STERRAD 100S低溫等離子滅菌器艙門相關(guān)故障二例

王大鵬，王淑春

山東省藥學(xué)科學(xué)院 機(jī)電設(shè)備研究室，山東 濟(jì)南 250098

引言

目前，醫(yī)療技術(shù)正處于持續(xù)發(fā)展中，應(yīng)用于手術(shù)室和門診的醫(yī)療器械的種類也逐漸增多。當(dāng)前醫(yī)院必須執(zhí)行無菌操作，而很多醫(yī)療器械并非一次性器械，需要二次使用或多次循環(huán)使用，所以做好醫(yī)療器械的消毒、滅菌工作對(duì)于無菌操作尤為重要，有助于實(shí)現(xiàn)醫(yī)院感染的有效控制。醫(yī)院所用醫(yī)療器械主要可分為精密器械、銳器、熱敏器械以及腔鏡器械等，這些器械在消毒、滅菌時(shí)存在一些共同特點(diǎn)，如對(duì)高溫、高壓環(huán)境不耐受，在常規(guī)高溫滅菌下容易導(dǎo)致這些醫(yī)療器械的損壞，并且此類醫(yī)療器械的占比往往較高，因此如何通過合理的滅菌方式對(duì)其進(jìn)行徹底的消毒和滅菌是醫(yī)療器械管理比較關(guān)注的問題[1]。低溫等離子滅菌器主要通過過氧化氫來實(shí)現(xiàn)低壓、低溫滅菌，一方面過氧化氫分解后可釋放原子態(tài)氧而實(shí)現(xiàn)滅菌；另一方面，在高頻電場(chǎng)環(huán)境下，過氧化氫通過電離會(huì)形成較多的等離子，且產(chǎn)生的等離子具備非常高的熱能，可將醫(yī)療器械上面附著的微生物、核酸以及蛋白質(zhì)快速氧化，并將物質(zhì)外壁擊穿，從而在短時(shí)間內(nèi)完成快速滅菌[2]。低溫等離子滅菌器有很多型號(hào)，其中STERRAD 100S 的市場(chǎng)占有率相對(duì)較高但相關(guān)故障的報(bào)道較少，本文以STERRAD 100S 低溫等離子滅菌器作為研究對(duì)象，探討了該設(shè)備艙門相關(guān)的2 例故障，并針對(duì)故障提出了維修、維護(hù)建議，以期為該設(shè)備的正常使用及醫(yī)院相關(guān)醫(yī)療行為的正常進(jìn)行提供支持。

1 STERRAD 100S低溫等離子滅菌器的基本信息及工作原理

STERRAD 100S 低溫等離子滅菌器采用雙循環(huán)滅菌方式以提升滅菌質(zhì)效，該設(shè)備的運(yùn)行可分為四個(gè)滅菌期[3]，其開展滅菌操作的主要工作流程如圖1 所示。

圖1 STERRAD 100S低溫等離子滅菌器的工作流程

該設(shè)備開啟后，會(huì)將滅菌艙內(nèi)部積存的空氣抽出，使艙壓從正常大氣壓降低到500 mTorr，當(dāng)艙壓達(dá)到800 mTorr 時(shí)可將等離子能量輸出[4]；預(yù)等離子完成之后，需要立即打開通風(fēng)閥，使艙壓恢復(fù)至常規(guī)大氣壓；艙內(nèi)恢復(fù)至正常大氣壓后，需要打開真空泵，通過真空泵使艙壓控制在400 mTorr 左右，之后依次進(jìn)入注射期、擴(kuò)散期及等離子期。當(dāng)艙壓控制到400 mTorr 左右時(shí)，需將58%過氧化氫溶液注射到蒸發(fā)器中，使過氧化氫溶液在其中產(chǎn)生氣體，并使氣體擴(kuò)散到滅菌艙內(nèi)[5]；空氣進(jìn)入艙內(nèi)后，艙壓便逐漸恢復(fù)至正常大氣壓，可選擇短循環(huán)和長(zhǎng)循環(huán)，短循環(huán)及長(zhǎng)循環(huán)耗時(shí)分別為2、10 min，此時(shí)過氧化氫溶液會(huì)在氣壓的作用下擴(kuò)散至消毒器械的關(guān)節(jié)鉸合處以及細(xì)長(zhǎng)管腔內(nèi)展開滅菌；之后便進(jìn)入等離子期，此時(shí)艙壓會(huì)下降至500 mTorr，且保持此狀態(tài)5 min。當(dāng)艙壓達(dá)到相應(yīng)的要求時(shí)，射頻便會(huì)持續(xù)發(fā)出，使過氧化氫溶液得到分解，從而達(dá)到殺滅微生物的效果，射頻持續(xù)時(shí)間為2 min[6]。該階段最后需要關(guān)閉等離子電源，將艙壓調(diào)整至400 mTorr，持續(xù)時(shí)間至少為5 min。而當(dāng)設(shè)備故障時(shí)，圖2 LCD 顯示屏處會(huì)報(bào)出故障編碼，在日常維護(hù)中，可根據(jù)編碼迅速找到故障實(shí)際發(fā)生的部位，做到防微杜漸，及時(shí)對(duì)故障部位進(jìn)行維護(hù)，從而避免整個(gè)設(shè)備的運(yùn)行受到影響。

