醫(yī)療設(shè)備電路故障的判斷方法與維修措施探究

孫銳

（昆明市兒童醫(yī)院設(shè)備科，云南 昆明 650034）

世界正進(jìn)入一個人工智能化的時代，醫(yī)療設(shè)備也向著人工智能、超大規(guī)模集成電路和便攜小型化方面發(fā)展，醫(yī)療設(shè)備集聚了現(xiàn)代高精尖的科學(xué)技術(shù)，醫(yī)療的發(fā)展在很大程度上取決于醫(yī)療設(shè)備的發(fā)展，醫(yī)療設(shè)備在醫(yī)療診斷和治療中的介入和運(yùn)用，已經(jīng)是必備的手段和裝置。在醫(yī)療設(shè)備技術(shù)飛速發(fā)展的同時，設(shè)備在使用中出現(xiàn)的故障，給醫(yī)院的設(shè)備維護(hù)工作帶來了許多問題，設(shè)備是否需要維修或更新，主要依據(jù)對醫(yī)療設(shè)備故障進(jìn)行的分析和判斷，以決定維修方式或判斷設(shè)備是否具有維修價值。因此，設(shè)備維護(hù)人員需要具備正確的判斷方法、維修步驟及維修技能。

1 醫(yī)療設(shè)備故障維修的步驟

醫(yī)療設(shè)備是由無數(shù)的元器件和電路構(gòu)成的，如：電阻、電容、晶體管、各種醫(yī)用傳感器和各種集成電路等。對于構(gòu)成異常復(fù)雜的醫(yī)療設(shè)備的故障，就需要有一定的維修方法和步驟。有些機(jī)器設(shè)置有自檢程序，可以對故障進(jìn)行自檢并顯示故障代碼，依據(jù)代碼提示和故障現(xiàn)象及儀表檢測數(shù)據(jù)，可對故障單元的電路板進(jìn)行更換。有些故障，則要通過專用的儀器和檢測設(shè)備對電路進(jìn)行檢測和分析判斷，對故障的電路板和元器件進(jìn)行維修或者更換，達(dá)到修復(fù)設(shè)備的目的。

設(shè)備的維修有兩種方式，一是板級維修，二是元器件級的維修。

板級維修是依據(jù)設(shè)備自檢提示的故障代碼或儀器儀表檢測的數(shù)值，將疑似故障的功能電路板用好的電路板采用替換法進(jìn)行整體替換，以判斷該電路板是否存在故障，板級維修是一種較為簡單便捷的維修方式。

元器件級的維修是利用檢測儀器儀表，對故障電路進(jìn)行觀察和對電壓、電流、電阻值及其它電學(xué)參量的檢測，根據(jù)觀察結(jié)果和儀表測量提供的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析判斷，找出故障的元器件予以更換，這是一種較為繁雜和技術(shù)要求較高的維修方式。具體的維修步驟如下。

1.1 觀察和檢查故障設(shè)備

對于有故障的設(shè)備電路，目測是一個十分重要的判斷步驟，主要的觀察內(nèi)容為：設(shè)備的清潔維護(hù)狀況(是否遭到電解質(zhì)溶液及藥液的侵蝕和污染)；元器件、印刷電路板和集成電路的外觀是否正常；印刷電路板上的銅箔連接，是否有斷箔、起箔、短路和燒蝕的現(xiàn)象；檢查元器件與銅箔電路的連接是否有假焊、漏焊、焊點氧化以及元器件或接插件未正確插接的情況；詢問設(shè)備使用人員故障發(fā)生前對設(shè)備的操作和故障發(fā)生時的情況，了解和掌握故障設(shè)備的詳細(xì)資料。

