紐邦E360呼吸機故障分析及處理3例

王佳琦，凌怡，單帥

中國人民解放軍聯(lián)勤保障部隊第989醫(yī)院 醫(yī)學(xué)工程科，河南 洛陽 471031

引言

呼吸機是一種能代替、控制或改變?nèi)梭w正常生理呼吸，增加肺通氣量、改善呼吸功能、減輕呼吸功消耗、節(jié)約心臟儲備能力的裝置[1]，是延長患者生命、爭取搶救時間的重要工具，常用于ICU、急診科、麻醉復(fù)蘇室等[2-4]。紐邦E360 呼吸機是一種可用于兒童和成人的有創(chuàng)通氣、輔助無創(chuàng)通氣的電控氣動型呼吸機，比傳統(tǒng)呼吸機氣體混合系統(tǒng)具有更精確的空氧混合度[5-6]。使用者可以選擇各種通氣功能，監(jiān)護(hù)峰壓、平均壓和基線壓，并帶有全面的報警功能，以提醒臨床醫(yī)師注意各項指標(biāo)是否在預(yù)置范圍內(nèi)[7]，其性能穩(wěn)定、可靠、操作簡便、自動化程度高，在大中型醫(yī)院得到廣泛應(yīng)用[8]。我院自2007 年先后購進(jìn)30 余臺E360 呼吸機，現(xiàn)已步入故障頻發(fā)期，筆者針對該型呼吸機在長期使用后出現(xiàn)的3 例罕見故障現(xiàn)象、故障產(chǎn)生原因及處理方法等相關(guān)經(jīng)驗進(jìn)行總結(jié)，供醫(yī)學(xué)工程技術(shù)人員參考、探討。

1 設(shè)備基本原理及結(jié)構(gòu)

不同型號的呼吸機，其結(jié)構(gòu)、原理也存在異同點[9]，紐邦E360 呼吸機由主機部分和空氣壓縮機部分組成，主機面板中央的觸摸式監(jiān)視器顯示監(jiān)測到的呼吸波形和數(shù)據(jù)，監(jiān)視器周邊排列著呼吸參數(shù)設(shè)置按鍵，觀測直觀，控制簡捷。

E360 呼吸機氣路（圖1）部分主要由三個伺服閥，三個流量傳感器、四個壓力調(diào)節(jié)閥、四個電磁閥和五個壓力傳感器構(gòu)成，粗箭頭為氣體流向，其中虛線框下半部分為吸氣系統(tǒng)，上半部分為呼氣系統(tǒng)。電路部分主要由電源、主板、模擬板、電腦板和顯示板構(gòu)成，主板上2 個16 位微處理器分別用于控制和檢測，控制3 個伺服閥，4 個三向電磁閥、斷電報警等，提供與模擬板、顯示板、電腦板的通訊接口，呼吸機所有校準(zhǔn)參數(shù)、軟件版本均存儲在主板上。

E360 呼吸機具有容量控制、壓力控制、壓力/容量雙控制通氣、A/C 輔助、同步間歇指令、自主呼吸、BI-PAP雙相正壓通氣等通氣模式，其中雙控模式功能是根據(jù)設(shè)置的潮氣量和當(dāng)前的肺順應(yīng)性自動調(diào)節(jié)吸氣流量，增加人機協(xié)調(diào)性，降低人機對抗時氣壓傷的危險，從而增加通氣的有效性[10]。

圖1 E360呼吸機氣路結(jié)構(gòu)

2 故障研究

2.1 故障一

2.1.1 故障現(xiàn)象

正常開機，自檢出現(xiàn)“CMOS checksum error-Defaults loaded”錯誤信息，提示點擊F1 鍵進(jìn)入系統(tǒng)，通過外接鍵盤連接至主板，點擊F1 鍵呼吸機可正常啟動進(jìn)入系統(tǒng)，當(dāng)重啟后故障依舊。

2.1.2 故障分析及解決方案

呼吸機自檢出現(xiàn)“CMOS checksum error-Defaults loaded”提示，即CMOS 檢測出現(xiàn)錯誤，該提示考慮為主板BIOS 設(shè)置出現(xiàn)故障，無法加載默認(rèn)設(shè)置。正常開機，點擊鍵盤DEL 鍵進(jìn)入BIOS 設(shè)置，選擇LOAD BIOS DEFAULTS 選項，回車BIOS 將恢復(fù)默認(rèn)設(shè)置，重啟后故障依舊，證明BIOS 設(shè)置無法被記憶，懷疑主板CMOS 電池虧電導(dǎo)致設(shè)置讀取失敗，用萬用表測量主板CMOS 電池電壓僅為1.3 V，正常電壓應(yīng)為3.6 V，該電池設(shè)計為不可拆卸式，只能通過改裝外置電池的方法供電：首先將JP1 跳線2&3 改為1&2（圖2），調(diào)整電池供電路徑，隨后將準(zhǔn)備好的外接3.6 V 電池（確定好正負(fù)極）安裝至J1位置（圖3），重啟后呼吸機會再次出現(xiàn)錯誤提示信息，這時點擊F1 鍵呼吸機通過自檢正常啟動，此后經(jīng)過多次重啟驗證均能正常進(jìn)入系統(tǒng)，故障排除。

2.2 故障二

2.2.1 故障現(xiàn)象

呼吸機通氣時出現(xiàn)連續(xù)多次吸氣，隨后呼氣一次的故障現(xiàn)象，并提示紅色高級報警：“高氣道壓”。連接模擬肺，設(shè)定400 mL 潮氣量，呼吸頻率12 次，開始通氣，呼吸機吸氣一次停頓后再次吸氣，共吸氣三次，模擬肺已接近滿載，隨后呼氣一次，且全程無觸發(fā)通氣。