圖2 STERRAD 100S設(shè)備外觀及顯示屏區(qū)域

2 故障分析

2.1 故障一：設(shè)備取消程序后不能正常開門

2.1.1 故障現(xiàn)象

設(shè)備程序預(yù)啟動(dòng)運(yùn)行后，設(shè)備出現(xiàn)故障，程序自動(dòng)取消，艙門無法正常打開，查看顯示屏提示“Low pressure in diffusion”，經(jīng)查驗(yàn)打印流水記錄，顯示“diffusion stage press 為8.89 torr”。

2.1.2 故障分析

出現(xiàn)這種故障的原因可能與以下三方面有關(guān)：① 當(dāng)設(shè)備程序取消之后出現(xiàn)負(fù)壓狀態(tài)，可能是通風(fēng)閥沒有完全打開（圖3a）；② 可能是壓力檢測(cè)開關(guān)存在問題（圖3b），導(dǎo)致錯(cuò)誤的負(fù)壓信息出現(xiàn)；③ 設(shè)備的控制信號(hào)指令不能正常發(fā)出，可能是因?yàn)镮/O 數(shù)字電路板發(fā)生故障[7]。因?yàn)楸竟收习l(fā)生時(shí)，壓力檢測(cè)開關(guān)指示燈一直處于明亮狀態(tài)，推測(cè)可能與通風(fēng)閥關(guān)閉、艙壓為負(fù)壓有關(guān)，故嘗試以手動(dòng)方式打開真空管路，開展通風(fēng)操作，使艙壓恢復(fù)至正常大氣壓狀態(tài)后，艙門可以正常打開，但在開啟通風(fēng)閥進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，發(fā)現(xiàn)通風(fēng)閥的供電存在異常，于是使用萬用表對(duì)AC電源模塊的輸出電壓進(jìn)行檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)Pwa ss relay 板輸出電壓異常，繼續(xù)對(duì)門體和箱體進(jìn)行檢查，檢查其加熱電壓，結(jié)果發(fā)現(xiàn)無220 V 加熱電壓，對(duì)AC 電源模塊重置后，Pwa ss relay 板輸出電壓仍然異常，且正壓系統(tǒng)及等離子系統(tǒng)的220 V 供電正常。由此判斷，Pwa ss relay 板存在故障，需更換。而更換Pwa ss relay 板并對(duì)相關(guān)線頭及控制箱各塊板進(jìn)行重新插拔后，故障仍然存在，說明本次故障可能不是通風(fēng)閥供電異常導(dǎo)致的。裝回原來的Pwa ss relay 板繼續(xù)尋找故障器件，追本溯源，本故障實(shí)質(zhì)為設(shè)備程序不能正確執(zhí)行，故考慮可能與I/O 數(shù)字電路板無法將控制信號(hào)指令發(fā)出有關(guān)，嘗試對(duì)I/O 數(shù)字電路板進(jìn)行更換，但更換I/O數(shù)字電路板后故障仍未解決，猜測(cè)可能是Pwa ss relay 板和I/O 數(shù)字電路板同時(shí)故障所致。

