血液透析機溫度故障檢修兩例

陳堅

金華市中心醫(yī)院醫(yī)學工程部 （浙江金華 321000）

隨著慢性腎病發(fā)病率的上升以及全球人口老齡化的加速，慢性腎病已逐漸成為世界性的公共衛(wèi)生問題。血液透析為主要的腎臟替代治療方式之一，近年來接受該治療的患者數(shù)量日益增長[1]。而透析液的電導率、溫度、流量是否精確，可直接影響患者的透析質(zhì)量與安全。通常情況下，血液透析機的透析液溫度設置在37 ℃左右，若溫度過高，則會出現(xiàn)溶血，特別是當溫度超過42 ℃時，將導致嚴重的溶血，危及患者的生命安全；若溫度過低，則會導致患者出現(xiàn)寒戰(zhàn)、血管收縮、血壓升高、血流量降低等臨床現(xiàn)象[2]。現(xiàn)介紹費森尤斯及百特金寶兩種不同品牌血液透析機在出現(xiàn)透析液溫度偏差時的不同處理方法（特別是百特金寶血液透析機的溫度傳感器不具備校正功能，十分必要掌握糾正溫度偏差的方法），為同行提供參考。

1 血液透析機的基本結構及工作原理

血液透析機品牌眾多，但結構和功能基本相同[3-5]（基本結構見圖1），其主要由血路系統(tǒng)和液路系統(tǒng)組成。血路系統(tǒng)通過血泵將患者的血液引出體外，在透析器中與透析液發(fā)生物質(zhì)交換后再輸送回患者體內(nèi)，其間，通過動脈壓監(jiān)測、抗凝劑注入、靜脈壺液位監(jiān)測、靜脈壓監(jiān)測、預充探測器等保障患者的治療安全。液路系統(tǒng)的作用是將純水和A、B 液混合，經(jīng)過電導度和溫度模塊、流量模塊完成合格透析液的配置并輸送至透析器與血液發(fā)生物質(zhì)交換，經(jīng)超濾模塊實現(xiàn)對患者的精確脫水，由漏血探測器監(jiān)控患者是否發(fā)生漏血。

圖1 血液透析機的基本結構

血液透析機的基本工作原理是：首先，透析用的濃縮液和純水通過透析液供給系統(tǒng)，按照一定的比例配置成合格的透析液；然后，在透析器中與患者的血液產(chǎn)生溶質(zhì)的彌散、滲透、對流、吸附作用；最后，凈化后的血液通過血液報警系統(tǒng)進入患者體內(nèi)，而透析后的廢液通過血液透析機的排廢系統(tǒng)排出，如此循環(huán)，完成整個透析過程[6]。

2 故障實例

2.1 故障一

2.1.1 故障現(xiàn)象

1臺費森尤斯4008S 型血液透析機在質(zhì)量檢測時發(fā)現(xiàn)透析液溫度偏差超出合格范圍。

2.1.2 故障分析

費森尤斯4008S 型血液透析機溫度控制系統(tǒng)的工作原理見圖2。設備的液路上共設置了3個溫度傳感器，分別是位于66號加熱塊的溫度傳感器2、電導度模塊7處的溫度傳感器3和109。血液透析機開機自檢后，默認溫度設定值為37 ℃，當66號加熱塊內(nèi)的浮子開關5到達高位時，可控硅開關打開，CPU 控制加熱棒54開始加熱，溫度傳感器2根據(jù)校正時存儲在CPU 內(nèi)的數(shù)據(jù)來控制加熱棒工作的占空比，使透析液到達患者端時的溫度達到設定的37 ℃，同時溫度傳感器3進行溫度檢測并反饋給CPU，若此處透析液的溫度不在35～39 ℃范圍內(nèi)，則發(fā)出溫度報警。溫度傳感器109與溫度傳感器3的檢測值經(jīng)比較后反饋給CPU，當差值超過0.5 ℃時，則發(fā)出溫度偏差提示，同時關閉溫度傳感器109的檢測功能。

圖2 費森尤斯4008S 型血液透析機溫度控制系統(tǒng)的工作原理

血液透析機自檢正常，未出現(xiàn)溫度相關報警，初步判斷故障由溫度傳感器出現(xiàn)偏移所導致。

2.1.3 故障處理

對血液透析機進行溫度校正：進入維修模式溫度校準程序，連接A、B液，打開流量開關，溫度校正界面內(nèi)第1個ADC-digs值對應的是3號溫度傳感器，DAC-digs值對應的是2號溫度傳感器，第2個ADC-digs值對應的是109號溫度傳感器；連接檢測儀，檢測患者端透析液的溫度，按加、減鍵調(diào)整DAC-digs值，第2個ADC-digs值隨之發(fā)生變化，當檢測儀顯示溫度達到37 ℃并保持基本穩(wěn)定，只在小范圍內(nèi)波動時，按下“TONE MUTE”鍵保存數(shù)據(jù)[7]。3個溫度傳感器校正前、后的數(shù)值見表1。

