菲萍呼吸機(jī)氣路工作原理與壓力故障維修2例

張紅俠

濟(jì)南市兒童醫(yī)院 設(shè)備科， 山東 濟(jì)南 250022

引言

菲萍是瑞士近幾年研發(fā)生產(chǎn)，專為早產(chǎn)兒、新生兒和體重30 kg以下兒童使用的呼吸機(jī)。集成有創(chuàng)和無(wú)創(chuàng)呼吸模式，有創(chuàng)又包含常頻、高頻[1]。無(wú)創(chuàng)呼吸模式包含NCPAP和DuoPAP，在很大程度上解決了經(jīng)鼻CPAP的漏氣問(wèn)題。吸入氣流及呼出氣流分別控制，可靈活設(shè)置基礎(chǔ)氣流[2]。當(dāng)嬰兒躁動(dòng)時(shí)很容易產(chǎn)生瞬時(shí)不同步，出現(xiàn)人機(jī)對(duì)抗，而基礎(chǔ)氣流可以隨時(shí)保障吸氣時(shí)有氣流。此外，基礎(chǔ)氣流還可沖刷氣道內(nèi)的殘留氣體減少呼吸做功，增加病人舒適性。菲萍呼吸機(jī)采用壓力控制、時(shí)間切換、持續(xù)氣流并集合容積限制功能，避免可能出現(xiàn)的容積傷。加上肺過(guò)度膨脹風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)C20/C的直觀評(píng)估（C20/C＜0.8即為肺過(guò)度膨脹），可以最有效地避免氣壓傷[3-5]。

精確的超低潮氣量控制，常頻潮氣量可以低至1.2 mL；高頻模式最低潮氣量可以達(dá)到0.8 mL。菲萍的熱絲式流量傳感器位于嬰兒吸入氣體的三通處，能夠?qū)ξ肴萘窟M(jìn)行解確測(cè)量。工作原理是傳感器的熱絲作為測(cè)量電橋的橋臂置于氣道中，其溫度會(huì)因通過(guò)的氣流發(fā)生變化，隨之阻值發(fā)生變化．進(jìn)而在測(cè)量電路中產(chǎn)生相應(yīng)的輸出電信號(hào)，該輸出電信號(hào)與氣體流量成比例[6-8]。

1 菲萍呼吸機(jī)氣路工作原理

菲萍呼吸機(jī)的氣路原理圖，見(jiàn)圖1，由兩條并行但不完全相同的氣路組成，兩個(gè)通道的元器件可以互換使用。

2 故障研究

2.1 故障名稱：無(wú)空氣供應(yīng)

2.1.1 故障現(xiàn)象

可能原因：空氣供應(yīng)故障；壓力調(diào)節(jié)閥故障；壓力傳感器故障；檢測(cè)壓力電路部分故障。

檢查空氣供應(yīng)，檢查墻壁有空氣，測(cè)試壓力4.1 bar。繼續(xù)進(jìn)入機(jī)器內(nèi)部，見(jiàn)圖2，因?yàn)椴涣私鈮毫φ{(diào)節(jié)閥的調(diào)節(jié)后壓力數(shù)值，沒(méi)辦法進(jìn)一步檢查壓力調(diào)節(jié)閥。拔下調(diào)節(jié)閥后的軟管，有氣流；和氧氣氣流比較，無(wú)明顯的差別，由此推斷壓力調(diào)節(jié)閥損壞的可能性很小。氣路繼續(xù)朝下走就是壓力傳感器，前面講過(guò)，菲萍呼吸機(jī)兩條并行的管路，元器件可以互換使用；把氧氣通路部分接到空氣通路的壓力傳感器，機(jī)器報(bào)警，無(wú)氧氣供應(yīng)。把空氣調(diào)節(jié)閥后的軟管接到氧氣端壓力傳感器，機(jī)器報(bào)警，無(wú)空氣供應(yīng)。由此斷定空氣端壓力傳感器故障，因?yàn)榭諝鈿庠春脱鯕鈿庠聪啾?，容易含有水分[9-10]。