1.2 用儀器儀表檢測故障電路

目測完畢故障設(shè)備后，對目測中發(fā)現(xiàn)的可疑故障點使用儀表對電壓、電流、電阻值和其它維修所需的數(shù)據(jù)進(jìn)行檢測，認(rèn)真記錄故障設(shè)備的故障現(xiàn)象和儀器儀表測量的數(shù)據(jù)。對故障設(shè)備的工作原理、電路原理以及元器件構(gòu)成也要進(jìn)行分析和研究，根據(jù)故障設(shè)備檢測的各項數(shù)據(jù)以及設(shè)備維修經(jīng)驗對故障設(shè)備電路進(jìn)行分析和判斷，確定故障部位和器件并予以維修。

2 醫(yī)療設(shè)備電路故障的判斷方式

2.1 萬用表測量法

萬用表是醫(yī)療設(shè)備維修必備的測量儀表，有數(shù)字式和表式(指針)萬用表。萬用表一般以電阻、電流和電壓的數(shù)值為主要測量對象，利用萬用表除了可測量電壓、電流、電阻外，還可測量電感、電容、晶體管的電極及PN結(jié)的好壞和電路上的一些電學(xué)參數(shù)等。萬用表測量法，主要是通過萬用表對故障醫(yī)療設(shè)備電路上的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行測量，通過選擇檔位開關(guān)的變換,可方便地對多種電路數(shù)據(jù)進(jìn)行測量。帶電測試時，應(yīng)注意仔細(xì)選擇萬用表的檔位開關(guān)和切換，以確保測量數(shù)值的精確度，避免發(fā)生觸電和燒毀儀表等事故。萬用表測量的主要特點是辨別率高、精確度較高、測量速度快，數(shù)據(jù)顯示直觀，萬用表的過濾能力很強(qiáng)，方便快捷。

2.2 替換判斷法

替換法是用其他好的電路板或元器件替換懷疑有故障的電路板或部件位置，以判斷故障是否存在的一種判斷方法。通過替換法判斷醫(yī)療設(shè)備電路是否存在故障，這是檢驗和判斷故障電路板、故障部位最簡單的方法。替換法一般有三種方式：（1）功能區(qū)域電路的替換，例如故障率較高的電源電路的替換。（2）插接電路板的替換(板級替換)，例如監(jiān)護(hù)儀血壓計氣路控制板的替換。（3）元器件的替換，例如軟擊穿大功率晶體管的替換。如果多處存在問題，那么應(yīng)當(dāng)首先考慮故障指數(shù)較高的因素部分，將其先行替換，如：電源電路部分，大功率、大電流和易損部件等。

2.3 比較法

比較法是將兩個同類型同型號的設(shè)備進(jìn)行比較，比較的設(shè)備一為故障設(shè)備，另一為正常的設(shè)備。對兩臺設(shè)備的工作狀況，電路數(shù)據(jù)等進(jìn)行觀察和測量對比，參照正常設(shè)備的工作狀況、測量數(shù)據(jù)，從而比對確定故障設(shè)備的故障點。需要注意的是：進(jìn)行比較的設(shè)備的型號和參數(shù)，比較的外部設(shè)施，相比較的兩臺儀器設(shè)備的設(shè)置和操作條件等必須相同。通過比較法找出故障的電路板和元器件，通過維修或者更換故障部件之后，測量修復(fù)設(shè)備的各項技術(shù)參數(shù)和指標(biāo)是否與正常設(shè)備相似。如未發(fā)現(xiàn)問題，應(yīng)模擬設(shè)備的工作環(huán)境，開機(jī)工作運(yùn)行一段時間，反復(fù)確認(rèn)設(shè)備故障是否排除，這是確保醫(yī)療安全和設(shè)備維修后運(yùn)行安全的重要保障。

