SLE5000 型嬰幼兒呼吸機故障維修分析與改進

李光杰，姜義兵

1 馬鞍山市婦幼保健院 （安徽 馬鞍山 243000）；2 馬鞍山十七冶醫(yī)院 （安徽 馬鞍山243000）

呼吸機是一種搶救危重癥患者的重要醫(yī)療設(shè)備，可替代、控制或改變?nèi)说恼Ｉ砗粑?，增加肺通氣量，改善呼吸功能，維持患者生命，被廣泛應(yīng)用于重癥監(jiān)護室、麻醉科、急診科、呼吸科等科室[1-3]。SLE5000 型嬰幼兒呼吸機具有常頻和高頻2 種模式，且2 種模式使用同一回路，無須更換。常頻模式包括持續(xù)正壓通氣（continuous positive airway pressure，CPAP）、持續(xù)指令通氣（continuous mandatory ventilation，CMV）、患兒觸發(fā)通氣（patient triggered ventilation，PTV）、壓力支持通氣（pressure support ventilation，PSV）、同步間隙指令通氣（synchronized intermittent mandatory ventilation，SIMV）等模式，適用于體質(zhì)量300 g 至30 kg 的嬰幼兒患兒；高頻模式包括高頻振蕩（high frequency oscillation，HFO）模式和HFO+CMV 模式，適用于體質(zhì)量300 g 至20 kg 的嬰幼兒患兒。本研究簡要介紹了SLE5000 型嬰幼兒呼吸機的工作原理、常見故障及可能原因，重點闡述了1 例壓力檢測異常故障實例的維修過程，并提出壓力檢測改進方法，以期為同行維修類似故障或廠家改進設(shè)備設(shè)計提供參考。

1 工作原理

SLE5000 型嬰幼兒呼吸機的氣動系統(tǒng)呼出模塊內(nèi)有3 個噴射器，分別為反向噴射器、平均噴射器和正向噴射器。反向噴射器用于產(chǎn)生負(fù)壓，平均噴射器和正向噴射器用于產(chǎn)生正壓，3 個噴射器的壓力相加形成患兒呼吸所需的壓力，產(chǎn)生臨床需要的通氣模式[2]。3 個噴射器產(chǎn)生的壓力由3 個壓力調(diào)節(jié)器控制，反向噴射器和正向噴射器的壓力也可以通過高速電磁閥快速開關(guān)產(chǎn)生，平均噴射器用于產(chǎn)生穩(wěn)定壓力，如CPAP 模式的呼氣末正壓壓力和HFO 模式的平均壓力。如圖1 所示，氧氣和空氣在比例調(diào)控混合室中經(jīng)電子氧氣混合器混合后，混合氣體由電磁閥控制為常頻或高頻模式提供氣體：常頻模式的氣流由2 個壓力調(diào)節(jié)器控制，通過反向噴射器和正向噴射器產(chǎn)生正負(fù)氣流；高頻模式的氣流由高速電磁閥控制，通過反向噴射器和正向噴射器產(chǎn)生振蕩氣流。

圖1 SLE5000 型嬰幼兒呼吸機工作原理示意圖

2 常見故障分析

2.1 流量傳感器故障

呼吸機的流量傳感器根據(jù)放置位置可分為末端流量觸發(fā)模式傳感器和近端流量觸發(fā)模式傳感器[4]，根據(jù)檢測技術(shù)可分為電熱絲式流量傳感器、熱模式流量傳感器、壓差流量傳感器和超聲式流量傳感器[5]。SLE5000 型嬰幼兒呼吸機采用近端流量觸發(fā)模式傳感器和電熱絲式流量傳感器。該設(shè)備流量傳感器故障的可能原因如下。（1）流量傳感器長時間使用，患兒的痰液等附著在電熱絲上，此時流速曲線成鋸齒狀。（2）流量傳感器損壞。（3）流量傳感器延長線損壞。（4）流量傳感器內(nèi)部延長線損壞。（5）主板流量傳感器接口氧化。

2.2 漏氣量大報警

漏氣量大報警的可能原因如下。（1）插管未達要求。（2）積水杯未完全密閉。（3）呼吸管路及其連接處漏氣。（4）漏氣量報警限設(shè)置不合理。（5）氣阻未連接或連接錯誤。

2.3 空氣源壓力低或無空氣輸入報警

醫(yī)用空氣壓縮機包括活塞式、渦輪式、螺桿式3 種類型，其中活塞式空氣壓縮機應(yīng)用最為廣泛[6]?？諝庠磯毫Φ突驘o空氣輸入報警的可能原因如下。（1）壓縮泵進氣過濾器或呼吸機進氣過濾器有污物堵塞。（2）空氣壓縮機自動排水閥有污物堵塞，排水后未能及時密閉。（3）壓縮泵長時間使用損壞或壓縮泵啟動電容損壞。（4）空氣壓縮機相關(guān)連接管路破裂或漏氣。（5）空氣壓縮機壓力傳感器損壞。

2.4 氧電池故障報警、氧濃度檢測超范圍報警

氧電池故障報警、氧濃度檢測超范圍報警的可能原因如下。（1）氧氣或空氣氣源異常，如部分醫(yī)院使用醫(yī)用分子篩制氧設(shè)備進行中心供氧，其氧濃度僅為95%，會導(dǎo)致呼吸機氧濃度檢測出現(xiàn)偏差。（2）氧電池超過使用年限（1 年）未更換（具體更換周期需根據(jù)呼吸機的使用頻率和使用時間決定）或電壓低于8.0 mV[7]。（3）空氧混合器或控制板故障。