表1 3個溫度傳感器校正前、后的數(shù)值

2.2 故障二

2.2.1 故障現(xiàn)象

3臺百特金寶AK200US 型血液透析機在質(zhì)量檢測中均出現(xiàn)溫度偏低現(xiàn)象。

2.2.2 故障分析

該品牌血液透析機的溫度傳感器不具備校正功能，無法通過校正溫度傳感器糾正溫度偏差。再次進行質(zhì)量檢測，此次著重測試溫度設定為不同值時，實測溫度與設定溫度的差值，溫度分別設定為36.0、36.5、37.0、37.5、38.0、38.5 ℃，使用IBP HDC75檢測儀檢測透析液到達透析器時的實際溫度，當溫度顯示趨于穩(wěn)定（在±0.04 ℃左右波動）時，取其中間值，并記錄結果，3臺百特金寶AK200US 型血液透析機的溫度檢測結果見表2。

由表2可知，3臺AK200US 型血液透析機的透析液確實存在溫度偏低的問題，且隨著設定溫度的升高偏差整體呈逐漸增大的趨勢。血液透析機透析液質(zhì)量檢測規(guī)定，溫度實測值在設定值±0.5 ℃范圍內(nèi)為合格[8]，設備甲、乙、丙分別在設定值為37.5 ℃及以上、37.0 ℃及以上、37.5 ℃及以上時，溫度偏差超出了合格范圍。血液透析工程師與臨床科室醫(yī)師、廠家工程師一起進行討論，分析造成透析液溫度偏低的原因，尋找解決辦法。

表2 3臺百特金寶AK200US型血液透析機在不同設定溫度下的溫度檢測結果（℃）

AK200US型血液透析機溫度控制系統(tǒng)的工作原理見圖3：該設備共設置了5個溫度傳感器，分別位于加熱器內(nèi)部（1個）、電導塊A（控制和保護各1個）和電導塊B（控制和保護各1個）內(nèi)。加熱器內(nèi)部和電導塊B“控制”側(cè)的溫度傳感器測定并參與調(diào)控液路溫度，電導塊B“控制”側(cè)的溫度傳感器（最接近患者側(cè)的溫度傳感器）測定最終溫度，其他的溫度傳感器用于電導測量中的溫度補償[9]。設備開機后先檢測主板，再檢測電磁閥，隨后水箱進水至中水位，加熱器開始加熱；水箱內(nèi)有兩個加熱器和1個攪拌泵，攪拌泵攪拌水箱內(nèi)的水使溫度均勻，若水箱溫度達到42 ℃，流量電機、除氣電機開始動作，管路內(nèi)的水開始流動，電導塊A和電導塊B內(nèi)的溫度被控制系統(tǒng)控制在42 ℃，然后在每個電導塊內(nèi)進行保護系統(tǒng)和控制系統(tǒng)之間的溫度比較，并反饋給主板，待溫度達到42 ℃以上，且經(jīng)比較各溫度傳感器的偏差不超過0.5 ℃時，設備認為溫度傳感器正常，此時，設備溫度部分的高溫自檢通過，開始減小加熱棒的占空比供電，溫度下降，CPU以同樣過程檢測設備的設定溫度。若檢測設定溫度正確，則溫度測試完成，透析液溫度被調(diào)節(jié)在設定值（治療溫度），設備開始進行后續(xù)的壓力、電導度自檢。