圖2 電池供電跳線

圖3 電池改裝

2.2.2 故障分析及解決方案

呼吸機出現(xiàn)多次吸氣，三次吸氣量接近1200 mL，隨后呼氣一次，能正常吸氣但不能正常呼氣，可判斷為呼氣系統(tǒng)故障，此故障常見為呼氣閥瓣膜粘連未能正常打開、堵塞或呼氣控制組件損壞。該機呼氣閥為主動呼氣閥，閥的開合和peep 控制是通過呼氣閥文氏管射流組件進(jìn)行控制，空氧混合氣體在送入減壓閥之前由一根小管路連接到一個空氧切換電磁閥，然后通過呼氣壓力調(diào)節(jié)閥進(jìn)入呼氣伺服閥，作為文氏管工作流體[11]。呼氣閥位于主機左下方，經(jīng)拆卸檢查發(fā)現(xiàn)呼氣閥瓣膜正常無阻塞，有部分粘連且閥內(nèi)有大量霧化藥物沉積，清洗后重新安裝，開機測試故障依舊，可確定故障點應(yīng)在呼氣控制組件上。打開機箱蓋檢查呼氣氣路，呼氣閥經(jīng)一根藍(lán)色粗管與呼氣伺服閥相連接，正常通氣時測量呼氣伺服閥工作電壓為5 V 無偏離，且與呼氣時間吻合，由此可判定該故障原因為呼氣伺服閥出現(xiàn)阻塞或卡死，導(dǎo)致呼氣無法觸發(fā)，而“吸氣三次，呼氣一次”的故障現(xiàn)象實際是氣道壓力過高導(dǎo)致安全電磁閥的釋放。將呼氣伺服閥拆解，調(diào)試氣壓彈片并清洗閥腔，重新安裝后通氣正常，故障排除。

2.3 故障三

2.3.1 故障現(xiàn)象

開機正常，在完成3～6 個通氣周期后顯示紅色高級報警：空氣伺服閥漏氣，并伴有氧氣濃度偏高及潮氣量偏低現(xiàn)象。

2.3.2 故障分析及處理

通過報警情況，可明確故障點在空氣伺服閥。伺服閥是E360 呼吸機核心部件，有空氣端和氧氣端兩個，該伺服閥屬于電-氣伺服閥，原理是根據(jù)輸入電流的大小來控制通過氣體的流量，控制系統(tǒng)通過校正程序，建立一個電流大小和通過氣體流量的關(guān)系表，通過查表方式能夠快速地調(diào)節(jié)通過氣體流量，該表和伺服閥是一一對應(yīng)的[12]。其作用是根據(jù)用戶設(shè)置的潮氣量、氧濃度等參數(shù)，控制空氣和氧氣的進(jìn)氣量，達(dá)到設(shè)置的供氣參數(shù)，如果空氣伺服閥漏氣將直接影響潮氣量和氧濃度，進(jìn)而影響病人的生命安全。開機進(jìn)入工程師模式做D1 氣動閥校正，報漏氣大于50 mL，無法校正，漏氣大于50 mL 說明空氣伺服閥存在關(guān)閉不全或機械故障。咨詢廠家答復(fù)只能整體更換，為節(jié)約成本我們嘗試維修，伺服閥拆卸較為復(fù)雜，其供電線路在前面板，氣路連接在后機箱，需要前后都拆卸才能將伺服閥分離出來。因該閥在出廠前已做好調(diào)試，所以在拆卸閥體時一定要做好定位標(biāo)記，閥體安裝不到位可導(dǎo)致伺服閥通氣量的嚴(yán)重偏差，甚至出現(xiàn)完全封閉或完全開放狀態(tài)（在維修過程中都有發(fā)生）。拆卸后檢查閥內(nèi)有大量銹跡，閥體腐蝕缺損，用酒精擦洗并用細(xì)砂紙打磨平滑。隨后將閥體安裝至標(biāo)記位置（切記上緊定位螺絲）。開機測試，通氣正常，故障排除。

3 討論

我院前期購買的10 多臺E360 呼吸機大部分都出現(xiàn)了“開機自檢錯誤無法進(jìn)入系統(tǒng)”故障，并有6 臺機器出現(xiàn)“連續(xù)多次給氣無呼氣”故障，分析故障原因，可歸結(jié)于設(shè)備元器件失效老化所致?！八欧y漏氣”故障集中于2007～2011 年購進(jìn)的呼吸機中，引起該故障的主要原因為壓縮空氣所產(chǎn)生的水氣未能及時排出或處理不充分而進(jìn)入氣路導(dǎo)致的。2011 年后廠家在空氣供給端改進(jìn)自動排水裝置，并在內(nèi)部管路中增加水氣過濾器，此故障目前鮮有發(fā)生。由于呼吸機屬于生命支持類儀器，通常需要長時間工作，故障率也會較高，維修時必須嚴(yán)格謹(jǐn)慎[13-14]，根據(jù)系統(tǒng)報錯信息，從外置部件到內(nèi)置部件，從軟件到硬件，逐一的進(jìn)行故障排查和分析[15-16]。對于已使用多年的呼吸機，做好預(yù)防性維修是保證設(shè)備良好運行的重要方法，呼吸機在使用前均要進(jìn)行全面的故障檢測[17]，這些措施對降低呼吸機故障率保障呼吸機穩(wěn)定運行起到非常重要的作用[18]，能夠有效的提高設(shè)備使用率并延長設(shè)備使用壽命。