醫(yī)用高壓氧壓力曲線波動故障分析與工程學(xué)對策

肖龍坤 謝少玲 李坤強 湯棟生 毛坤劍*

醫(yī)用高壓氧壓力曲線波動故障分析與工程學(xué)對策

肖龍坤①謝少玲①李坤強①湯棟生①毛坤劍①*

目的：分析山東冰輪醫(yī)用高壓氧治療過程中出現(xiàn)的壓力曲線波動故障原因，提出合理的工程學(xué)對策，以提高醫(yī)用高壓氧的臨床安全性能。方法：根據(jù)醫(yī)用高壓氧工作原理對高壓氧在加壓、穩(wěn)壓及減壓3個階段中出現(xiàn)的壓力曲線波動進行故障原因分析，提出工程學(xué)對策，以降低醫(yī)用高壓氧的故障率。結(jié)果：通過對醫(yī)用高壓氧設(shè)備的故障分析，發(fā)現(xiàn)環(huán)境因素和機械性能是導(dǎo)致故障發(fā)生的主要因素；針對設(shè)備性能的環(huán)境適應(yīng)能力、結(jié)構(gòu)設(shè)計以及機械部件性能等進行改進，確保高壓氧的正常運行。結(jié)論：加大醫(yī)用高壓氧設(shè)備研究力度，提高設(shè)備對環(huán)境的適應(yīng)能力，注重維修技術(shù)人員專業(yè)素質(zhì)培養(yǎng)，可有效降低氧艙的故障率，提高患者治療效果。

醫(yī)用高壓氧；壓力曲線波動故障；工程學(xué)對策；故障率；治療效果

肖龍坤,男,(1993- ),本科學(xué)歷，助理工程師。廈門大學(xué)附屬成功醫(yī)院 解放軍第174醫(yī)院器材科，從事醫(yī)療設(shè)備的維修、質(zhì)量控制、使用管理等方面的研究工作。

近年來，高壓氧在臨床治療中取得了顯著的治療效果[1]。然而，由于高壓氧設(shè)備在治療過程中出現(xiàn)故障，致使艙內(nèi)空氣壓力在加壓、穩(wěn)壓及減壓過程中出現(xiàn)壓力曲線波動，使患者的高壓氧治療不能達到預(yù)期效果。為此，本研究以山東冰輪多人空氣加壓氧艙為例，分析研究氧艙治療中加壓、穩(wěn)壓及減壓3個階段出現(xiàn)壓力曲線波動故障原因，提出工程學(xué)對策及故障處理方法。

圖1 高壓氧艙工作原理示意圖

1 高壓氧艙工作原理

高壓氧艙工作原理主要分為加減壓原理和排氧原理[2]。其工作原理如圖1所示。

1.1 加壓與減壓原理

空氣壓縮機將新鮮空氣壓縮后，以一定的壓力和排量送至冷卻器進行冷卻，通過氣液分離器，氣體中的液態(tài)懸浮物及雜質(zhì)從氣體中分離出來，經(jīng)過氣液分離后的壓縮空氣，經(jīng)管道流入儲氣罐[3]。儲氣罐起穩(wěn)壓的作用，同時氣體在儲氣罐內(nèi)的自然冷卻過程中進一步除塵、除水。儲氣罐氣體在微機控制臺控制下經(jīng)進氣閥進入空氣過濾器，進一步凈化，空氣質(zhì)量達到呼吸氣體標準要求。達到質(zhì)量標準的氣體通過艙內(nèi)消音器進入氧艙，以達到高壓氧艙升壓的目的。氧艙系統(tǒng)在減壓時，艙內(nèi)氣體在微機控制臺控制下通過排氣閥排出艙外，達到減壓目的。

1.2 供排氧原理

氧氣源(制氧機)在經(jīng)過過濾器除去雜質(zhì)并通過一級減壓閥后，由微機操作系統(tǒng)控制氧氣向艙內(nèi)供氧，經(jīng)二級減壓閥進一步減壓，通過呼吸裝置向患者供氧[4]。呼吸裝置工作原理以調(diào)節(jié)器式呼吸器為例：①當(dāng)吸氣時膜下腔相對上腔產(chǎn)生負壓，使膜片下移，迫使搖桿活門開啟，氧氣進入膜下腔，通過面罩進入吸氧者的肺部；②呼氣時膜下腔內(nèi)的負壓消失，膜片復(fù)原，搖桿活門在彈簧的作用下使活門關(guān)閉，氧氣中斷進入，達到與肺部同步啟閉的動作[5](如圖2所示)。

