菲萍呼吸機氣路工作原理與壓力故障維修2例

張紅俠

濟南市兒童醫院 設備科， 山東 濟南 250022

引言

菲萍是瑞士近幾年研發生產，專為早產兒、新生兒和體重30 kg以下兒童使用的呼吸機。集成有創和無創呼吸模式，有創又包含常頻、高頻[1]。無創呼吸模式包含NCPAP和DuoPAP，在很大程度上解決了經鼻CPAP的漏氣問題。吸入氣流及呼出氣流分別控制，可靈活設置基礎氣流[2]。當嬰兒躁動時很容易產生瞬時不同步，出現人機對抗，而基礎氣流可以隨時保障吸氣時有氣流。此外，基礎氣流還可沖刷氣道內的殘留氣體減少呼吸做功，增加病人舒適性。菲萍呼吸機采用壓力控制、時間切換、持續氣流并集合容積限制功能，避免可能出現的容積傷。加上肺過度膨脹風險系數C20/C的直觀評估（C20/C＜0.8即為肺過度膨脹），可以最有效地避免氣壓傷[3-5]。

精確的超低潮氣量控制，常頻潮氣量可以低至1.2 mL；高頻模式最低潮氣量可以達到0.8 mL。菲萍的熱絲式流量傳感器位于嬰兒吸入氣體的三通處，能夠對吸入容量進行解確測量。工作原理是傳感器的熱絲作為測量電橋的橋臂置于氣道中，其溫度會因通過的氣流發生變化，隨之阻值發生變化．進而在測量電路中產生相應的輸出電信號，該輸出電信號與氣體流量成比例[6-8]。

1 菲萍呼吸機氣路工作原理

菲萍呼吸機的氣路原理圖，見圖1，由兩條并行但不完全相同的氣路組成，兩個通道的元器件可以互換使用。

2 故障研究

2.1 故障名稱：無空氣供應

2.1.1 故障現象

可能原因：空氣供應故障；壓力調節閥故障；壓力傳感器故障；檢測壓力電路部分故障。

檢查空氣供應，檢查墻壁有空氣，測試壓力4.1 bar。繼續進入機器內部，見圖2，因為不了解壓力調節閥的調節后壓力數值，沒辦法進一步檢查壓力調節閥。拔下調節閥后的軟管，有氣流；和氧氣氣流比較，無明顯的差別，由此推斷壓力調節閥損壞的可能性很小。氣路繼續朝下走就是壓力傳感器，前面講過，菲萍呼吸機兩條并行的管路，元器件可以互換使用；把氧氣通路部分接到空氣通路的壓力傳感器，機器報警，無氧氣供應。把空氣調節閥后的軟管接到氧氣端壓力傳感器，機器報警，無空氣供應。由此斷定空氣端壓力傳感器故障，因為空氣氣源和氧氣氣源相比，容易含有水分[9-10]。

