PB700系列呼吸機自檢程序剖析應用

周理治，姜 天

0 引言

PB呼吸機是美國泰科公司的產(chǎn)品，市場占有率較高。其中，700系列包括PB740和PB760 2款機型。該系列呼吸機使用活塞供氣模式，代替了一般的空壓機供氣方式，很大程度上減小了因空壓機的使用帶來的噪音、停電無法使用等問題。同時其使用簡單，轉(zhuǎn)運方便，作為一款中低檔呼吸機，得到了廣泛的應用。

700系列呼吸機自檢主要分為使用前快速自檢（short self-test，SST）、開機電源自動自檢（power-on self-test，POST）和擴展自檢（extended self-test，EST）這3種自檢方式在呼吸機使用中均經(jīng)常用到。

1POST自檢

POST自檢為機器自動對其微控制器、存儲器、電源、電池、傳感器和電動機等最主要的基礎部件進行檢測，在每次開機、EST和SST開始和結(jié)束、各種校準完成、在功能菜單中對壓力設置進行修改及因為各種原因引起的機器復位重啟時均會運行此自檢程序。

1.1 POST自檢步驟及錯誤代碼讀取

POST自檢在系統(tǒng)內(nèi)部分為以下3個部分：

（1）POST1：BD（breath delivery）和 UI（user interface）2個微處理器及其相關(guān)電路測試。

（2）POST2：BD 和 UI子系統(tǒng)測試。

（3）POST3：同步控制器檢測、壓力及呼出傳感器檢測、電源檢測和UI控制檢測。

當POST自檢失敗時，機器會自動反復運行POST自檢3次，根據(jù)出錯的步驟，系統(tǒng)會根據(jù)不同形式反饋錯誤代碼信息。

POST1（UI）失敗，會通過錯誤代碼形式反饋故障信息，錯誤代碼可在面板信息窗內(nèi)查看，例如：

第一行即為錯誤代碼，該故障主要由UI微處理器及其相關(guān)存儲器的部分測試項目未通過而造成。

POST1（BD）或 POST2（BD）失敗，錯誤代碼需要通過查看控制板（controller PCB）左邊的一組Flash LED來獲取。4個LED燈亮滅一次表示每位代碼間的間隔，按以下順序讀取：亮滅，第一位代碼，亮滅，第二位代碼，亮滅，第三位代碼，亮滅，第四位代碼，亮滅，最后一位代碼。代碼的讀取按亮燈記為1，滅燈記為0，之后根據(jù)2進制碼換算即可。如錯誤代碼依次顯示為：0000、1001、0001、0000、0110，讀取其亮燈順序并按2進制碼翻譯成錯誤代碼，即為09106。該部分錯誤主要是由BD微處理器、相關(guān)存儲器和電動機故障而引起。

其他步驟失敗，會在POST測試結(jié)束后，在面板信息窗上顯示POST FAILED，轉(zhuǎn)動旋鈕至Reviews test log，進去后便可查看測試中失敗的錯誤代碼。需要注意的是，在此查看的代碼后面有錯誤發(fā)生的時間，要注意機器自身的時間設定值，防止與歷史錯誤代碼混淆或遺漏。

1.2 替換法初步排除POST故障

針對POST測試失敗，通常只能參考錯誤代碼所指向的故障部分，采取替換法逐一進行故障排除，主要包括以下幾個方面：

（1）更換壓力板（pressure solenoid PCB），即主機內(nèi)最上面的一塊PCB板。更換時需注意呼出閥流量傳感器連接管的上下順序，另外，3根壓力傳感器管路的插拔應十分小心，切莫將PCB板上的插口拔斷。

（2）更換控制板，即壓力板下面的一塊PCB板。更換后需要對呼吸機的各項常數(shù)進行更新，可在POST結(jié)束后，旋鈕至菜單Update Constants，進入后逐一進行修改，機器參數(shù)在機器上蓋內(nèi)側(cè)即有詳細標注，分為流量傳感器、氧氣閥和氣缸參數(shù)3個部分。每次更換控制板后，都必須對此參數(shù)進行完整更新，否則后續(xù)EST檢測會無法通過。此PCB板上包括2個電動機控制芯片（左上）、UI（右）和BD微處理器（左）和5個存儲器（EPROMs）。大多數(shù)情況下，控制板故障是由存儲器的內(nèi)部數(shù)據(jù)錯誤造成的，有條件的醫(yī)院可拆下存儲器嘗試對其內(nèi)存進行重寫更新。