圖2 調(diào)節(jié)器式呼吸器示意圖

2 壓力曲線波動故障分析與處理

在高壓氧治療過程中，在微機控制系統(tǒng)預(yù)設(shè)好患者治療所需要的空氣壓力、治療休息時間、加壓時間以及減壓時間等信息。通過微機系統(tǒng)，高壓氧艙內(nèi)壓力按照預(yù)設(shè)治療曲線進行加壓、穩(wěn)壓以及減壓。高壓氧正常工作治療曲線如圖3所示。

圖3 高壓氧正常狀態(tài)治療曲線圖

圖4 加壓過程故障曲線圖

2.1 加壓過程故障案例

2.1.1 故障現(xiàn)象

高壓氧艙在加壓過程中氧艙內(nèi)空氣壓力上升，曲線偏離預(yù)定治療曲線、達不到治療所需壓力0.1 MPa，如圖4所示。

2.1.2 故障分析與處理

從整個氧艙空氣加壓系統(tǒng)的工作原理分析，其主要故障原因為：

(1)氣源供氣和儲氣罐供氣壓力不足。觀察微機控制臺上的氣源壓力是否＜0.5 MPa。故障處理方法：開啟空壓機，增加儲氣罐儲氣壓力。

(2)高壓氧艙艙體部件有氣體泄露[6]。故障處理方法：逐級檢查高壓氧艙艙體是否漏氣，并排除其故障。

(3)加壓氣動閥靈敏度失?；蚨氯鸞7]。加壓氣動閥靈敏度失常，加壓氣動閥開啟程度與電磁控制不一致，導(dǎo)致空氣加壓氧艙減壓過程中出現(xiàn)壓力無法下降或下降速度失常。加壓氣動閥堵塞，由于氣動閥的氣源是由儲氣罐通過細銅管供給，高壓氣體在通過細銅管時會進一步減壓，出現(xiàn)冷凝水，冷凝水容易堵塞氣動閥[8]。故障處理方法：觀察電磁閥開啟狀態(tài)，若是電磁閥靈敏度過小或過大，則調(diào)節(jié)氣動閥靈敏度，在電磁閥未動作的狀態(tài)下，旋轉(zhuǎn)氣源調(diào)節(jié)螺母，將氣源氣體壓力調(diào)至＞0.3 MPa。旋動氣動閥靈敏度調(diào)節(jié)旋鈕，使得閥門指示壓力表剛好處于零刻度線。如若是氣動閥堵塞，關(guān)閉氣動閥上氣源進氣口的旋鈕開關(guān)，清理氣動閥內(nèi)的冷凝水，并可以在氣動閥氣源分流處增置集水杯。

(4)高壓氧艙進氣口堵塞，即消音器堵塞[9]。由于長期使用，高壓氧艙的過濾器達到使用壽命，空氣過濾效果不佳，使得空氣中的微塵顆粒堵塞艙內(nèi)進氣口消音器。故障處理方法：①拆卸消音器，用牙刷和洗潔精輕刷消音器內(nèi)壁，同時用清水沖洗。清洗后，自然風(fēng)干，重新安裝；②檢查空氣過濾器的使用壽命，一般空氣過濾器濾芯一年更換一次，如果已達到使用壽命，則更換空氣過濾器的濾芯[10]。

2.2 穩(wěn)壓過程故障案例

2.2.1 故障現(xiàn)象

高壓氧艙在穩(wěn)壓過程中，出現(xiàn)壓力曲線波動＞±0.004 MPa，如圖5所示[2]。

2.2.2 故障分析與處理

高壓氧艙在穩(wěn)壓過程中出現(xiàn)壓力曲線波動，且波動范圍＞±0.004 MPa，其主要故障原因為：

圖5 穩(wěn)壓過程故障曲線圖

(1)排氧流量過大導(dǎo)致艙內(nèi)空氣壓力下降[11]。故障處理方法：適當(dāng)關(guān)小手動排氧閥和排氧流量計的開度，同時檢查氣動排氧閥靈敏度，若靈敏度失常，則需重新校準，校準方法同加壓閥一致。