圖1 菲萍呼吸機氣路原理圖

圖2 氣路側板實物圖

氣體通過軟管和接頭進入呼吸機，經過吸入氣體過濾器進行過濾、除水。經過壓力調節閥調壓處理，此時壓力傳感器分別檢測氧氣和空氣氣源的壓力，當壓力達到2.0 bar以上時， 發指令給電路板供氣壓力已夠。當氧氣或空氣的供氣壓力低于 2.0 bar時，觸發“NO O2SUPPLY”或“NO AIR SUPPLY”報警。當兩個氣源都消失時，呼吸機高度報警，同時打開安全閥，病人呼吸室內空氣。當給呼吸機發出校準氧傳感器指令時，校準閥打開，空氣和氧氣通路校準閥分別打開，校準通路開關打開，依次校準21%和100%氧濃度，菲萍呼吸機氧傳感器校準可以不脫機，使用中進行校準。當正常呼吸時，比例電磁閥，空氣和氧氣通路分別裝有相同比例電磁閥，由軟件驅動，單獨控制送至病人的空氣和氧氣。比例電磁閥用線性馬達來控制其提升閥，根據相應的電流比例控制其開啟程度[11-13]。比例電磁閥控制以下呼吸參數：吸氣流速、流速波形(方波／遞減波)、潮氣量、氧濃度（21%～100%)、呼吸頻率。然后經過內置過濾器和流量傳感器后一路經過限流器，軟管到前端組合件上的壓力傳感器，通過軟管到近病人端壓力傳感器，檢測呼吸壓力并在屏幕右側顯示。另外一路經過并接NCPAP安全閥（400 mbar）、調節裝置、校準或呼吸通路開關、限流器、氧傳感器、13消音器、吸氣噴嘴內濾芯到前端組合件，接呼吸管路供給嬰兒呼吸，相應檢測參數在屏幕右側顯示。氣路實物主要安裝在側板和前端組合件處，請結合實物圖2和圖3，非常直觀清楚。

2.1.2 分析及解決方案

菲萍呼吸機側板氣路實物圖，見圖2，其中壓力調節閥銘牌 P1=MAX 10 bar，P2=0.2～3.5 bar，R308-POCK15-2。氧傳感器型號是OOM204。

菲萍呼吸機原裝壓力傳感器銘牌為RMOP030GTMH D/C4313，可以用原裝壓力傳感器，也可以代換為銘牌SQ257-14229的壓力傳感器。

2.2 故障名稱：呼吸端壓力故障

科室報修：無壓力；機器報警：壓力過低。

2.2.1 故障現象

機器故障現象，見圖3。

圖3 故障現象

2.2.2 分析及解決方案

菲萍呼吸機前端組合件氣路實物圖，見圖4。

圖4 前端組合件氣路實物圖

注意到屏幕右側顯示的數值P均壓150.0 cmH2O；而P峰0，PEEP 0，不符合邏輯。檢查吸入端無氣流；打開氧療模式仍然不送氣。查看機器報警信息，顯示管道堵塞。分析P均壓150 cmH2O，壓力過高，所以機器報管道堵塞，為安全，機器不提供呼吸氣流。

當再次進入工作界面，機器如右圖所示，壓力顯示為0。同樣沒有呼吸氣流的情況，機器壓力顯示差別如此之大，肯定是壓力檢測出現故障。可能原因壓力傳感器故障，或者數據檢測部分故障。根據經驗，壓力傳感器故障可能性大一些。

結合氣路工作原理圖和前端組合件實物圖，機器前端組合件上有2個壓力傳感器，吸入氣體壓力傳感器和近病人端壓力傳感器[14]。為進一步鑒別判斷，當向近病人端壓力傳感器的壓力采樣管內注入氣體時，壓力波形如圖3右圖所示，出現壓力波形，由此近病人端壓力傳感器正常，吸入氣體壓力傳感器故障。

2.2.3 故障維修

把損壞的壓力傳感器從前端組合件電路板上焊下來，更換上新的壓力傳感器即可。機器原裝壓力傳感器銘牌為，SQ273-P001GZ8、PDCOS114DBxxx以及368219-xxxx。還可以替換為SDX01GZ,1406。

由于機器設計非常緊湊，拆裝前端組合件是非常麻煩的工作。經驗是可以先把屏幕拆下，屏幕固定板可以彎曲變形，這樣可以些許空間方便維修。

3 討論

菲萍呼吸機是一款功能齊全，適合30 kg以下兒童使用的呼吸機。進入中國市場時間較短，可以查閱的文獻資料幾乎沒有。以上的氣路原理和實物圖，可以說圖文并茂，非常直觀清楚的描述了菲萍呼吸機的氣路工作原理。文章介紹的兩例故障維修，做到配件級維修，相比板級維修，可以節省大量資金和縮短維修周期，意義深遠。相信會給醫工同行們了解維修菲萍呼吸機提供一些幫助和參考。