圖3 STERRAD 100S設(shè)備通風(fēng)閥未打開（a）及壓力檢測(cè)開關(guān)故障（b）

2.1.3 故障排除

更換Pwa ss relay 板，同時(shí)卸下已更換的I/O 數(shù)字電路板，并將原I/O 數(shù)字電路板安裝，故障重現(xiàn)說明確實(shí)是兩個(gè)配件同時(shí)出現(xiàn)問題，最終通過卸下并更換I/O 數(shù)字電路板和Pwa ss relay 板后，裝好設(shè)備，重新運(yùn)行程序，故障消除。

2.1.4 故障小結(jié)

本次故障主要原因是誤將濕度過大的醫(yī)療器械放入滅菌艙中，故日常設(shè)備的操作需嚴(yán)格按照使用說明進(jìn)行，務(wù)必吹干器械的表面、關(guān)節(jié)和管腔[8-11]。另外結(jié)合此故障維修經(jīng)驗(yàn)，當(dāng)該設(shè)備參數(shù)處于正常狀態(tài)時(shí)，若設(shè)備存在多指令無法正常執(zhí)行的情況，可以優(yōu)先考慮是I/O 數(shù)字電路板出現(xiàn)了問題，因?yàn)樵撆浼軌驅(qū)π盘?hào)指令動(dòng)作進(jìn)行控制，若出現(xiàn)問題則會(huì)出現(xiàn)指令無法正常執(zhí)行的情況。

2.2 故障二：艙門無法正常關(guān)閉

2.2.1 故障現(xiàn)象

日常使用該滅菌器時(shí)，艙門可以正常打開，但將醫(yī)療器械放入到艙內(nèi)后卻無法正常關(guān)閉艙門，同時(shí)該等離子滅菌器顯示屏上顯示故障信息為“Door is being blocked”。

2.2.2 故障分析

STERRAD 100S 的艙門包含上、中、下三個(gè)傳感器（圖4），分別檢測(cè)關(guān)門、門安全鎖、開門的執(zhí)行，而中間的傳感器是門的一個(gè)安全鎖，艙門打開時(shí)需要先解除中部傳感器的鎖定，門緩緩下降到最底部觸發(fā)底部傳感器后，最終艙門才能打開。正常情況下，艙門未關(guān)閉時(shí)或關(guān)閉過程中這個(gè)安全鎖處于一個(gè)待觸發(fā)狀態(tài)，直到艙門徹底關(guān)閉這個(gè)傳感器才被觸發(fā)以確保設(shè)備運(yùn)行過程中不會(huì)出現(xiàn)意外打開的情況。因?yàn)樵O(shè)備運(yùn)行過程中內(nèi)部處于一個(gè)負(fù)壓狀態(tài)，若艙門此時(shí)被打開會(huì)造成設(shè)備的損毀及相關(guān)的不安全因素產(chǎn)生。而不論艙門打開還是關(guān)閉，如果傳感器出現(xiàn)問題或者沒有正常解鎖，設(shè)備均會(huì)出現(xiàn)故障報(bào)警“Door is being blocked”。