2.4 排除法

排除法是根據(jù)類比、對比及可行性進(jìn)行的判斷，對事物存在的假命題的排除方式，適用于未能明確故障所在的情況。判斷電路故障中使用排除法的步驟：仔細(xì)觀察故障電路板是否存在明顯的故障痕跡，例如：電路板或元器件的外形是否有異常，設(shè)備外觀和線路板是否存在機(jī)械損傷的痕跡。其次掌握和分析故障電路板的功能與工作原理，列出疑似故障的電路位置和元器件，根據(jù)電路和元器件發(fā)生故障的幾率進(jìn)行排序。利用各種檢測儀器儀表，用排除法逐一排除疑似的故障點，逐步縮小故障的范圍，確定產(chǎn)生故障的電路部位和元器件，給予修理和更換故障部件。

3 醫(yī)療設(shè)備常見故障的維修

3.1 電源電路故障的維修

醫(yī)療設(shè)備的電源電路，是醫(yī)療設(shè)備電路中一個十分重要的組成部分，醫(yī)療設(shè)備發(fā)生故障時，電源的故障率是較高的。對于故障的設(shè)備，對電源的檢查是維修的首要步驟，只有確認(rèn)了電源電路的幾組輸出電壓正常時，方可進(jìn)行下一步的維修工作。

一般導(dǎo)致電源故障的原因為：（1）元器件損壞或參數(shù)的改變。（2）負(fù)載電路存在短路或斷路。（3）PWM調(diào)制信號失控。（4）設(shè)備工作環(huán)境不佳等。

例：邁瑞PM-7000型監(jiān)護(hù)儀，電源3.15A熔斷絲熔斷，經(jīng)對電源電路檢測，發(fā)現(xiàn)場效應(yīng)開關(guān)管K2485擊穿損壞，更換故障元件，對電源電路其它元器件進(jìn)行排查，確認(rèn)正常后，開機(jī)試機(jī)故障排除。

醫(yī)療設(shè)備的電源電路，大多采用控制芯片和開關(guān)電源組合的形式，通過脈寬調(diào)制(PWM)控制芯片的調(diào)節(jié)，達(dá)到電源的穩(wěn)壓、穩(wěn)流和恒定功率的目的。所以，對于電源電路的故障，例如：熔斷絲熔斷、大功率管擊穿、電壓值不符、濾波電容鼓包等問題，不可輕易地只是更換故障元器件，而應(yīng)根據(jù)電源的電路原理，排查PWM調(diào)制環(huán)路中的元器件和負(fù)載電路是否正常，只有確認(rèn)正常后才可開機(jī)工作。

3.2 醫(yī)用傳感器件故障的維修

醫(yī)用傳感器是能感知多數(shù)為非電量的生物信息，并將生物信息轉(zhuǎn)換成電學(xué)量的器件或裝置?，F(xiàn)代醫(yī)療設(shè)備中，醫(yī)用傳感器已是組成醫(yī)療設(shè)備的重要部件。

在醫(yī)療設(shè)備中，常見的醫(yī)用傳感器為：電阻式傳感器、電容式傳感器、壓電式傳感器、熱電式傳感器、光電式傳感器等。它們分別對人體的呼吸、心率、心電、血壓、體溫、血氧飽和度等生物信息進(jìn)行轉(zhuǎn)換，傳感器如果發(fā)生故障，將導(dǎo)致醫(yī)療設(shè)備重要診療指標(biāo)數(shù)據(jù)的消失。

例1：邁瑞PM-7000型監(jiān)護(hù)儀，血壓測量報錯，檢查氣路無問題，查血壓控制板，發(fā)現(xiàn)壓力傳感器NovaSensor1220放氣閥控制腳脫焊，重焊后故障修復(fù)。

例2：邁瑞PM-9000型監(jiān)護(hù)儀，血氧飽和度無顯示，用一新血氧飽和度探頭替換，氧飽和度顯示恢復(fù)正常。用萬用表的結(jié)壓降檔分別測量探頭的紅外和紅光發(fā)射端及接收端，發(fā)現(xiàn)紅外發(fā)射二極管因機(jī)械外力導(dǎo)致與接線斷路，重焊后測量結(jié)壓降為0.56V，用透明玻璃膠膠封后修復(fù)。

