連續(xù)性血液凈化透析機故障維修案例分析

林柏生，陳俏均，黃耀盛，鐘 光，黎子衡

（南方醫(yī)科大學第三附屬醫(yī)院，廣東廣州 510630）

0 引言

Infomed HF440 連續(xù)性血液凈化設備血透機，是一種24 h或接近24 h 連續(xù)工作的連續(xù)、緩慢清除水分和溶質(zhì)的腎臟替代治療方式設備。CRRT（Continuous Renal Replacement Therapy，連續(xù)性血液凈化）是近年來在血液透析基礎上發(fā)展出來的一種血液凈化技術，其基本功能是通過蠕動泵來實現(xiàn)體外的血液循環(huán)[1]。通過對患者血液泵運轉進行體外血液循環(huán)，并在治療過程中需持續(xù)監(jiān)測動脈壓、靜脈壓以及可能出現(xiàn)的氣泡，用于代償人體腎臟功能，清除體內(nèi)代謝廢物[2]。CRRT 血液透析機作為ICU（Intensive Care Unit，重癥加強護理病房）危重、危急救治患者常用的生命支持類設備之一，CRRT 技術已在國內(nèi)重癥監(jiān)護中心等科室普遍使用，在臨床使用中的重要性日益凸顯[3]。設備利用蠕動泵實現(xiàn)患者的體外血液循環(huán)，透析器內(nèi)半透膜將患者的血液與透析液進行交換，稀釋液以及透析液的比例或比率置換，過濾、分離血液中的有害毒素，維持患者體液平衡，達到血液凈化治療目的。

HF440 連續(xù)性血液凈化設備在日常使用過程中，由于設備長時間連續(xù)運行，設備難免會出現(xiàn)各種各樣的故障。及時處理修復排除設備故障，降低設備故障對患者造成的風險。結合2例故障的維修處理過程，分析查找故障的方法。熟練掌握血透機工作原理與維修流程，仔細分析并總結常見問題，才能既好又快地排除故障，為臨床診療提供保障。

1 HF440 連續(xù)性血液凈化設備工作原理與組成

1.1 結構組成

HF440 連續(xù)性血液透析機是復雜的機電一體化設備，由體外循環(huán)通路、透析液通路及PC 微電腦控制的監(jiān)測電路、溫度控制模塊、漏血監(jiān)測裝置，透析機泵、血液監(jiān)護警報器、5 號枸櫞酸鈉抗凝泵和肝素泵、廢液秤、中心秤、置換液秤、加熱器、動靜脈壓監(jiān)測系統(tǒng)等組成（圖1）[4]。血路負責控制和監(jiān)測患者的體外血液循環(huán)，微電腦控制與監(jiān)測系統(tǒng)包括控制電路和保護電路以及各類傳感器進行信號的收發(fā)，后者通過監(jiān)測異常事件使機器處于安全狀態(tài)并發(fā)出警告。

圖1 HF440 連續(xù)性血液凈化設備組成

1.2 工作原理

HF440 連續(xù)性血液凈化設備血透機通過蠕動泵完成體外血液交換，實現(xiàn)血液的體外循環(huán)，治療過程中需持續(xù)監(jiān)測動脈壓、靜脈壓以及可能出現(xiàn)的氣泡，連續(xù)性血液凈化設備血透機擁有全面的血液凈化治療模式，能為臨床提供真正的個體化治療方案[5-6]。設備的主要用途是通過對流、擴散、吸附進行體外血液凈化，通過選擇不同的治療模式及相應的沖洗管路、過濾器來達到病患者治療[7-8]。體外血液循環(huán)主要通過蠕動泵、透析器內(nèi)半透膜將患者的血液與透析液進行交換，過濾分離血液中有害毒素來實現(xiàn)治療，維持患者體液平衡達到血液凈化治療目的，交換后透析液則變成廢液，經(jīng)過漏血監(jiān)測后排入廢液袋。

2 故障案例1

2.1 故障現(xiàn)象

HF440 連續(xù)性血液凈化設備在給病人治療過程中報173 故障代碼，設備發(fā)出故障警報信息，右下藍色補充液秤重量大于泵流量。

2.2 故障分析

根據(jù)報警信息描述，該故障的原因是在HF440 連續(xù)性血液凈化設備給病人治療過程中，補充液流量差值過大。從機械方面入手進行故障分析，實際流量少于設定流量引起警報亮燈及報警聲[9]，警報173 故障代碼顯示其可能受到秤的干擾、補充液漏液等原因影響，引起流量負值差值過大引起報警，具體包含以下3 個可能原因：①液體管路及補充液袋泄漏；②秤系統(tǒng)受到干擾或失去準確性，致使故障出現(xiàn)；③液體循環(huán)泵及控制電路出現(xiàn)故障。由于設備正在使用，無法下機進行整機維修處理及校準處理，只能終止交換，進行排除故障的維修檢查。