圖4 上、中、下三個(gè)傳感器的位置

一般情況下，該故障出現(xiàn)的主要原因是門中部傳感器在上部傳感器被觸發(fā)之前被觸發(fā)，排除方法可以從以下4 個(gè)方面著手：① 在開展主控復(fù)位時(shí)，需要對(duì)設(shè)備參數(shù)進(jìn)行恢復(fù)，使之達(dá)到原始參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)，若未設(shè)置排除參數(shù)就可能會(huì)出現(xiàn)該故障[12]；② 在主控復(fù)位無問題的情況下，該故障可能由中間傳感器連接線損壞或接觸不良導(dǎo)致；③ 檢查并調(diào)節(jié)中部傳感器位置，確保其在門開到底部時(shí)處于未觸發(fā)狀態(tài)；④ 可能是傳感器本身發(fā)生故障所致，這種情況下需要對(duì)傳感器及時(shí)進(jìn)行更換。接下來我們對(duì)這4 種情況逐一進(jìn)行排除檢修。首先對(duì)設(shè)備進(jìn)行主控復(fù)位操作，但艙門依然無法關(guān)閉，則第①條原因可以排除；然后打開前面板，檢查連接線無問題后對(duì)連接線重新進(jìn)行插拔，并逐一排查傳感器的接線處是否存在松動(dòng)、脫落等造成的連接不良，通過仔細(xì)排查，連接線也沒有問題，第②條原因可以排除；門開到底部時(shí)，中部傳感器處于未觸發(fā)狀態(tài)，說明艙門及傳感器的位置未發(fā)生改變。以上3 條原因排除掉之后，將維修的重點(diǎn)放在艙門中部傳感器上，首先用棉簽清潔傳感器表面，排除因?yàn)榛覊m導(dǎo)致的傳感器故障，但經(jīng)過除塵操作后故障依舊存在?？紤]到艙門的3 個(gè)傳感器是相同的配件，3 者是可以互相替換的，故通過分別互換3 個(gè)傳感器來確定故障傳感器，最終發(fā)現(xiàn)是中間傳感器存在故障，一直處于觸發(fā)狀態(tài)導(dǎo)致的。

2.2.3 故障排除

最終通過聯(lián)系廠家更換中間傳感器，開機(jī)重啟發(fā)現(xiàn)艙門可以正常關(guān)閉，故障解決。

2.2.4 故障小結(jié)

本次故障雖然以更換中間傳感器解決，但出現(xiàn)艙門無法關(guān)閉故障時(shí)，要首先進(jìn)行其他情況的檢修、排除，由簡(jiǎn)入繁，先排除簡(jiǎn)單的接線和位置的問題，盡量不要?jiǎng)釉€路，盡量不要更換傳感器，從而盡量減少維修成本[13]。但若確實(shí)屬于中間傳感器故障，應(yīng)在檢查無其他問題后盡早更換傳感器以排除此類故障。

3 討論

低溫等離子滅菌器是一種臨床中使用頻率高、滅菌效率高，且滅菌后無毒害物質(zhì)殘留的精密儀器消毒設(shè)備。我院2017 年引進(jìn)STERRAD 100S 低溫等離子滅菌器并投入使用至今，主要出現(xiàn)了4 種類型的故障：① 取消設(shè)備程序后不能正常開門，故障顯示為“Low pressure in diffusion”，故障發(fā)生率為26.92%（7/26）；② 艙門無法正常關(guān)閉，設(shè)備屏幕瞬間彈出“Door is being blocked”，故障發(fā)生率為30.77%（8/26）；③ 超溫報(bào)警，表現(xiàn)為開機(jī)預(yù)熱11 min后取消，報(bào)警信息為“Temperature over threshold”，故障發(fā)生率為23.08%（6/26）；④ 注射階段壓力低，主要表現(xiàn)為注射開始階段循環(huán)終止，報(bào)警信息為“Low pressure in injection”，即注射階段壓力過低，故障發(fā)生率為19.23%（5/26）。本研究選取其中較為復(fù)雜的前兩類故障展開分析，后兩類故障比較常見且故障排除方法比較常規(guī)，未予詳細(xì)介紹，本文可為該種設(shè)備的檢修和故障排除提供一定的參考。

