愛爾博VIO2 系列設備常見故障與維修

吳 樂

（達州市中心醫院，四川達州 635000）

0 引言

在電外科手術中，對手術部位進行組織分離、滅活以及大血管閉合、止血時通常采用高頻電刀電外科設備，愛爾博VIO2系列的高頻電刀由于質量可靠被廣泛應用，但是由于高頻電刀在使用時常處于高功率、大電流等情況，再加上高頻率的使用，個別部件會出現老化、失效等情況，導致設備出現故障，出現錯誤代碼提示等情況[1]。經統計，在醫療設備故障中，因預防維護不到位的占比約為21%、因設備設計和制造缺陷的占比約為20%、因使用者操作不當的占比約為29%、其他因素占比約為30%，對于出現的故障，其中約50%可以通過加強預防性維護進行避免。高頻電刀常見的故障有：接通電源后，按下電源開關時，主機不啟動，設備不開機；開機后系統檢測到電路錯誤報“C-54”“C-57”故障代碼以及開機時/激發電刀手柄，系統自檢報錯，錯誤代碼“B-10”，對其常見的故障進行原因分析，及時完成對故障的排除，進而保證設備能夠及時恢復正常的運行狀態。

1 愛爾博VIO2 系列高頻電刀

1.1 工作原理

高頻電刀將輸入的低壓、低頻電流（220 V/50 Hz），利用高頻能量發生器提高其電壓和頻率，將其變為高壓、高頻（大于1000 V/0.3～5 MHz）的交流電，此時高頻交流電作用于人體組織時，不會對人體產生電擊效應，僅會產生熱效應，完成對組織的切割、凝血功能。不會對人體產生電擊效應[2]。

1.2 電路原理

高頻電刀設備的電路原理如圖1 所示，不同型號的設備會存在一定的差異，但基本功能相似。在完成設備的輸出部件、控制回路的準確連接后，用戶根據使用需要，完成工作模式的選擇工作，并設定設備的輸出功率，此時設定的數據輸送至控制電路中；在完成與中性電極的接入后，隔離電路會向控制電路中輸送中性電極有效信號，允許控制電路進行工作；此時用戶通過外部開關（手控/腳踏開關），經過隔離器向控制電路中輸送啟動信號；控制電路將相應的控制信號，輸送至調制脈沖電路、顯示電路、高壓電源電路、蜂鳴電路（報警電路）和驅動電路中，使這5 種電路進行工作。調制脈沖信號經邏輯電路被輸送至隔離放大器中，對主頻進行振蕩調制，然后利用推動極，對主頻進行推動，最后通過高頻功放電路、輸出變壓器，耦合至輸出回路之中；與此同時，高壓電源施加到高頻功放電路的高頻功率極上，提供輸出所需的能量；限流檢測電路負責對回路電流進行檢測，并將檢測數據輸送至控制電路中，完成對高頻電流的控制，限制其增大，并在發生負載短路現象時，切斷輸出功率[3]。

圖1 高頻電刀電路原理

1.3 故障分析及典型設備選擇

VIO2 系列智能電刀常用的主機有兩個系列，分別是D 系列和S 系列，D 系列常見的主機型號為VIO200D、VIO300D，S系列常見的主機型號為VIO200S、VIO300S。兩個系列智能電刀均具備豐富的電凝功能、安全監控功能、大血管閉合功能，拓展性和兼容性較高，可搭配同系列的水刀、氬氣刀使用，均采用中文界面進行顯示，其功能模式可升級，并可搭配所需的軟件、硬件進而滿足不同的科室、臨床需要。D 系列和S 系列主機除顯示模塊的硬件、軟件存在差異外，其高低壓電路、高頻輸出電路以及控制電路完全一致，對于出現的故障，故障成因基本一致，因此選用愛爾博VIO2 系列旗艦機型（VIO300D 主機）進行故障的分析與維修。VIO300D 型高頻電刀的參數型號見表1。

表1 VIO300D 型高頻電刀的參數

2 常見故障與維修

2.1 故障1

（1）故障描述：接通電源后，按下電源開關時，主機不啟動，設備不開機。

（2）故障分析：接通電源后，表明設備已通電，此時系統不開機，主要是因為沒有系統工作所需的低壓電源輸入，低壓電源的輸入由低壓電源板進行控制，低壓電源無輸入可能是低壓電源板未工作導致。

（3）故障維修：旋開機器蓋殼固定螺絲，拆除蓋殼，并取出低壓板進行檢測，低壓板如圖2 所示。利用多用表檢測：①保險絲是否完好；②MOS 場效應管是否正常；③RV 壓敏電阻是否正常。保險絲可能會因為短路、漏電等情況被擊穿、損壞；MOS 場效應管是電壓控制器件，由輸入電壓控制輸入電流的半導體元件，其工作時輸入電阻極高、輸入端不取電流，會因靜電導致被擊穿、損壞[4]；RV 壓敏電阻主要用于吸收過電壓，實現電路的穩壓增幅，會因過電壓較大導致被擊穿、損害；經檢測確認是由上述元件損壞，導致低壓板無法工作，對損壞的元件進行更換即可；若維修人員無法確定取下的低壓板是否已經損壞，則可以更換成同型號的、新的低壓板進行上機測試，然后根據測試結果進行判定。

圖2 低壓板

2.2 故障2

（1）故障描述：開機后，系統自檢報錯，錯誤代碼“C-54”“C-57”。

（2）故障分析：查詢維修手冊可知，當出現錯誤代碼為“C-54”“C-57”情況時，表明系統自檢時，檢測到電源單元存在電壓過小/電流過大等情況，因此，此時需要對高壓板、高頻板以及CPU 板進行檢測，所以主要對高壓電源板進行分析（圖3）。

