血液透析機除氣系統(tǒng)工作原理及除氣泵故障維修

張萌 張承武 肖小兵 鮑勝文 牛占云 王樹剛 河南駝人醫(yī)療器械集團有限公司 （河南 長垣 453400）

內(nèi)容提要： 血液透析技術(shù)被廣泛應用在治療腎功能衰竭等疾病上，利用空心纖維透析器對患者血液進行彌散、滲透等作用，來對患者進行治療。在血液透析機工作過程中如果透析液存在空氣會對患者生命造成嚴重威脅，除氣系統(tǒng)可以保證完全除去血液透析機水路系統(tǒng)中的氣體，文章介紹了血液透析機除氣系統(tǒng)的工作原理，又介紹了在實際的維修工作中，由除氣系統(tǒng)核心零部件除氣泵發(fā)生故障而引起的血液透析機故障報警以及相關(guān)的故障處理。

血液透析機按照一定的比例將水和濃縮液以及碳酸氫鹽混合制備成合格的透析液，在空心纖維透析器中利用半透膜使患者血液中的廢物毒素和透析液中的鈉鉀鈣離子通過物理作用進行交換，來對患者進行治療。合格的透析液在血液透析機制備的過程中會存在一定的氣體，如果不及時處理透析液中的氣體，氣體會通過透析膜并且附著于透析膜表面，降低透析膜廢物清除的效果，也會影響透析液的流量和壓力，這樣會影響患者血液透析的結(jié)果，甚至有可能會引起血液空氣栓塞而威脅患者生命[1]。

血液透析技術(shù)已經(jīng)被廣泛地用在治療腎功能衰竭疾病上，目前我國醫(yī)院科室使用的比較多的是由德國費森尤斯公司生產(chǎn)的血液透析機。本文主要研究對象是德國費森尤斯4008系列的血液透析機水路系統(tǒng)中的除氣系統(tǒng)，分析除氣系統(tǒng)的工作原理以及在實際使用過程中因為除氣系統(tǒng)重要零部件損壞而造成的故障以及相關(guān)的處理方法。

1.除氣系統(tǒng)工作原理分析

血液透析機水路系統(tǒng)中的除氣系統(tǒng)主要的部件包括除氣泵、空氣分離室、除氣孔等。血液透析機除氣系統(tǒng)的工作簡圖如圖1所示。

圖1. 除氣系統(tǒng)簡圖

除氣泵和排氣孔主要作用是使除氣系統(tǒng)中產(chǎn)生負壓。在透析機水路系統(tǒng)中氣體和液體會達到一種氣液平衡的狀態(tài)，由于除氣泵開啟，使水路系統(tǒng)管路內(nèi)產(chǎn)生負壓，空氣分離室里的壓力也會隨之降低，空氣分離室中原本溶解于液體中的氣體會因為過飽和而發(fā)生逸出，同時在液體管路中有排氣孔，排氣孔的管徑比正常的管道通路的直徑要小，當除氣泵工作時，空氣分離室下游呈負壓，使排氣孔上游的液體速度加快，但是經(jīng)過排氣孔時，水流的速度大于排氣孔孔徑的排水速度，所以會在排氣孔和空氣分離室之間的管道上形成負壓，使液體中的氣體膨脹變大，進入到空氣分離室后，空氣和水的密度不同以及除氣泵工作使空氣分離室中形成的負壓，使氣體從水中分離出來，排到空氣分離室的上方。

注射用水經(jīng)過加熱棒室加熱后，流入到除氣室時，由于負壓的作用以及空氣和水的密度的不同，氣體在空氣分離室里面膨脹成較大氣泡上浮，最終會在空氣分離室的頂端聚集，氣體從空氣分離室的上方進入帶有加壓閥的管道，加壓閥具有一定的壓力，當空氣分離室聚集的空氣到達一定程度時，會頂開加壓閥，氣體會經(jīng)過加壓閥進入到加熱器模塊，然后經(jīng)由加熱器模塊排入大氣。已經(jīng)除去氣體的水從空氣分離室的下端出液口流出，經(jīng)由管路流動與濃縮液和碳酸氫鹽混合并流入平衡室，制備電導率合格的透析液。在除氣系統(tǒng)的工作流程中，為了增強除氣效果，可以先把水加熱，同時使系統(tǒng)處于負壓狀態(tài)，使氣體膨脹更加易于分離。

2.除氣泵故障分析與處理方法

除氣泵是整個血液透析機除氣系統(tǒng)中重要零部件，在除氣系統(tǒng)中起到非常重要的作用，除氣泵工作會使系統(tǒng)里面呈現(xiàn)負壓狀態(tài)，從而分離溶液中溶解的氣體，由于水中存在一定的空氣，并且配置濃縮液的同時也會產(chǎn)生氣體，所以除氣泵使用的效率非常高，所以導致除氣泵的故障發(fā)生率也較高，本文列舉本公司血液透析站在平時血液透析機使用的過程中，由除氣泵損壞而引起的故障報警的事例。

