ERBEJET2水刀的原理及常見故障的分析維修

愛爾博（上海）醫(yī)療器械有限公司，上海 200336

引言

1982年，Papachristou等[1]使用水刀成功實施了肝葉切除術，首次將水刀切割技術應用在醫(yī)學領域。1990年，德國的Rau將專門設計的醫(yī)用水刀應用于臨床實踐[2]。此后，醫(yī)用水刀在各外科手術中得到了廣泛應用。目前，醫(yī)用水刀已成為實質性器官手術中的重要手術工具[3]。ERBEJET2是ERBE公司最新型號醫(yī)用水刀，廣泛應用于肝膽外科[4]、泌尿外科[5]、神經外科[6]、頜面外科[7]、婦科[8]、消化內科[9]和呼吸內科[10]，配合ERBE公司的電外科設備，整合成水電一體的超級工作站。隨著國內市場上ERBEJET2水刀的廣泛普及，相應的報修量也隨之增加。本文通過ERBE維修中心三個實際維修案例，總結分析了排查水刀常見故障的過程，以期為廣大臨床醫(yī)工人員的日常維修思路提供參考。

1 設備原理

ERBEJET2水刀于2007年面世，相較于清創(chuàng)用水刀，ERBEJET2水刀水束直徑達到120 μm，水壓可控范圍為1～80 bar，能達到更精細的組織選擇性切割和水束分離。

水刀切割原理是利用不同組織之間韌性和彈性的差異，通過調節(jié)水流壓力，即可將不同韌性和彈性的組織結構加以選擇性的解剖分離。在特定水流壓力下，較軟的組織被切斷，而血管及神經等韌性較強的組織可以完整的保留下來[11]。

ERBEJET2水刀的動力原理和水路原理如圖1～2所示，ERBEJET2水刀具有兩個同時運行的動力泵，馬達組件通過兩條單獨的傳動帶運行兩個泵，泵1在泵出生理鹽水時，泵2同時在進水，從而能夠持續(xù)不斷的提供1～80 bar的穩(wěn)壓和120 μm的水束。控制模塊通過控制供電板的電流，進而控制馬達組件的功率，從而達到控制調節(jié)水壓的效果。

圖1 基本動力原理簡圖

圖2 基本水路原理簡圖

2 維修實例

2.1 實例一

2.1.1 故障現象

一次性復式泵正常安裝，充注生理鹽水后水刀可正常激發(fā)，但是水束流量不穩(wěn)定。

2.1.2 故障分析與排除

此故障是臨床中最常遇到的一種，通常是由于一次性復式泵重復使用，導致其性能降低，因而發(fā)生故障。因此，更換一次性復式泵即可解決。雖然全國人大、國務院、衛(wèi)生部頒布多部法律和條文規(guī)定一次性耗材不可重復使用[12-14]，但臨床上醫(yī)生出于對醫(yī)療成本等的考慮，還是有重復使用的現象。具體到水刀泵，之所以設計成一次性使用是為了使水刀動力部分和無菌生理鹽水部分隔離，如果重復使用會降低管路密封性和造成堵塞，進而影響水束流量和壓力。

極少情況下更換一次性復式泵仍然無法解決，此時機器報錯：J-11。此時開機對內部情況進行檢查，發(fā)現機器內有明顯水漬，然后打開泵組模塊的蓋子，檢測泵的運行情況如圖3所示。通過檢查發(fā)現，傳動泵螺紋中有明顯污漬，導致在傳動過程中泵運行不暢。因此推測是生理鹽水或染色劑漏液至傳動螺紋所致，需要將螺紋上污漬去除。使用φ1.8 cm和φ1.0 cm兩種梅花頭螺絲刀拆卸泵組模塊，拆卸后如圖4所示。將其放入功率600 W以上超聲波清洗機中，用70℃的水清洗30 min。不可使用生活中常用的酸性物質、活性氧清洗等化學方法以及鋼絲球、百潔布擦洗等物理方法，上述方法會對螺紋表面造成非預期不均勻磨損或破壞，影響水刀性能[15]。清洗后晾干安裝復位，此時應檢查傳動帶磨損程度，如有明顯磨損痕跡，建議可預防性更換傳動帶。復位過程中要注意傳動帶的松緊度，過松過緊都會影響傳動泵速和使用壽命[16]。一般使用配套專用檢測工具（圖5）測試應力合格后方可使用，從而確保水刀的正常工作和延長傳動帶的使用壽命。

