(shù)據(jù)或軟件資料丟失，并按照保養(yǎng)手冊定期對機器進(jìn)行保養(yǎng)，以保證機器的正常運行，減少故障的發(fā)生率，確保檢驗結(jié)果的準(zhǔn)確性[11]。

我們發(fā)現(xiàn)的問題，有常見的也有偶爾發(fā)的，并在摸索中得到了解決。生化檢測結(jié)果的準(zhǔn)確與否，不僅取決于儀器的性能，還與生化儀的正確使用、正確保養(yǎng)至關(guān)重要[12]。生化儀的運行涉及到電、水、 自動控制、信號處理和數(shù)據(jù)傳送等多種知識，我們每一個操作人員都要不斷提高自己知識，加強對儀器全面的了解和掌握，并要有良好的責(zé)任心，嚴(yán)格遵守操作規(guī)程，減少儀器故障的發(fā)生。建議由受過培訓(xùn)專人使用，并詳細(xì)記錄出現(xiàn)故障情況和保養(yǎng)過程，對儀器可能出現(xiàn)的故障建立應(yīng)急預(yù)案[13]；對不明確的故障，及時與貝克曼的工程師聯(lián)系，不要盲目拆卸。