在機器開機自檢、預沖的過程中，機器出現(xiàn)報警，并且報警顯示信息為Flow Alarm，同時不論是自檢還是預沖狀態(tài)下都無法繼續(xù)進行下去。當出現(xiàn)Flow Alarm報警時，查技術(shù)手冊和相關(guān)資料，首先排除掉管路發(fā)生扭曲導致的報警，其次考慮到的是液體管路是否發(fā)生堵塞[2]。首先，進入校準模式下，血透機會自動進行填充程序，但還是會出現(xiàn)Flow Alarm報警信息；接著，檢查電磁閥，進入診斷模式，檢查各個電磁閥是否正常，測試得出電磁閥均有動作產(chǎn)生；同時，在診斷模式下檢查各個壓力測量點的壓力值，檢查過程中發(fā)現(xiàn)除氣泵前的壓力測量點測出來的壓力值只有0.26bar，比正常情況下的壓力測量點偏低，初步判斷是除氣泵的問題導致的報警。嘗試更換下除氣泵，更換完成確認部件連接好后，打開機器再次進入到校準模式，此時檢查除氣泵前的壓力值，壓力數(shù)值顯示為0.8bar，此處的壓力值恢復正常，血液透析機不再出現(xiàn)Flow Alarm報警提示。把出故障的除氣泵拆開做檢查分析，發(fā)現(xiàn)泵頭上的磁環(huán)破裂，其余部件完好無損，更換下新的磁環(huán)，把除氣泵安裝至原水路位置，運行機器進入校準模式，測量除氣泵前壓力值，發(fā)現(xiàn)恢復正常。

在消毒過程中，機器出現(xiàn)報警，顯示信息為Flow Alarm，按沖洗鍵無反應，也不能繼續(xù)進行消毒程序，報警會一直持續(xù)。長時間未操作會提示Rinse Failure故障。把機器強制關(guān)機，重啟機器后屏幕報警顯示Rinse Failured故障，并且自檢程序也不能繼續(xù)進行。另外，在消毒過程中還出現(xiàn)過另外一種情況，即消毒過程中頻繁出現(xiàn)Upper Flow Alarm報警，但出現(xiàn)報警后可以操作機器，消毒完成后進入自檢也可以通過，并且可以進入到血液透析模式。在機器進入到消毒模式下出現(xiàn)的報警，首先檢查消毒液的類型和供給是否正常，注射水的壓力值是否符合要求，經(jīng)檢查排除消毒液和注射水的問題。然后檢查電磁閥，進入維修模式，在校準程序下，檢查電磁閥是否產(chǎn)生動作，經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)電磁閥均無故障。接著檢查水路中的液位傳感器，均有信號傳出，暫時排除電磁閥和傳感器發(fā)生故障的情況。再接著檢查水路的壓力測量點[3]。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，除氣泵前壓力測量點測得的壓力值偏小，不符合正常的壓力值，并且用手觸摸除氣泵，發(fā)現(xiàn)除氣泵的轉(zhuǎn)動非常微弱，所以直接把除氣泵和流量泵對換，安裝后進行測量發(fā)現(xiàn)壓力測量值恢復正常，可以判斷出是除氣泵的問題導致機器在消毒過程中發(fā)生的故障。對除氣泵拆解分析后，發(fā)現(xiàn)是除氣泵的電機碳刷磨損嚴重，更換電機碳刷后，測試除氣泵恢復正常。

3.小結(jié)

除氣泵是血液透析機除氣系統(tǒng)中的重要部件，由于除氣泵經(jīng)常使用，所以除氣泵的故障率比較高，費森尤斯公司生產(chǎn)的4008系列的血液透析機中除氣泵是靠兩個嚙合的齒輪來進行液體的抽吸和排出，齒輪轉(zhuǎn)動是依靠磁環(huán)來帶動的，磁環(huán)轉(zhuǎn)動是依靠電機來實現(xiàn)的，所以在本公司血站血液透析機的維修經(jīng)驗中，需要額外注意的是除氣泵的泵頭的磁環(huán)以及除氣泵電機的碳刷，因為這是造成本公司血透機除氣泵出故障最多的因素。所以在除氣泵在長期高速運轉(zhuǎn)的使用后需要格外注意除氣泵的工作狀態(tài)。介紹了本公司在血透機實際工作中發(fā)生故障的排查辦法，以及除氣泵發(fā)生故障的解決辦法，同時希望本次維修經(jīng)驗可以對同行在后續(xù)的維修工作中有些幫助。