(2)空氣加壓氧艙艙體部件有氣體泄露。故障處理方法：逐級檢漏，并排除。

(3)氣動加減壓閥靈敏度失常。當(dāng)空氣加壓氧艙處于穩(wěn)壓過程時，氣動加減壓閥靈敏度失常。氣動閥在未動作時，氣動閥處于啟動狀態(tài)，導(dǎo)致高壓氧艙內(nèi)空氣壓力出現(xiàn)波動，無法維穩(wěn)。故障處理方法：重新校準加減壓閥靈敏度，氣動閥靈敏度校準方法同加壓閥一致。

2.3 減壓過程故障案例

2.3.1 故障現(xiàn)象

高壓氧艙在減壓過程中，出現(xiàn)無法減壓、減壓過快或過慢，偏移預(yù)定的減壓曲線等故障，如圖6所示。

圖6 加壓過程故障曲線圖

2.3.2 故障分析與處理

(1)高壓氧艙艙體部件有氣體泄露[12]。故障處理方法：逐級檢漏，并排除。

(2)氣動減壓閥堵塞或靈敏度不準[13]。氣動減壓閥開啟程度與電磁控制不一致，導(dǎo)致空氣加壓氧艙減壓過程中出現(xiàn)壓力無法下降或下降速度失常。故障處理方法：重新校準減壓閥靈敏度，校準方法同氣動加壓閥校準方法一致。

(3)加減壓閥的氣動氣源有冷凝水，堵塞氣動閥的開啟和關(guān)閉[14]。由于氣動加壓閥、減壓閥及排氧的氣動氣源是由儲氣罐通過細銅管直接供給，由于南方夏季空氣濕度大，氣動氣體在通過細銅管時易出現(xiàn)冷凝水，冷凝水堵住氣動閥氣孔，導(dǎo)致減壓閥堵塞而無法調(diào)節(jié)。故障處理辦法：拆卸氣動減壓閥氣腔，清干氣動減壓閥氣腔內(nèi)冷凝水[15]。在氣源銅管分流處，加裝自動集水杯，可有效減少冷凝水的堵塞氣動閥現(xiàn)象。

3 結(jié)語

在高壓氧治療過程中出現(xiàn)曲線波動，將會很大程度地影響患者的治療效果，甚至?xí)?dǎo)致患者出現(xiàn)呼吸困難、頭痛、咳嗽及關(guān)節(jié)不適等癥狀。因此，快速對高壓氧治療過程中出現(xiàn)的曲線波動故障進行分析并及時解決故障，在高壓氧治療中意義重大。在日常工作中應(yīng)定期對多人空氣加壓氧艙進行維修與保養(yǎng)，可以有效的減少氧艙的故障率，保證空氣加壓氧艙的系統(tǒng)性能和患者安全[16]。

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Failure analysis and engineering countermeasure for medical hyperbaric oxygen pressure fluctuation curve/

Objective: To provide reasonable engineering countermeasure for the failure reason of pressure fluctuation curve appeared in treatment process of medical hyperbaric oxygen (produced by Shandong Moon Group) in order to improve the clinical safety performance of medical hyperbaric oxygen. Methods: To analyze the failure reason for fluctuation of hyperbaric oxygen pressure cure in 3 stages (pressuring stage, stabilization stage and decompression stage) based on working principle of medical hyperbaric oxygen; and provide engineering countermeasure for reducing the failure rate of medical hyperbaric oxygen. Results: Through analyzing the failure of medical hyperbaric oxygen, environmental factors and mechanical properties were confirmed as the main factors causing the failure of the equipment; through improve the adaptive capacity to environment, design of structure and performance of mechanical parts, the medical hyperbaric oxygen could be normal operated. Conclusion: The failure rate of hyperbaric chamber can be reduced and the treatment effect for patient can be improved when we improve the research capability of medical hyperbaric oxygen equipment, increase the adaptive capacity to environment for equipment and pay more attention to the professional quality training for maintenance technician.

Medical hyperbaric oxygen; Pressure curve fluctuation failure; Engineering countermeasure; Failure rate; Therapeutic effect

1672-8270(2017)03-0049-03

R197.39

A

10.3969/J.ISSN.1672-8270.2017.03.013

2016-09-01

①廈門大學(xué)附屬成功醫(yī)院 解放軍第174醫(yī)院器材科 福建 廈門 361003

*通訊作者：361601005@qq.com

[First-author’s address] Department of Equipment, Chenggong Hospital Affiliated to Xiamen University, The 174thHospital of PLA, Xiamen 361003,China.