德爾格Carina呼吸機(jī)的氣路原理及故障處理

王歡，莊良婷，張文亮，楊錫婷，曾錦清(通信作者)

廣州醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院(國家呼吸醫(yī)學(xué)中心)設(shè)備科 (廣東廣州 510163)

呼吸機(jī)屬于生命支持系統(tǒng)中的關(guān)鍵設(shè)備，作為一項能人工替代自主通氣功能的有效手段，其已被廣泛用于各種原因所致的呼吸衰竭、大手術(shù)期間的麻醉呼吸管理、呼吸支持治療和急救復(fù)蘇中。德國德爾格公司生產(chǎn)的Carina呼吸機(jī)是一款高性能無創(chuàng)呼吸機(jī)，主要為需要輔助通氣的患者提供無創(chuàng)通氣[1]。該設(shè)備具有小巧、緊湊的外形，不僅可節(jié)約工作空間，且便于攜帶，可隨時用于亞重癥患者的治療中。本文主要介紹德爾格Carina呼吸機(jī)的氣路原理，并分析該設(shè)備使用中的常見故障原因及故障處理方法，以供同行參考。

1 氣路原理

德爾格Carina呼吸機(jī)外觀見圖1，各功能單元見圖2。氣路原理(見圖3)：首先，環(huán)境空氣經(jīng)過壓力單元進(jìn)行氣體壓縮后進(jìn)入控制及處理單元，氧氣由氧氣端口進(jìn)入氧氣測量單元再進(jìn)入控制及處理單元；然后，由控制及處理單元反饋信號給氧氣測量單元及壓力單元，實現(xiàn)對混合氣體流量和壓力的調(diào)節(jié)，主要是通過計算德爾格呼吸軟管的設(shè)定值和流量阻力導(dǎo)致的壓力損失，結(jié)合通氣算法得出的結(jié)果，并通過對流量和壓力的持續(xù)計算，以保持潮氣量處于恒定級別[2]；最后，氣體會通過患者系統(tǒng)選擇的呼氣閥類型進(jìn)入呼吸回路，最終到達(dá)患者。

圖1 德爾格Carina呼吸機(jī)的外觀

注：1為把手；2為屏幕，顯示通氣信息；3為按鈕，用于選擇功能和通氣參數(shù)；4為中央旋鈕，用于設(shè)置、確認(rèn)功能和參數(shù)；5為聲音暫停2 ；6為LED指示燈，用于指示電源；7為“啟動/待機(jī)”按鈕，用于在待機(jī)和通氣狀態(tài)；8為“選擇菜單”按鈕，用于打開通氣設(shè)置、報警、監(jiān)測值、系統(tǒng)設(shè)置、互授菜單

圖3 德爾格Carina呼吸機(jī)的氣路原理

2 常見故障分析及處理

2.1 故障一

故障現(xiàn)象：泄漏閥堵塞報警。

故障原因分析：引起該故障的原因一般是患者吸氣管路壓力異常增高，經(jīng)分析氣路原理和結(jié)構(gòu)可知，與該故障有關(guān)的關(guān)鍵部件為壓力傳感器、患者管路和呼吸回路。

故障處理：首先，排查呼吸回路選擇是否正確，經(jīng)檢查，發(fā)現(xiàn)使用的是帶泄漏閥的呼吸回路，選擇正確，接下來，檢查呼吸管路，未發(fā)現(xiàn)扭結(jié)及積水現(xiàn)象，且呼氣閥未堵塞，故考慮壓力傳感器故障，由于此款呼吸機(jī)的“Service”模式中無壓力傳感器顯示界面，故只能外接壓力表比對設(shè)備測量值，經(jīng)使用壓力通氣模塊進(jìn)行長時間測試，發(fā)現(xiàn)通氣初期不會報泄漏閥堵塞，約2 h后報警出現(xiàn)，經(jīng)比對外接壓力表，發(fā)現(xiàn)外接壓力表與設(shè)備的顯示壓力不一致，設(shè)備顯示壓力高于外接壓力表并有10 mbar左右的波動，因設(shè)備各部件外觀完好無破損，氣路及電路連接良好，故認(rèn)為此次故障很可能是由于壓力傳感器引起，經(jīng)更換壓力傳感器后，未再出現(xiàn)泄漏閥堵塞報警，故障排除。

2.2 故障二

故障現(xiàn)象：呼吸機(jī)氧濃度設(shè)置值與呼吸機(jī)顯示測量值不一致。

故障原因分析：德爾格Carina呼吸機(jī)內(nèi)部氣路見圖4，在氣路控制方面，首先，通過高壓氧氣入口供應(yīng)氧氣，氧氣經(jīng)過過濾器F5，進(jìn)入電控氧氣流量閥V5，通過該閥控制氧氣流量，其次，氧氣通過文丘里管R4進(jìn)入氧氣測量裝置，最后，氧氣進(jìn)入渦輪機(jī)中與空氣混合；在電路控制方面，使用氧氣流量傳感器DPS3對氧氣流量進(jìn)行測量，通過測量結(jié)果來調(diào)節(jié)氧氣流量閥V5，以達(dá)到控制氧氣流量及濃度的目的；因此，若氣路控制或電路控制出現(xiàn)故障，均可能導(dǎo)致呼吸機(jī)的實際氧濃度達(dá)不到設(shè)置值。

注：1為進(jìn)氣口；2為渦輪機(jī)；3為監(jiān)測裝置；4為呼氣閥；5為泄漏閥；6為氧氣定量裝置；7為氧氣測量裝置；8為氧氣端口LPO；9為氧氣端口HPO