3 故障實例

3.1 故障現(xiàn)象

設(shè)備開機后報警“持續(xù)低于大氣壓”，壓力波形圖顯示壓力基線位于-5 mbar（正常壓力基線應(yīng)位于2 mbar）。設(shè)備故障界面見圖2。

圖2 設(shè)備故障界面

3.2 故障分析

壓力基線位于-5 mbar 的可能原因如下。（1）空氣或氧氣氣源輸入壓力異常：該設(shè)備的氣源輸入壓力要求為4～5 bar，3～4 bar 可滿足除純氧通氣模式外的其他通氣模式，無空氣、氧氣供應(yīng)及供應(yīng)壓力不足均會觸發(fā)“持續(xù)低于大氣壓”報警。（2）正向噴射器、平均噴射器噴嘴堵塞。（3）壓力傳感器長時間使用導(dǎo)致零位基線偏移。（4）呼吸管路、壓力管路堵塞或漏氣。（5）壓力傳感器或壓力檢測模塊故障。

3.3 故障維修

根據(jù)由易到難的原則進行如下檢修。（1）檢查科室的空氣和氧氣氣源的輸入壓力分別為4.2 bar和4.3 bar，均滿足SLE5000 型嬰幼兒呼吸機的使用要求。（2）檢查呼吸機的噴射器，均未發(fā)現(xiàn)堵塞。（3）進入維修模式，斷開測壓管進行壓力傳感器零位校準(zhǔn)并持續(xù)觀察數(shù)天，壓力數(shù)值始終處于零位，連接呼吸管路等附件進行試機，發(fā)現(xiàn)壓力基線位于4 mbar，高于正常值（2 mbar），考慮設(shè)備內(nèi)部測壓管路存水導(dǎo)致報警。（4）拆開設(shè)備，發(fā)現(xiàn)測壓管路內(nèi)有長度為1 cm 的水柱（圖3），水柱位置變動時，可導(dǎo)致壓力檢測數(shù)值異常。

圖3 設(shè)備故障時積水管路指示圖

該設(shè)備的測壓管路為密閉結(jié)構(gòu)設(shè)計，其內(nèi)不應(yīng)有水存在。該水柱可能為管道連接處微量漏氣導(dǎo)致。更換相關(guān)測壓管路和接頭后，進行壓力傳感器零位校準(zhǔn)和相關(guān)參數(shù)校準(zhǔn)，并使用福祿克呼吸機質(zhì)控檢測設(shè)備對該呼吸機進行性能檢測[8-10]，各參數(shù)均在要求范圍內(nèi)，故障排除。

4 改進建議

上述故障實例是由于設(shè)備內(nèi)部測壓管路存在微量漏氣，導(dǎo)致濕化氣體不斷進入，最終形成水柱，引起壓力檢測異常。若此故障未被及時發(fā)現(xiàn)，進入測壓管路的水量繼續(xù)增多，可直接損壞壓力傳感器，引起更大的故障。而若能早期發(fā)現(xiàn)測壓管路的漏氣故障，則可有效預(yù)防后續(xù)故障的發(fā)生，保障患兒的治療安全。為此，我們在測壓管路的內(nèi)外交界處安裝了濕度檢測儀，以期通過實時監(jiān)測測壓管路的濕度及時發(fā)現(xiàn)漏氣故障。濕度檢測儀采用蘭泰HT-6292型溫濕度計露點儀，濕度測量范圍為10%～95%相對濕度（relative humidity，RH），分辨率為0.1%RH，準(zhǔn)確度為（2.5%±1.0%）RH。濕度檢測儀安裝于圖4 中近端壓（A）和測壓管（4）之間。

圖4 濕度檢測儀安裝示意圖

濕度檢測儀安裝完成后，將呼吸機連接新生兒模擬肺，設(shè)置有創(chuàng)呼吸模式，分別在測壓管路無漏氣和存在微量漏氣（人為制造直徑為1 mm 的漏氣孔，且未觸發(fā)設(shè)備各參數(shù)報警）的情況下，檢測常頻和高頻模式下的通氣參數(shù)和RH（包括初始RH和通氣10、30 min 的RH），結(jié)果見表1 和表2。

表1 測壓管路無漏氣時的呼吸參數(shù)檢測結(jié)果

表2 測壓管路存在微量漏氣時的呼吸參數(shù)檢測結(jié)果

由表1 和表2 的檢測數(shù)據(jù)可知，測壓管路存在微量漏氣時，濕度檢測儀測得的RH 明顯高于測壓管路無漏氣時，說明本改進方案切實可行。若將濕度檢測儀接入呼吸機的報警系統(tǒng)，設(shè)置一定的報警限值，則可實現(xiàn)在測壓管路漏氣初期發(fā)出報警的功能。這一功能如何實現(xiàn)則需要設(shè)備廠家進一步研究。另外，本研究由于條件限制，未定量研究測壓管路內(nèi)水柱對壓力檢測結(jié)果的影響，也未對濕度檢測儀的最佳安裝位置、監(jiān)測方式（連續(xù)監(jiān)測或間隔檢測）進行實驗驗證。建議設(shè)備廠家可綜合考慮以上因素完善設(shè)計方案。