高壓板的主要功能：將AC 230 V 進行橋接整流為DC 320 V；將橋路115 V 電壓進行升壓處理，升至230 V，并整流成DC 320 V；為抑制開機時產生的浪涌電流，在輸入電路中設置2 個功率型NTC 熱敏電阻器；在充電完成后，通過REL10 完成調節；將直流電流進行整形并輸入到具有2 組輸出繞組、通過REL13進行切換的變壓器中；串并聯輸出參數為450 V/1.75 A（串聯）、250 V/3.5 A（并聯）。

高壓板的功能說明：在使用時，高壓電源單元為高頻電機提供直流電壓，根據手術所需的電壓最高可達到450 V。利用橋式整流器對輸入電壓進行處理，將230 V 交流線路的電壓轉變為320 V 直流電壓，因此可檢查其接地MPS 和保險絲座。若將電源連接電壓設為115 V 時，橋式整流器所在的電路會由橋式電路轉變為加壓倍增電路，產生的電壓約320 V。對于輸入電路中的2 個功率型NTC 熱敏電阻器，在存在高充電電流時，此時處于打開狀態對電流的流動進行限制，而對于高壓電源單元的電容器，當電容器進行充電時，限制狀態解除。因此，在NTC 熱敏電阻激活時，會在繼電器Re110 的閉合觸點處完成跳變，并通過斬波調節器將直流電壓斬波輸送至變壓器[5]。此時，配有兩個同樣輸出線圈的變壓器則進行整流處理，再次產生直流電壓。由于輸出繞組可以并聯也可以串聯，這兩個供電單元在250 V 范圍內出現3.5 A 最大輸出電流，可能存在最大450 V/1.75 A 情況。對高壓電源單元進行2 個模擬輸入進行控制，在J21 引腳11 處、引腳9 處指定點電壓，前者控制電壓/電源輸出電壓為4.5 V/450 V，后者5 V 對應的最大電流為3.5 A。對電壓、電流測量，測試值模擬信號的實際電壓會出現在引腳8 處、實際電流會出現在引腳6 處，且存在相同放大系數，此時另外2 個控制輸入可用，即放電輸出電容的電路控制在引腳15 處為5 V，打開狀態、高壓電源單元開關的使能信號在引腳7 處為7 V。

（3）故障維修：通過對主機高壓電源電路板分析，可知其通過電壓控制場效應管、利用開關控制電路和變壓電路實現了整流和變壓的功能，當出現錯誤代碼“C-54”“C-57”時，無需對電壓電流進行調試和校準，確定高壓板存在不良狀態直接更換即可，設備恢復正常。

2.3 故障3

（1）故障描述：開機時/激發電刀手柄，系統自檢報錯，錯誤代碼“B-10”。

（2）故障分析：根據維修手冊顯示，當電刀手柄激發后出現自動停止的現象應檢查電路。根據維修手冊，錯誤代碼出現“B-10”時，表示激發行為被終止，分析可能引起自動停止激發的情況，比如可能由于故障導致自動停止、可能由于持續激發時間過長超過5 s 導致，還可能是啟動時誤踩腳踏開關導致；需檢查報錯列表中的錯誤信息、分析導致報錯的操作。當對電路的電源、電壓等因素進行檢查不存在問題，而激發電刀手柄則出現故障報錯，此時需要手柄與設備連接的電路，包括但不限于啟動信號電路、自動識別電路。以上所述電路是由IIF 手控板控制，IIF 手控板如圖4 所示。IIF 手控板的作用是辨識啟動信號、辨識插座、辨識器械（MF/APC）以及控制繼電器[6]。IIF 手控板通過電隔離串行接口，向系統發送儀器關鍵的“激活識別”信息，激活識別功能的實現是通過檢測激活按鈕是否被按下，激活識別的目的是分析系統中二極管編碼、串/并聯電阻編碼等不同的編碼系統；辨識插座類型的功能通過識別插座連接器上的編碼跳線實現；辨識器械則是識別帶有電阻編碼的儀器，將相關數據利用“CPU+sensor II”將其轉變為CAN，并發送至控制面板上；繼電器控制則是將激活時產生的高頻電壓切換、接通道連接儀器的繼電器上。繼電器會將實際電路狀態通過信號的形式向系統發送，完成缺陷繼電器的監測、異常電路狀態的監測，存在2 個IIF 版本，分別為IIF ME、IIF BE、IIF MF。其中，IIF ME 版本應用于單極儀器，配置單個繼電器，可將激活電極切換到儀器；IIF BE 版本應用于雙極儀器，每個設備配置單個繼電器，可激活電極和病人板。

圖4 IIF 手控板

（3）故障維修：根據對故障的分析以及維修經驗，在高功率狀態下，設備長時間的使用，設備出現故障與IIF 手控板電路老化短路有關，就會導致開機時/激發電刀手柄，系統自檢報錯，錯誤代碼出現“B-10”的狀況，因此更換不良的IIF 手控板即可。

3 結束語

由于愛爾博VIO2 系列高頻電刀S 和D 系列在電路的設置上相同，因此愛爾博VIO2 型VIO300D 高頻電刀作為典型設備進行分析，根據日常使用和維修經驗，對于接通電源后，按下電源開關時，主機不啟動，設備不開機的故障應進行低壓板的檢測和更換；對于開機后，系統自檢報錯，錯誤代碼“C-54”“C-57”的故障應進行高壓板的檢測和更換；對于開機時/激發電刀手柄，系統自檢報錯，錯誤代碼“B-10”的故障應更換IIF手控制板。對于其他故障，應根據出現的錯誤代碼，在維修手冊中進行查詢其可能出現的原因以及涉及的部位，并進行檢測、更換的操作，從而排除設備故障，進而及時恢復設備正常運行的狀態。