圖3 AK200US 型血液透析機溫度控制系統(tǒng)的工作原理

3臺AK200US型血液透析機自檢均能正常通過，未出現(xiàn)任何報警，查看血透機自檢時的參數(shù)記錄發(fā)現(xiàn)，各溫度傳感器的偏差在±0.5 ℃范圍內(nèi)，可知3臺血液透析機并未發(fā)生故障[10]，因此，后續(xù)主要從使用年限、攪拌泵、檢測時的環(huán)境溫度、設備布局機構4方面尋找透析液溫度偏低的原因。（1）使用年限：3臺AK200US型血液透析機分別購置于2008、2010、2011年，使用年限較長，推測可能是血液透析機加熱系統(tǒng)工作效率下降無法滿足設備正常工作的要求，使透析液溫度偏低；考慮到經(jīng)濟因素，不可能在血液透析機無故障的情況下更換加熱組件；查閱歷年的透析液質(zhì)量檢測表，經(jīng)過與廠家工程師及其他醫(yī)院血液透析工程師的溝通交流，發(fā)現(xiàn)相較于其他機型，AK200US機型普遍存在溫度偏低的現(xiàn)象；根據(jù)表2可知，購置于2008年的設備甲的溫度偏差反而最小，購于2010年的設備乙和購于2011年的設備丙的偏差較接近，由此推斷，使用年限并不是造成透析液溫度偏低的主要原因。（2）攪拌泵故障：AK200US型血液透析機內(nèi)有1個大水箱，水箱內(nèi)有兩個加熱棒和1個攪拌泵，攪拌泵攪拌水箱內(nèi)的水使溫度均勻，加熱器內(nèi)部的溫度傳感器測定并參與調(diào)控液路溫度，此溫度傳感器靠近加熱棒，假設攪拌泵故障不工作，則加熱棒附近的水溫達到設定溫度，加熱棒停止工作，水箱內(nèi)離加熱棒較遠的水溫還未達到設定溫度，會導致整體水溫偏低；仔細分析液路圖可以發(fā)現(xiàn)，電導塊B“控制”側(cè)的溫度傳感器測定“最終”溫度，其他的溫度傳感器用于電導測量中的溫度補償，因此，即使攪拌泵故障，對最終的透析液溫度的檢測值的影響是可以忽略不計的，且經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)，3臺血液透析機攪拌泵工作正常，故攪拌泵故障不是透析液溫度偏低的原因。（3）檢測時環(huán)境溫度的影響：以往，血液透析機的質(zhì)量檢測大多安排在夏季和秋季，且在血透室工作日輪流空出血液透析機進行檢測；考慮到患者數(shù)量日益增多，設備常處于滿負荷運行狀態(tài)，于是，后期將質(zhì)量檢測安排在了血透室休息日進行，第1次檢測時為12月份且血透室未開空調(diào)，環(huán)境溫度為16.7 ℃，可能會使透析液溫度出現(xiàn)一定程度的降低；針對此情況，在工作日環(huán)境溫度為25.6 ℃時，再次進行3臺AK200US型血液透析機的透析液溫度檢測，兩次溫度檢測的最大偏差見表3；由表3可知，季節(jié)因素引起的環(huán)境溫度變化確實會影響血液透析機的運行情況[11]。（4）機器布局結構：本次檢測的所有百特金寶血液透析機中，出現(xiàn)溫度偏低的均為AK200US型號，同品牌的AK95S/96機型未出現(xiàn)此問題，根據(jù)圖3可知，AK200US機型的電導塊B“控制”側(cè)的溫度傳感器測定“最終”溫度，但該溫度傳感器位于水路較前端，之后透析液還要經(jīng)過可變流量電機、流量泵、超濾單元（UF-CELL）等部件，經(jīng)過較長的一段水路之后才可到達透析器，相較于AK95S/96機型，AK200US機型內(nèi)部空間大、散熱好，導致透析液溫度可能會發(fā)生一定程度的降低。

表3 3臺百特金寶AK200US 型血液透析機兩次溫度檢測的最大偏差（正值）比較

2.2.3 故障處理

根據(jù)以上原因分析，暫定以下解決方案：在工作日，使用IBP DHC75檢測儀檢測透析液到達透析器時的實際溫度，待檢測儀數(shù)值穩(wěn)定（在±0.04 ℃左右小范圍內(nèi)波動），取其中間值作為實際溫度；調(diào)整血液透析機的溫度設定值，當實測值為36.0、36.5、37.0、37.5、38.0 ℃時，記錄此時血液透析機的設定溫度，檢測結果見表4；在患者進行治療時，護士根據(jù)表4中的對比數(shù)據(jù)人工進行溫度補償，適當提高設定溫度以得到想要的透析液實際溫度；此外，除了質(zhì)量檢測和預防性維護外，在每季度對此3臺血液透析機進行以上6個節(jié)點的溫度檢測，保障對比表格數(shù)值的準確性。

3 小結

血液透析機由于結構復雜，零件眾多，發(fā)生故障的概率較高。血液透析機的故障基本都可以通過校準參數(shù)或更換配件進行解決。造成血液透析機溫度故障的原因較多，如加熱棒故障、加熱模塊電路板故障、溫度傳感器偏差、運行故障等。本文涉及的兩例溫度偏差故障并不復雜。費森尤斯4008S 型血液透析機只需進行溫度傳感器校正即可。對于百特金寶血液透析機，由于設備本身不具備溫度傳感器校正功能，在溫度發(fā)生偏移的情況下，似乎只有更換新的加熱模塊才能解決問題，但若涉及的設備臺數(shù)較多，全部更換新的加熱模塊的成本較高，故本文通過一系列的尋因分析，并采用人工溫度補償?shù)姆绞绞乖O備滿足使用要求。需注意的是，對于溫度設定值與實測值的偏差，應定期進行嚴格的質(zhì)量檢測及控制，以確保透析液溫度的準確性。

我院現(xiàn)擁有51臺血液透析機，隨著患者數(shù)量的快速增加，每天工作2～3個班次，每周工作6 d，處于超負荷工作狀態(tài)，血液透析工程師在平時進行各種巡檢、預防性維護以及質(zhì)量檢測等工作時，應盡量保障血液透析機的正常運行[12-13]，以最大限度降低故障率。但故障無法完全避免，這便要求工程師透徹了解設備的工作原理和工作流程，如此，在設備出現(xiàn)故障時，才可分析得到引起故障的內(nèi)在原因，根據(jù)各品牌機型的實際特點采取靈活的處理方法，在保證設備正常使用的前提下，盡量縮短維修時間，降低維修成本。