（3）更換電源。呼吸機電源位于呼吸機下方，從背后即可拆開抽出。它包括一個+24 V開關(guān)電源和BBU（battery backup）PCB板。電源部分故障通常都由+24 V開關(guān)電源引起，為節(jié)約成本，加快維修速度，可使用普通開關(guān)電源替換，成本只要500元左右，但一定要滿足功率要求。

（4）除此之外，電動機齒輪的錯位及限位光耦被灰塵遮擋、編碼器故障等也會導致POST失敗，但通常情況下，對其做簡單清潔即可排除，嚴重問題出現(xiàn)概率很小，更換拆裝較為復雜。

2EST自檢

EST自測是對機器各部分的硬件、軟件、呼吸回路等項目進行的完整的系統(tǒng)擴展測試。通過測試，維修人員能結(jié)合錯誤代碼對呼吸機存在故障的部分及故障原因進行較為準確的判定。

2.1 EST自檢進入方法

進入EST自檢的方法有3種：（1）正常模式下，開機按住菜單鍵，進入維修模式，旋鈕選擇EST后進入；（2）機器故障情況下，直接開機后顯示POST PASSED，旋鈕選擇EST進入；（3）正常模式下，按菜單鍵進入維修模式后，依次旋鈕選擇A．Service menu—Diagnostics/Calib—run test進入。其中，前2種方式進入EST都必須執(zhí)行完整的EST測試，不可跳過任何步驟，且如果出現(xiàn)failed情況便立刻被寫入存儲器，必須重新進行測試，直到所有存在failed的步驟全部通過，否則呼吸機將無法進入正常通氣模式。出現(xiàn)Fault的項目表示存在隱患但不影響使用，可以跳過，但在使用中需要引起注意。第3種方法則可選擇性執(zhí)行EST的各個步驟，對單個步驟進行測試，且對于出現(xiàn)failed的項目不會被寫入存儲器中，即不會影響呼吸機正常通氣模式的進入。但當呼吸機由于POST測試中出現(xiàn)故障，以及其他各種原因?qū)е路钦Ｖ貑⒌惹闆r下必須執(zhí)行EST測試時，第3種模式是無法選擇執(zhí)行的。

2.2 EST自檢分步解讀及故障排除

測試前準備針對EST每一步的結(jié)果，對引發(fā)故障的原因及處理方法進行分析如下。

2.2.1 測試前準備

測試前準備包括呼吸機預熱10 min，提示斷開患者連接，堵住Y型管接口和選擇管路直徑及濕化器類型。

2.2.2 數(shù)模/模數(shù)轉(zhuǎn)化器測試（DAC-ADC loop test）

對流量傳感器和壓力傳感器校零，并通過數(shù)模轉(zhuǎn)化與PCB板上的預設值進行對比。此測試主要由壓力板對數(shù)據(jù)進行測試后，轉(zhuǎn)化并傳輸?shù)娇刂瓢迳线M行數(shù)據(jù)對比，一旦失敗便會提示Failure。通常情況下，只能依次更換壓力板和控制板來解決。

2.2.3 安全閥測試（safety valve test）

系統(tǒng)按 40 cmH2O/s（1 cmH2O＝98．06 Pa）的速度加壓直至安全閥泄壓，并與預設值進行比較，以確認安全閥是否能正常泄壓，此步測試失敗便提示Failure。遇到安全閥測試失敗，可首先檢查安全閥與呼吸回路的連接部分，排除堵塞、漏氣等情況，其次測量安全閥的電阻值，正常的阻值應為10．5～14 Ω。若問題仍不能解決，則需更換安全閥及壓力板來確認故障所在[1-2]。

2.2.4 電動機傳感器檢測（motor sensor test）

通過控制活塞完成 50、100、150 L/min 3次送氣，并與系統(tǒng)預設值進行比較，主要判斷編碼器是否正常。此步失敗會提示Failure，通常可首先檢查編碼器齒輪和活塞連桿齒輪間的咬合和齒輪自身是否出現(xiàn)嚴重磨損和缺齒情況，必要時可在連桿上適當涂抹潤滑油，其次再進行編碼器和2塊PCB板的更換，確認其他故障原因。