2.3 故障排除

排除故障需要從補充液管路及液袋開始檢查，血液凈化設備暫時停止交換，檢查中沒發(fā)現(xiàn)管路彎曲打折，管路與液袋也沒有存在相互干擾和漏液的現(xiàn)象[10-11]。檢查秤時，測試觸碰液體秤袋，立刻發(fā)出警報141 故障碼，說明液秤基本正常。由于設備無法下機，暫時跳過秤校準處理。進一步檢查置換液泵時，發(fā)現(xiàn)液泵轉子3 組壓軸輪彈簧中的其中1 組壓力彈簧與另外2 輪轉子彈簧壓強度不一樣。用六角工具擰開液泵前蓋，將壓軸輪轉組取出，擰出故障轉子軸輪兩側的螺絲，發(fā)現(xiàn)置換彈簧中1 組壓軸輪彈簧已斷成兩段（圖2）。彈簧損壞造成液體量不能平衡傳送，經(jīng)過液秤重量監(jiān)測系統(tǒng)檢測到液體誤差值變化，觸發(fā)173 故障代碼警報，血透機停止運行。使用廠家、型號的相同彈簧更換液泵轉子彈簧，安裝好液泵后，點擊警報顯示窗打勾確定，報警消除。

圖2 液泵滾動輪壓力彈簧故障

經(jīng)過1 h 運行觀察，體液變化沒有出現(xiàn)流量差增大變化警報，設備恢復正常運行，故障消除。因病人還在繼續(xù)治療中，無法對中心秤、置換液秤、廢液秤進行校準。待病人治療結束、設備下機后，重新對3個電子秤進行精密校準。觀察秤的EMPTY AD 值，正常值為1000～3000，若不在此范圍則需要通過調(diào)整電路板上對應的電位器對AD 值進行校準[12]。然后在秤上掛砝碼（廢液秤5 kg，置換液秤5 kg，中心秤5 kg），觀察FULL AD 值（即滿秤時的信號值），廢液秤和置換液秤的正常值為40 000～60 000，中心稱為40 000～50 000，若不在此范圍則需要通過調(diào)整電路板上對應的電位器對AD 值進行校準。當兩個AD 值都在正常范圍內(nèi)時，再進入calibration 進一步精密校準校準步驟，廢液秤校準流程如圖3 所示，與置換秤中心秤的校準步驟相同。

圖3 電子秤校準流程

2.4 小結

在本故障案例中，首先排除外圍管路及補充液袋的泄漏或干擾，然后排除置換液泵故障。由于置換液泵長時間處在高速運轉狀態(tài)，軸輪轉子壓力彈簧容易受損的概率較大。在軸輪轉子壓力彈簧損壞后，3 個轉子壓力不平均，通過輸液硅膠管傳送的液量就會減少，設備檢測到液體與設定值的誤差變化，隨時間增加，誤差值越來越大。在下機無病人的情況下，重新進行液秤的精密校準。

3 故障案例2

3.1 故障現(xiàn)象

HF440 連續(xù)性血液凈化設備給病人治療前，漏血探測器BLD自檢無法通過。

3.2 故障分析

根據(jù)故障現(xiàn)象漏血探測BLD 自檢無法通過，凈化設備報錯且無法通過自檢[13]，避開陽光，檢查BLD 相關線路，用95%酒精紗布擦拭漏血探測器鏡表面，再次進行自檢還是無法通過。導致BLD 探測器無法通過可能有以下3 種原因：①探測存在鏡面劃花或有污跡；②BLD 血液探測器受到溫度和亮度影響；③探測器連接電路或BLD 漏血液探測器小板電路有故障；④BLD 的CM 數(shù)值不在設定值范圍，正常設定值為650～750。

根據(jù)設備自檢無法通過所出現(xiàn)故障原因分析，首先進入連續(xù)性血液透析機設備工程界面發(fā)現(xiàn)，BLD 的CM 項off raw 值及on raw 已偏離設定值變?yōu)榧t色，分別為1002、1020。CM 值偏離是導致BLD 漏血探測器自檢無法通過的原因。進一步對設備檢查，排除其他故障引起的問題。當檢查到漏血探測器小板時，發(fā)現(xiàn)小板上有大量肝素注射液結晶（圖4），已粘滿發(fā)光二極管、光電池傳感器接收芯片OPT101PG4 及AD820ANZ 運算器IC 表面，結晶造成電路導電及干擾，可能引起芯片損壞。使用75%酒精進行清除肝素輸液結晶，對漏血探測器小板進行清洗處理，使用熱風槍吹干后，數(shù)值也無法恢復到設定值[14]，判斷BLD 探測器小板存在故障。

圖4 BLD 漏血探測器小板

3.3 故障排除

把CPFA 探測器小板與BLD 漏血探測器小板進行交換（CPFA探測器小板與BLD 漏血探測器小板相同型號），CM 參數(shù)值恢復相近設定值，進一步說明BLD 探測器小板損壞故障。為更好分析BLD 探測器小板工作原理，把小板BLD 漏血探測器小板從固定位取下來，查看比對每個元器件的物理連接，查清OPT101PG4光電池傳感器接收芯片及AD820ANZ 運算IC 參數(shù)，通過在線測量并根據(jù)電子元器件排列畫出電路圖（圖5），利用多用表測量元件與電路板各連接點，判斷各元件與電路板是否可靠連接。