3.3 修復(fù)醫(yī)療設(shè)備的電氣安全及隱患防范

醫(yī)療設(shè)備在使用中的電氣安全，是關(guān)乎醫(yī)護(hù)人員和病患人員生命安全的重要指標(biāo)，醫(yī)療設(shè)備的電氣安全也是醫(yī)療安全質(zhì)量控制體系中的重要環(huán)節(jié)。因此，對于已修復(fù)的醫(yī)療設(shè)備，必須進(jìn)行嚴(yán)格的電氣安全檢測，以保障設(shè)備使用人員和病患的人身安全。

醫(yī)療設(shè)備的電氣安全檢測，主要為保護(hù)接地阻抗、絕緣阻抗、對地漏電流、機(jī)殼漏電流。

對于修復(fù)的醫(yī)療設(shè)備，不能匆忙地投入診療使用，應(yīng)用相關(guān)的儀器儀表對修復(fù)的設(shè)備進(jìn)行以下檢測：（1）保護(hù)接地點與設(shè)備裸露導(dǎo)體部分的檢測。（2）對絕緣體加以高壓交直流電壓，測量設(shè)備絕緣是否符合規(guī)定。（3）保護(hù)接地點透過絕緣體對保護(hù)接地的漏電流。（4）設(shè)備機(jī)殼導(dǎo)體經(jīng)非保護(hù)接地對保護(hù)接地點的漏電流。只有經(jīng)充分和嚴(yán)格的電氣安全檢測，確認(rèn)修復(fù)設(shè)備的電氣安全時，方可使用修復(fù)設(shè)備。

例：一臺理療治療儀，操作人員在使用時遭到電擊，將該機(jī)送回返修，經(jīng)檢測機(jī)殼帶有較高的交流電壓，反復(fù)觀察和查找，發(fā)現(xiàn)維修人員在修理該機(jī)時，沒有將電源線固定卡卡固在絕緣體卡環(huán)中，安裝時固定螺絲又刺破了電源線絕緣層，導(dǎo)致機(jī)殼帶電，造成了極大的安全問題。

4 結(jié)語

在此次的研究中，探索了醫(yī)療設(shè)備的電路維修步驟、判斷方式以及常見故障設(shè)備的維修方法。為提高醫(yī)療設(shè)備的維修效率和維修技能，提出了一些見解和建議，希望對醫(yī)療設(shè)備的正常安全運(yùn)行能起到一定作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]蔣益鋼.醫(yī)療設(shè)備常用維修方法總結(jié)[J].中國醫(yī)療設(shè)備，2011,26(2):112-131.

[2]張建松,邢學(xué)剛,劉亞芹等.用筆式萬用表多加功能檢測醫(yī)療設(shè)備[J].中國醫(yī)療設(shè)備，2010,25(4):24-17.

[3]莫傳書.關(guān)于醫(yī)院醫(yī)療器械電路故障的判斷與維修探討[J].科技展望，2016，26(11).

[4]夏騰煌.大型醫(yī)療設(shè)備中電源故障的檢修[J].中國醫(yī)療設(shè)備,2008,23(9):107-108.

[5]李思華.PM-9000監(jiān)護(hù)儀電源工作原理及故障維修[J].中國醫(yī)療設(shè)備,2011,26(10):141-142.

[6]周志敏.開關(guān)電源實用技術(shù)-設(shè)計與應(yīng)用[M].北京：人民郵電出版社,2007,(2).

[7]陳安宇.醫(yī)用傳感器[M].北京：科學(xué)出版社，2014,(12).

[8]劉士龍，李曉梅，于天林.血氧飽和度儀器的測量原理與應(yīng)用維護(hù)[J].中國醫(yī)療設(shè)備，2011，26(11):85-73.

[9]張根榮,沈樂枕,何劍虎等.醫(yī)療設(shè)備電氣安全檢測實踐與結(jié)果分析[J].中國醫(yī)療設(shè)備,2010,25(10):104-112.