2.2.5 氧氣壓力傳感器測試（zeroing of Po）

對氧氣壓力傳感器進行校零并讀取其壓力值與系統(tǒng)預設值進行對比，如果失敗則提示Fault，即可忽略錯誤。此步驟失敗應首先檢測氧氣輸入壓力，確保壓力在40～90 psi（1 psi＝6．89×103Pa）之間，通常情況下，可將壓力調(diào)節(jié)到55 psi左右，以便更好地通過測試。其次檢查操作步驟，確保斷開氧氣連接時，氧氣輸入端的壓力等于大氣壓力。反復操作幾次若仍不能通過，則按照氧氣減壓閥、氧氣壓力傳感器、壓力板的順序進行依次更換測試[3-5]。

2.2.6 氧氣電磁閥檢測（O2solenoids test）

檢測氧氣壓力傳感器和電磁閥狀態(tài)。系統(tǒng)首先對體積分數(shù)為（21±3）%的氧氣進行定標，之后對氧氣低流量電磁閥和高流量電磁閥分別進行測試，若測試失敗則提示Fault，為可忽略故障。此步驟測試涉及到氧氣氣源壓力、氧電池、氧氣壓力傳感器以及機器內(nèi)部參數(shù)等多方面問題，在EST檢測中，出現(xiàn)錯誤的幾率很高。測試若出現(xiàn)錯誤，首先要保證前一步氧氣壓力傳感器測試必須通過；其次，需要檢測氧電池是否失效，并檢查氧氣氣源流量是否達標，排除因為輸入氧氣氣源壓力夠但流量過小的情況，尤其是使用墻壁中心供氧的時候，氧氣插口接觸不良、密封圈老化松動、定位彈簧斷裂等各種隱性故障均很容易引發(fā)此類問題；再次，在校準測試界面中進行氧氣傳感器和氧電池校準，之后再重新進行此步驟的檢測。若問題仍未解決，可繼續(xù)在系統(tǒng)參數(shù)設置查看面板，對照機器給定參數(shù)進行查看，防止存儲器內(nèi)的參數(shù)變化而導致測試失敗。最后，分別檢測氧氣電磁閥的電阻值，低流量和高流量的對應電阻值分別為95～126 Ω 和 36～51 Ω，工作電壓為+23～+25 V，并根據(jù)上述數(shù)值依次進行氧氣電磁閥和壓力控制板的更換。由于此步驟失敗后提示為Fault，若存在嚴重問題，后續(xù)測試步驟也會反映出來，因此，大多數(shù)情況下該步驟失敗直接跳過即可[6]。

2.2.7 流量傳感器測試（flow sensor test）

對流量傳感器自動校零，并依次檢測設定值為20、100、150 L/min 時的實際流量，誤差在±10%以內(nèi)即通過。該測試失敗提示為Failure。該步驟的出錯率相對較高，首先可檢查環(huán)境溫度和氧氣氣源壓力是否正常，并保證機器有足夠時間進行預熱，對于環(huán)境溫度較低的情況，可適當延長預熱時間，以保證流量傳感器熱絲得到足夠加熱；其次，進入Review Constants檢查機器內(nèi)設參數(shù)是否正確，包括傳感器溫度范圍（45～55℃）和傳感器內(nèi)設參數(shù)；再次，拆下流量傳感器，觀察其金屬網(wǎng)上是否有污物，可使用無水酒精進行浸泡清洗，清洗中盡量避免與熱絲的直接接觸；最后，對流量傳感器或壓力控制板進行更換來確定故障部件。更換流量傳感器時務必在Constants中修改所換上去的流量傳感器的參數(shù)值[5，7]。