通常情況下，設(shè)備故障出現(xiàn)的主要原因便是設(shè)備未定期進(jìn)行維護(hù)、保養(yǎng)。使用時(shí)應(yīng)注意嚴(yán)格按照使用說明書操作，同時(shí)也要關(guān)注使用說明書中提及的保養(yǎng)方法和故障處理方法。韋國文[14]認(rèn)為設(shè)備的定期維護(hù)保養(yǎng)有利于設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行。應(yīng)用在STERRAD 100S 低溫等離子滅菌器上，則相關(guān)工作人員應(yīng)該定期對(duì)設(shè)備的各類過濾器、閥門以及管線等部件進(jìn)行檢查，還應(yīng)該開展相關(guān)電氣測(cè)試，如對(duì)溫度和電壓進(jìn)行測(cè)試、對(duì)注射系統(tǒng)、等離子泄漏情況進(jìn)行測(cè)試及負(fù)壓表零點(diǎn)測(cè)試等。張莉[15]建議在開展電壓測(cè)試的過程中，應(yīng)對(duì)各點(diǎn)位加熱器進(jìn)行測(cè)試，并確認(rèn)輸入電壓及電阻值是否處于正常范圍內(nèi)，還應(yīng)對(duì)艙體、艙門及蒸發(fā)器的加熱電流和電阻是否正常進(jìn)行測(cè)試；季華[16]建議在開展溫度測(cè)試時(shí)，應(yīng)對(duì)滅菌艙艙體及電機(jī)門的溫度進(jìn)行測(cè)試，以保證測(cè)試溫度處于要求范圍內(nèi)。此外，在開展負(fù)壓表零點(diǎn)測(cè)試時(shí)，建議將完成校準(zhǔn)的負(fù)壓表與設(shè)備相接，然后打開維修菜單，選擇“Baratron zero test”選項(xiàng)，在艙壓為100 mTorr 的情況下對(duì)負(fù)壓表讀數(shù)進(jìn)行確定，然后將其與屏幕讀數(shù)進(jìn)行對(duì)比，如果數(shù)差值高于30 mTorr，說明存在故障，應(yīng)該進(jìn)行維修；而在開展等離子泄漏測(cè)試時(shí)，應(yīng)該與等離子測(cè)試盒進(jìn)行連接，打開維修模式中的“RF TEST/LEAK TEST”選項(xiàng)，選定非注射模式，在發(fā)生器運(yùn)行之后分別對(duì)萬用表及設(shè)備屏幕所顯示數(shù)字進(jìn)行讀取，讀數(shù)處于正常范圍即可，完成等離子測(cè)試之后，設(shè)備將會(huì)自動(dòng)開展等離子泄漏檢測(cè)，完成檢測(cè)后便會(huì)將檢測(cè)結(jié)果自動(dòng)打印出來[17-19]；開展注射系統(tǒng)測(cè)試時(shí)，需要使用薄插片對(duì)卡匣軌道的寬度進(jìn)行檢查，然后選定維修模式之中的“Cassete test”，按照屏幕提示將卡匣安放好，通過電表頻率檔對(duì)注射泵控制板GND 指針、STEPS 指針腳間頻率進(jìn)行測(cè)試，并對(duì)注射系統(tǒng)電路板可調(diào)電阻進(jìn)行調(diào)整，使卡匣的速度頻率達(dá)到400 Hz，同時(shí)選擇“Slot test”選項(xiàng)將其定位點(diǎn)調(diào)整到“10”，再將卡匣插入完成測(cè)試，從而使卡匣膠囊的位置得到保證；在開展正壓系統(tǒng)測(cè)試時(shí)，應(yīng)該保證正壓泵啟動(dòng)點(diǎn)位于60 Psi，停止點(diǎn)位于80 Psi[20]。此外，還要根據(jù)設(shè)備實(shí)際使用的頻率，對(duì)過氧化氫氣閥及蒸發(fā)托盤進(jìn)行定期清理，完成設(shè)備維護(hù)之后，還需要對(duì)設(shè)備開展1 次空載循環(huán)，以保證設(shè)備運(yùn)行正常。

4 總結(jié)

綜上所述，STERRAD 100S 低溫等離子滅菌器在日常使用中可能會(huì)出現(xiàn)各種故障，艙門相關(guān)的故障主要涉及的元器件有通風(fēng)閥、Pwa ss relay 板、I/O 數(shù)字電路板、壓力檢測(cè)開關(guān)、艙門傳感器等。該設(shè)備使用時(shí)應(yīng)該嚴(yán)格按照使用說明書進(jìn)行操作，避免將濕度過大的醫(yī)療器械放入其中，務(wù)必吹干管腔，同時(shí)也要關(guān)注使用說明書中提及的保養(yǎng)方法和故障處理方法，預(yù)防重于檢修，按時(shí)、及時(shí)開展設(shè)備保養(yǎng)維護(hù)也是低溫等離子滅菌器管理工作中的重要環(huán)節(jié)。