故障處理：首先，檢查電路，未發(fā)現(xiàn)氧氣流量閥V5和氧氣流量傳感器DPS3顯示的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值存在異常；其次，檢查氣路，因可能造成氣流不穩(wěn)定的單元部件包括過濾器F5、止回閥CV6、文丘里管R4、氧氣定量裝置、氧氣測量裝置、渦輪機(jī)及相應(yīng)的管路，故打開設(shè)備外蓋，對上述部件進(jìn)行逐一排查，在檢查的過程中，發(fā)現(xiàn)氧氣測量裝置與渦輪機(jī)之間的管路快速接口處有形變，其余各部件外觀均完好無破損且連接良好；最后，經(jīng)更換發(fā)生形變的連接管并進(jìn)行測試，發(fā)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行正常，故障排除。

2.3 故障三

故障現(xiàn)象：當(dāng)吸氣壓力大于30 mbar時，呼吸機(jī)出現(xiàn)嚴(yán)重泄漏，發(fā)出氣道壓力過低報警。

故障原因分析：初步懷疑管路有漏氣，用模擬肺進(jìn)行測試，發(fā)現(xiàn)壓力波形平臺不平整，并且出現(xiàn)下降趨勢，進(jìn)一步增大吸氣壓力時發(fā)現(xiàn)壓力波形平臺下降明顯，考慮是由于內(nèi)部漏氣引起氣道壓力過低報警。

故障處理：確定漏氣點是關(guān)鍵，經(jīng)對呼吸機(jī)以最大吸氣壓力40 mbar和最大吸氣時間3.3 s進(jìn)行通氣，在安全閥CV3處發(fā)現(xiàn)有明顯的氣體逸出，此閥是一種機(jī)械閥，能夠承受的最高壓力是60 mbar，經(jīng)測試，發(fā)現(xiàn)當(dāng)吸氣壓力為40 mbar時，已經(jīng)出現(xiàn)漏氣，故考慮機(jī)械閥出現(xiàn)故障；經(jīng)檢查，發(fā)現(xiàn)機(jī)械閥通氣端有破損開裂的情況，其余各部件外觀完好無破損，氣路及電路連接良好，經(jīng)更換新的機(jī)械閥后，故障現(xiàn)象不再出現(xiàn)，故障排除。

2.4 故障四

故障現(xiàn)象：臨床反映，使用呼吸機(jī)時偶爾出現(xiàn)送氣壓力不夠、氣道壓力過低報警，經(jīng)現(xiàn)場查看，發(fā)現(xiàn)壓力波形異常，壓力接近0 mbar。

故障原因分析：經(jīng)分析，可能導(dǎo)致此故障的原因包括外周回路連接異常，存在漏氣情況；氣源部分存在進(jìn)氣異常；氣路及電路連接異常等。

故障處理：檢查外周回路，未發(fā)現(xiàn)異常；調(diào)節(jié)參數(shù)增大吸氣壓力，但壓力值未發(fā)生變化；撤去外周回路后，發(fā)現(xiàn)吸入端出氣量很少，使用單氣源進(jìn)行測試，將氧濃度調(diào)至21%，拔掉氧氣，故障依舊，而將氧濃度調(diào)至100%，報警消除，進(jìn)氣正常，監(jiān)測參數(shù)與設(shè)置參數(shù)一致，故考慮進(jìn)氣過濾器HEPA出現(xiàn)故障；德爾格Carina呼吸機(jī)是內(nèi)置渦輪機(jī)設(shè)計，工作時會從周圍抽取環(huán)境空氣，經(jīng)進(jìn)氣過濾器HEPA對抽取的空氣進(jìn)行過濾，捕捉0.5 μm以上的顆?；覊m及各種懸浮物[3]，其中，進(jìn)氣過濾器HEPA主要由濾芯和殼體兩部分組成，對其的基本要求是過濾效率高、流動阻力低、能夠較長時間連續(xù)使用等[4]，而若進(jìn)氣過濾器HEPA使用時間過長，則會增加流動阻力，從而觸發(fā)設(shè)備增加工作功率，提升渦輪機(jī)的轉(zhuǎn)速，這種情況會對呼吸機(jī)電路板及渦輪機(jī)的壽命產(chǎn)生較大的影響，嚴(yán)重時還會造成呼吸機(jī)進(jìn)氣不足，甚至出現(xiàn)呼吸機(jī)不送氣、運(yùn)行正常的假象，危及患者生命[5-7]，因此，需要對進(jìn)氣過濾器HEPA進(jìn)行日常使用監(jiān)測并定期更換濾芯，以保證設(shè)備進(jìn)氣處于最佳狀態(tài)，此次因設(shè)備其余各部件外觀均完好無破損，氣路及電路連接良好，故認(rèn)為此次故障很可能是由于進(jìn)氣過濾器HEPA引起，經(jīng)更換進(jìn)氣過濾器HEPA后，故障排除。

3 小結(jié)

呼吸機(jī)屬于生命支持必不可少的設(shè)備，因此，確保設(shè)備的正常運(yùn)行非常必要。工程師應(yīng)做好對呼吸機(jī)的日常維護(hù)保養(yǎng)和周期性預(yù)防維修工作，提高呼吸機(jī)的質(zhì)量控制與管理水平，進(jìn)而降低設(shè)備故障發(fā)生率及維修成本，提高設(shè)備的使用效率，使其更好地為臨床服務(wù)。