2.2.8 漏氣測試（leak test）

此測試還包括Pe Pcyl compare和Auto zero solenoidtest2步。首先系統(tǒng)給定50cmH2O（1cmH2O＝98．06 Pa）的壓力，并監(jiān)測壓力下降值，若6 s內(nèi)壓力未低于40 cmH2O，則漏氣測試通過，自動進入Pe Pcyl compare測試。此測試系統(tǒng)對氣缸和呼出閥的壓力進行監(jiān)測，均保持在3．5 cmH2O以上即通過，并進入Auto zero solenoid test測試，測試中，首先監(jiān)測Pe壓力，需小于6 cmH2O，再對比監(jiān)測Pcyl壓力，確保P1和P2之間的壓力在20 cmH2O以下即通過測試。本步測試前2步失敗提示Fault，第3步失敗提示Failure，不過通常情況下，第1步失敗后，后2步測試很難通過。遇到失敗時，主要是檢查外部管路和內(nèi)部壓力軟管的連接，確保其接口處無漏氣現(xiàn)象，若確定管路及其連接無漏氣現(xiàn)象，則需要更換check閥、自動校零閥和壓力控制板進行進一步的故障排查。對于第1步，如果漏氣現(xiàn)象存在但不嚴重，可通過緩慢擠壓外部管路使壓力值保持在40 cmH2O壓力以上，即可騙過測試，進行后續(xù)2步的測試。

2.2.9 呼氣回路順應性測試（circuit comp test）

測試整個呼氣回路的順應性，分別在10、40、70 cmH2O壓力、10 L/min的流量下進行3次測試，順應性在1～12 mL/cmH2O之間即可。測試失敗提示為Fault，若上一步測試正常，則只需要檢查外部管路的連接情況和吸入、呼出端過濾器是否正常即可。若仍然無法通過，可嘗試更換彈性較好的管路，并且不接過濾器直接連接管路進行嘗試。

2.2.10 吸入、呼出端過濾器測試（I/E filter test）

給定100 L/min的流量，通過不同的管路開、閉連接，對吸入、呼出端過濾器的通透性進行測試，每步連接壓力損失應≤5 cmH2O，且整體回路損失應≤20 cmH2O。測試失敗提示為Fault，只需更換過濾器或者拆除過濾器直接連接管道進行嘗試即可。

2.2.11 PEEP 系統(tǒng)測試（PEEP system test）

對 PEEP 泵依次給定 5、10、15、20、25、30 和35 cmH2O的壓力，并對結(jié)果進行監(jiān)測，需要7個測試點的結(jié)果在誤差范圍內(nèi)并能保持一定的線性規(guī)律，之后將結(jié)果記錄到存儲器中，并重復測試一次以確定結(jié)果的正確性。測試失敗后自動重復進行，重復5次后若仍然無法通過，則提示Failure。該故障可首先檢查系統(tǒng)是否存在漏氣或管路連接問題。其次檢查PEEP泵及其過濾器，保證PEEP泵的減震部件狀態(tài)良好，無過度老化現(xiàn)象；測量PEEP泵的工作電壓，正常范圍為+23～+25 V；檢查PEEP泵過濾器是否存在阻塞，拔出PEEP泵下氣載上的管路，檢查是否存在阻塞或黑色粉末沉積。之后可進行PEEP泵校準，若測試依然無法通過，則需要依次更換PEEP泵、呼出閥和壓力控制板進行進一步故障確認[1]。

2.2.12 控制閥門檢測（check valve test）

系統(tǒng)給定50、100和150 L/min的流量，對控制氣缸進氣和出氣的2個控制閥進行檢測，確保其按指令正常閉合和開啟。檢測失敗提示為Failure。此步遇到失敗可直接對氣缸上的2個控制閥進行更換以確認故障。

2.2.13 氣缸漏氣測試（piston leak test）

給定氣缸40 cmH2O的壓力后，監(jiān)測其在6 s內(nèi)是否存在因漏氣引起的壓力降低情況，不通過即提示Failure。此步驟報錯可首先檢查氧氣氣源壓力是否達標，以及要求阻塞吸氣端是否正確，排除以上問題后，可查看氣缸系統(tǒng)的參數(shù)設置，并通過校準界面進行漏氣校準測試，若之后依舊無法通過，則需要依次檢查或更換出氣控制閥和進氣控制閥[1]。

2.2.14 指示燈測試（lights-displays test）

自動檢測面板上的各項指示燈，不通過即提示Failure。若本步測試失敗，通常情況為LCD panel/UI display PCB板存在故障，可直接更換以確定故障范圍。

2.2.15 按鍵測試（keys test）

按提示順序依次按下鍵盤亮燈按鍵，按錯任何一個即失敗，提示Failure，與按鍵面板和控制板相關(guān)聯(lián)。

2.2.16 報警測試（main alarm test及backup alarm test）

該測試為2步，分別測試機器的各種報警是否正常，失敗分別提示Failure和Fault，遇到失敗，優(yōu)先檢查揚聲器和相關(guān)排線是否故障，之后再考慮更換壓力板。