圖1 菲萍呼吸機(jī)氣路原理圖

圖2 氣路側(cè)板實(shí)物圖

氣體通過(guò)軟管和接頭進(jìn)入呼吸機(jī)，經(jīng)過(guò)吸入氣體過(guò)濾器進(jìn)行過(guò)濾、除水。經(jīng)過(guò)壓力調(diào)節(jié)閥調(diào)壓處理，此時(shí)壓力傳感器分別檢測(cè)氧氣和空氣氣源的壓力，當(dāng)壓力達(dá)到2.0 bar以上時(shí)， 發(fā)指令給電路板供氣壓力已夠。當(dāng)氧氣或空氣的供氣壓力低于 2.0 bar時(shí)，觸發(fā)“NO O2SUPPLY”或“NO AIR SUPPLY”報(bào)警。當(dāng)兩個(gè)氣源都消失時(shí)，呼吸機(jī)高度報(bào)警，同時(shí)打開(kāi)安全閥，病人呼吸室內(nèi)空氣。當(dāng)給呼吸機(jī)發(fā)出校準(zhǔn)氧傳感器指令時(shí)，校準(zhǔn)閥打開(kāi)，空氣和氧氣通路校準(zhǔn)閥分別打開(kāi)，校準(zhǔn)通路開(kāi)關(guān)打開(kāi)，依次校準(zhǔn)21%和100%氧濃度，菲萍呼吸機(jī)氧傳感器校準(zhǔn)可以不脫機(jī)，使用中進(jìn)行校準(zhǔn)。當(dāng)正常呼吸時(shí)，比例電磁閥，空氣和氧氣通路分別裝有相同比例電磁閥，由軟件驅(qū)動(dòng)，單獨(dú)控制送至病人的空氣和氧氣。比例電磁閥用線性馬達(dá)來(lái)控制其提升閥，根據(jù)相應(yīng)的電流比例控制其開(kāi)啟程度[11-13]。比例電磁閥控制以下呼吸參數(shù)：吸氣流速、流速波形(方波／遞減波)、潮氣量、氧濃度（21%～100%)、呼吸頻率。然后經(jīng)過(guò)內(nèi)置過(guò)濾器和流量傳感器后一路經(jīng)過(guò)限流器，軟管到前端組合件上的壓力傳感器，通過(guò)軟管到近病人端壓力傳感器，檢測(cè)呼吸壓力并在屏幕右側(cè)顯示。另外一路經(jīng)過(guò)并接NCPAP安全閥（400 mbar）、調(diào)節(jié)裝置、校準(zhǔn)或呼吸通路開(kāi)關(guān)、限流器、氧傳感器、13消音器、吸氣噴嘴內(nèi)濾芯到前端組合件，接呼吸管路供給嬰兒呼吸，相應(yīng)檢測(cè)參數(shù)在屏幕右側(cè)顯示。氣路實(shí)物主要安裝在側(cè)板和前端組合件處，請(qǐng)結(jié)合實(shí)物圖2和圖3，非常直觀清楚。

2.1.2 分析及解決方案

菲萍呼吸機(jī)側(cè)板氣路實(shí)物圖，見(jiàn)圖2，其中壓力調(diào)節(jié)閥銘牌 P1=MAX 10 bar，P2=0.2～3.5 bar，R308-POCK15-2。氧傳感器型號(hào)是OOM204。

菲萍呼吸機(jī)原裝壓力傳感器銘牌為RMOP030GTMH D/C4313，可以用原裝壓力傳感器，也可以代換為銘牌SQ257-14229的壓力傳感器。

2.2 故障名稱：呼吸端壓力故障

科室報(bào)修：無(wú)壓力；機(jī)器報(bào)警：壓力過(guò)低。

2.2.1 故障現(xiàn)象

機(jī)器故障現(xiàn)象，見(jiàn)圖3。

圖3 故障現(xiàn)象

2.2.2 分析及解決方案

菲萍呼吸機(jī)前端組合件氣路實(shí)物圖，見(jiàn)圖4。

圖4 前端組合件氣路實(shí)物圖

注意到屏幕右側(cè)顯示的數(shù)值P均壓150.0 cmH2O；而P峰0，PEEP 0，不符合邏輯。檢查吸入端無(wú)氣流；打開(kāi)氧療模式仍然不送氣。查看機(jī)器報(bào)警信息，顯示管道堵塞。分析P均壓150 cmH2O，壓力過(guò)高，所以機(jī)器報(bào)管道堵塞，為安全，機(jī)器不提供呼吸氣流。

當(dāng)再次進(jìn)入工作界面，機(jī)器如右圖所示，壓力顯示為0。同樣沒(méi)有呼吸氣流的情況，機(jī)器壓力顯示差別如此之大，肯定是壓力檢測(cè)出現(xiàn)故障?？赡茉驂毫鞲衅鞴收?，或者數(shù)據(jù)檢測(cè)部分故障。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，壓力傳感器故障可能性大一些。

結(jié)合氣路工作原理圖和前端組合件實(shí)物圖，機(jī)器前端組合件上有2個(gè)壓力傳感器，吸入氣體壓力傳感器和近病人端壓力傳感器[14]。為進(jìn)一步鑒別判斷，當(dāng)向近病人端壓力傳感器的壓力采樣管內(nèi)注入氣體時(shí)，壓力波形如圖3右圖所示，出現(xiàn)壓力波形，由此近病人端壓力傳感器正常，吸入氣體壓力傳感器故障。

2.2.3 故障維修

把損壞的壓力傳感器從前端組合件電路板上焊下來(lái)，更換上新的壓力傳感器即可。機(jī)器原裝壓力傳感器銘牌為，SQ273-P001GZ8、PDCOS114DBxxx以及368219-xxxx。還可以替換為SDX01GZ,1406。

由于機(jī)器設(shè)計(jì)非常緊湊，拆裝前端組合件是非常麻煩的工作。經(jīng)驗(yàn)是可以先把屏幕拆下，屏幕固定板可以彎曲變形，這樣可以些許空間方便維修。

3 討論

菲萍呼吸機(jī)是一款功能齊全，適合30 kg以下兒童使用的呼吸機(jī)。進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)時(shí)間較短，可以查閱的文獻(xiàn)資料幾乎沒(méi)有。以上的氣路原理和實(shí)物圖，可以說(shuō)圖文并茂，非常直觀清楚的描述了菲萍呼吸機(jī)的氣路工作原理。文章介紹的兩例故障維修，做到配件級(jí)維修，相比板級(jí)維修，可以節(jié)省大量資金和縮短維修周期，意義深遠(yuǎn)。相信會(huì)給醫(yī)工同行們了解維修菲萍呼吸機(jī)提供一些幫助和參考。