圖3 內部結構整體圖

圖4 泵組模塊

圖5 傳動帶松緊度檢測工具

2.2 實例二

2.2.1 故障現象

開機后自檢程序正常，屏幕花屏，按鍵無反應。

2.2.2 故障分析與排除

首先拆機檢測前面板（圖6），B1位置為面板供電端口。通過萬用表檢測各關鍵部位電容C135，C151，C196是否被擊穿，因為這幾個電容是復數條電路的交匯點，被擊穿可能性較高。如果電容被擊穿，則一般情況只要重新焊接相應電容即可修復。如電容正常，則需要檢測主芯片IC116的TEST和GND針腳，正常阻抗范圍為（0.75±0.05）kΩ。如果主芯片損壞，則不可修復，需要更換芯片或控制板。

圖6 前面板

此例前面板無問題則可以判斷是屏幕（圖7）出現故障，使用萬用表檢測圖示標志的芯片G10431的TEST和GND針腳阻抗。此芯片阻抗正常值為（0.5±0.05）kΩ，若超出正常值，需更換芯片或控制板。此例更換主芯片后機器恢復正常。

圖7 屏幕

2.3 實例三

2.3.1 故障現象

開機后無反應，屏幕不顯示。

2.3.2 故障分析與排除

首先檢查保險絲，萬用表調至蜂鳴檔，檢測電源底座保險絲是否燒壞，如果燒壞則更換標準參數保險絲（2X T3.15 A）即可。如果保險絲正常，機器報錯：J-0B，J-0C，J-0D，則需要進一步排查供電模組。通電后，用萬用表測試供電板（圖8）紅黑線（電壓范圍為24±0.01 V）和綠黑線（電壓范圍為5±0.01 V）電壓，如電壓有偏差，則可以斷定為供電模組故障，直接更換供電模組即可修復。此處不建議維修供電模組，因為在實際維修經驗中，維修元器件的供電模組一年內二次返修率較高，可能是因為故障模組未損壞，但元器件的指標已接近臨界值。

如果供電模組輸出正常，則可以判斷是前面板故障，通過萬用表檢測前面板（圖9）所示二極管D 17（1.0±0.05 kΩ）、D30（1.0±0.05 kΩ）、D59（1.0±0.05 kΩ）是否完好，此例中更換D59后機器恢復正常。

圖8 供電板

圖9 前面板

3 討論與總結

水刀技術伴隨著非血管介入類治療發(fā)展還會應用到越來越多的臨床科室[17]，將來水刀也可能會融入到手術機器人中[18-19]。隨著水刀的普及，故障發(fā)生率也會逐年增加，這就要求醫(yī)工人員熟悉故障維修的方法。然而如今公開文獻中卻沒有關于醫(yī)用水刀故障排查及維修方面的內容，廣大醫(yī)工人員遇到水刀故障往往束手無策。本文通過ERBE公司近三年的實際維修案例，分析常見問題，并總結維修經驗和故障排查思路。希望能使廣大醫(yī)工人員對水刀原理、基本結構和常見故障有所了解，嘗試解決或者協(xié)助廠家工程師判斷故障，提高維修效率。

建議醫(yī)院設備管理人員在每年水刀例行維保過程中要求服務方對水刀進行界面測試、表現測試、腳踏激活測試、動力測試、運行測試等，確保水刀各項性能指標正常，保障臨床使用效果。同時也希望廣大醫(yī)工從業(yè)者之間隨時進行水刀相關故障維修的經驗交流，共同保障水刀技術更好地服務于臨床和患者。