2.2.17 風扇測試（fan test）

系統(tǒng)通過讀取機器右側(cè)的溫度傳感器的溫度以及對比機器內(nèi)外的溫差來確認風扇是否工作正常。該測試遇到失敗提示Failure。通常呼吸機在此步報錯并非風扇引起，大多數(shù)情況是由于外界溫度過冷或者急劇變化引起，傳感器被灰塵覆蓋以及風扇濾網(wǎng)灰塵過多也容易引發(fā)此故障，對其進行必要的清潔即可。若遇到風扇的轉(zhuǎn)速明顯不正常，可測試風扇的工作電壓，正常的電壓為+23～+25 V，若電壓超出正常范圍，則需要檢查壓力板供電部分是否存在問題[3]。

2.2.18 加熱器測試（heaters test）

檢測呼氣閥加熱系統(tǒng)和熱敏電阻是否正常工作。若監(jiān)測到溫度值與設定值相差過大，則提示Fault，雖然該故障可被忽略，但會影響到呼氣閥的正常工作以及增加呼吸參數(shù)的誤差。通常情況下，可直接更換加熱器和熱敏電阻以確認故障。

上述步驟全部通過后，系統(tǒng)會提示EST PASS，確認后系統(tǒng)自動重啟，并執(zhí)行一次POST測試，之后便可正常使用了。若上述步驟中僅有Fault存在，則按手動呼吸按鍵2次忽略錯誤并跳出EST測試即可。若存在Failure項目，則必須重新進行EST測試，直至消除所有Falilure項目，否則機器將無法使用。

3SST自檢

SST自檢為臨床使用前對所連接管路及呼吸機基本狀態(tài)的快速檢測，主要包括項目為所使用管路和過濾器的順應性及漏氣測試、呼氣閥測試、PEEP測試等。在開機后，直接按菜單鍵選擇SST測試進入即可，測試具體項目基本可理解為EST的簡潔版。通常情況下，SST應在每次更換管路、濕化器時進行，同時，長時間使用的機器每隔15 d至少應進行一次SST測試，以排除各種安全隱患。在SST測試中，對于測試失敗的項目，首先應從外圍管路和過濾器等部件檢查，確保其連接正確，不存在漏氣和堵塞等問題。之后若仍無法排除測試失敗項目，則需進行EST測試，進一步細化檢測并查找問題的所在。

4 結(jié)語

泰科PB700系列呼吸機的3種自檢囊括了其在使用中所遇到的各種問題的錯誤信息，掌握各種自檢的詳細步驟流程，熟悉各步自檢的內(nèi)容和錯誤信息指向，才能準確定位故障點，快速對錯誤故障采取措施，進而提高醫(yī)院醫(yī)工部門工程師故障判斷和自修的能力。在使用中，應注意3種自檢的區(qū)別與聯(lián)系，根據(jù)需要選擇不同的自檢程序來提高維護和維修時故障排查的效率。除此之外，對于一些需要廠家更換配件及電路板的故障，提前的自我診斷故障，確定故障點，告知廠家上門所需攜帶的相關(guān)配件、電路板，也有助于廠家提高維修速度，縮短設備停機的時間?？傊?，PB700系列呼吸機的正常使用和維護，離不開使用者和工程師對自檢程序的熟悉與掌握。通過對其3種自檢方式的介紹，操作者和工程師能簡單了解各種自檢的內(nèi)容和方法，從而在使用中遇到問題時能根據(jù)自檢中的錯誤提示，快速定位故障點，嘗試排除一些常規(guī)故障，更加有效地確保呼吸機的正常工作和安全使用。

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[2] 李家弘．TYCO PB700系列呼吸機氣路故障維修[J]．中國醫(yī)療設備，2008，23（7）：107-108．

[3] 王科文．PB760呼吸機常見故障分析與維修[J]．醫(yī)療衛(wèi)生裝備，2012，33（1）： 148.

[4] 陳榮.PB呼吸機故障 4例[J].醫(yī)療設備信息，2006，21（6）：110-112.

[5] 胡煒賢.醫(yī)用呼吸機PB760常見故障分析與檢修[J].醫(yī)療衛(wèi)生裝備，2010，31（6）：130.

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