圖5 BLD 漏血探測器小板電路原理

根據(jù)電路圖測量線路各點電子元器的標稱參數(shù)判斷故障，R7、R2、R3、R5、R6、R1 的電阻值符合標稱阻值，C4、C2、C3 無開路或短路現(xiàn)象，AD820ANZ 運算器IC 電源正負端口電阻，未發(fā)現(xiàn)異常。用多用表帶電測量BLD 探測器AD820ANZ 運算器IC 的2 腳、3 腳直流電壓為2.75 V，進一步測OPT101PG4 光電池傳感器接收芯片1 腳、3 腳供電電壓為4.3 V，光電池傳感器電壓偏低（正常值為5 V），因此懷疑光電池芯片可能存在故障問題，發(fā)光LED 二極管正常恒定發(fā)出脈沖黃光，其他元器件正常。更換光電池IC 芯片后，重新測量光電池芯片1 腳、3 腳直流電壓為5.2 V，安裝試機，故障排除，BLD 的CM 各項值恢復到相近原設定的數(shù)值。

為確保滿足BLD 漏血探測器各項參數(shù)值都不以紅色顯示的前提，如果出現(xiàn)數(shù)值偏離，則調(diào)整電路板上電位器，直到數(shù)值變成黑色，再進入calibrations 進行BLD 漏血探測器精密校準。

校準流程如圖6 所示。首先進入血液透析機設備工程界面進行BLD漏血探測器精密校準，點擊液晶屏左上角虛框5 s 進入工程界面，調(diào)節(jié)CM400-03 板電位器使BLD 漏血探測器CM 項NoCh 項數(shù)值到680（圖7a）），調(diào)節(jié)PM400-03 電路板灰色電位器使CPFA 漏血探測器MP 的NoCh 項到680（圖7b）），調(diào)整完成后打勾確認。校準后，使用防透光物體或黑色膠袋分別塞進漏血探測器內(nèi)，阻擋發(fā)光二極管發(fā)出光被接收，設備PC微電腦監(jiān)控顯示屏控制值在65～68，返回退出校準流程，設備恢復正常。

圖6 BLD 漏血探測器校準流程

圖7 BLD 校準電位器位置

3.4 小結

在此案例中，BLD 漏血探測器自檢無法通過，肝素注射液體滲漏入探測器小板，造成電路中元器件OPT101PG4 光電池傳感器接收芯片損壞原因。通過排查及分析BLD 漏血探測器電路板，利用多用表測量原件與電路板各連接點，判斷各元器件與電路板正確連接，使用電路圖繪制軟件得到BLD 漏血探測器小板電路原理，排查電子元器件故障，最終確定并排除故障點。BLD 漏血探測器小板電路原理并不復雜，能夠通過電路原理排除故障是最有效的維修途徑，但需要工程技術人員具備較高的理論能力和維修技能水平。

4 討論與總結

HF440 連續(xù)性血液凈化血透機是較為復雜的機電一體化生命支持類設備，由于設備長時間連續(xù)運行，設備難免會出現(xiàn)各種各樣故障，其中大部分故障與各類液泵、壓力傳感、BLD 漏血及空氣探測器等部件有關。設備檢測到不同故障會發(fā)出相應警報，并通過故障碼的方式顯示屏框顯示出來，給醫(yī)護人員及工程技術人員提供快速解決修復設備指導方向。

對于不同的故障現(xiàn)象，維修方法和思路也不一樣[15]。故障1案例中，補充液秤重量大于泵流量，病人治療過程中隨時間連續(xù)增加，體液變化誤差負值越來越大，這是因為液體泵轉子彈簧損壞而產(chǎn)生偏差值現(xiàn)象。同樣，故障代碼170～189 也適用于5 個液泵故障檢修，雖然每個液泵分工不同，但功能是相同，都是輸送血液和液體功能。在故障2 案例中，BLD 漏血探測器進行校準校無法通過，故障原因是被肝素輸液漏液從血泵軸間縫邊進入漏到小板上，液體造成BLD 漏血探測器小板電池傳感接收芯片OPT101PG4 損壞。

綜上所述，維修工程師需要及時學習血透機知識，熟練掌握血透機工作原理與維修流程，仔細分析、總結常見問題，這樣才能又好又快地排除故障，為臨床診療提供保障[16]。因此做到預防維護是非常有必的，加強設備在使用中的巡查力度，定期檢查并進行適當?shù)脑O備維護。分析故障原因，做好缺陷部件的補救措施。對設備故障多發(fā)部位重點加強維護保養(yǎng)，定期更換設備易損零部件，降低故障發(fā)生率。