國產(chǎn)常見血氧探頭的結(jié)構(gòu)類型與維修

樊建朝 周煥賢

1.河南省南陽醫(yī)專第二附屬醫(yī)院 473061

2.河南省南陽市中醫(yī)院放射科 473061

隨著醫(yī)療技術(shù)的飛速發(fā)展，心電監(jiān)護儀的應用在醫(yī)院中起著越來越重要的作用。國產(chǎn)監(jiān)護儀器具有成本低廉、無創(chuàng)、方便、可設定、可記錄、容易打印、性能較穩(wěn)定等特點［1］，現(xiàn)在幾乎小、中、大醫(yī)院均有廣泛的使用市場，減輕了醫(yī)務人員的勞動，提高了護理工作的效率，不過，監(jiān)護儀的維修也因此變得愈來越重要［2］。監(jiān)護儀的故障多種多樣，但大多都出現(xiàn)在外圍部件，筆者經(jīng)過多年的實際維修，也積累了一定的維修經(jīng)驗，現(xiàn)將常見幾種國產(chǎn)監(jiān)護儀指脈氧的一些維修技巧及實測數(shù)據(jù)做簡單介紹。

血氧飽和度測量的基本原理:現(xiàn)大多血氧飽和度測量均為非侵入式可視脈搏血氧計，先由監(jiān)護儀主機發(fā)出紅光指令，由探測器收集光線通過人體后的強弱變化，轉(zhuǎn)換成電信號傳向主機CPU分析并在主機顯示屏上顯示血氧狀態(tài)及脈搏頻率。該應用中的傳感器同時用于心率檢測及脈搏血氧測量。血氧探頭一般置于四肢某一指端或趾端。血氧探頭由兩部分組成:發(fā)光部分有兩個發(fā)光二極管(LED)，其中一個處于紅色可見光譜(660nm)，另一個處于紅外光譜(940nm)。探測器分兩類:模擬探頭和數(shù)字探頭，模擬血氧探頭接收端一般采用與波長匹配的光敏二極管，數(shù)字血氧探頭一般接收管采用光頻轉(zhuǎn)換器，主機配置不同的相匹配后級電路［3］。

血氧飽和度的概念與測量原理:氧是人生存的第一生存條件血液中的有效氧分子是通過與血紅蛋白(Hb)結(jié)合形成氧合血紅蛋白(Hb02)而被輸送到全身各組織中。用來表征血液中氧合血紅蛋白比例的數(shù)值稱為氧飽和度定義式為:HbO2/(HbO2+Hb)。

血氧測量的必要條件是要有脈動的動脈血流，使用時探頭多夾在手指上，根據(jù)情況也可夾在足趾、耳垂等部位，這些部位有動脈血流而且組織厚度較薄，易于測量。血氧探頭發(fā)射極固定了兩個并列放置的發(fā)光二極管(LED)發(fā)出波長為660nm的紅光和940nm的紅外光，探測極有一個光電檢測器或光敏電阻將透射過手指動脈血管的紅光和紅外光轉(zhuǎn)換成電信號，它所檢測到的光電信號強弱，表示光信號穿透探頭部位時，被那里的組織吸收的多少，而皮膚、肌肉、脂肪、靜脈血色素和骨頭等對這兩種光的吸收系數(shù)是恒定的，而血液中的HbO2和Hb濃度隨著血液的脈動作周期性改變，因此它們對光的吸收也在脈動地變化，由此引出的信號強度隨血液中的HbO2和Hb濃度比脈動地改變由主機進行換算，即可得出SPO2值。

脈動信號和心臟的搏動一致，因此檢測出信號的重復周期而確定出心率。

血氧飽和度探頭的結(jié)構(gòu)與類型:不管哪種血氧探頭，它的探測裝置均由發(fā)射器和接收器正向?qū)γ娼M成。發(fā)射器有兩只發(fā)光管組成，由主機控制交替發(fā)光，其中一只發(fā)光管發(fā)出波長為660nm的可見紅光，另一只發(fā)光管發(fā)出波長為920～950nm之間的不可見紅外光，各類探頭元器件上的差異不是很大，只是接法上略有不同。根據(jù)發(fā)光二極管極性接法不同，可分為交流型、共陽型、共陰型，示意圖如下:①為交流型;②為共陽型;③為共陰型。

極性接法不同，信號輸出及接收就不同。現(xiàn)用血氧探頭內(nèi)部結(jié)構(gòu)大致如此，廠家在設計時在接收電路部分設有震蕩信號電路，作為探頭接與未接的檢測。

接收器因廠家設計不同內(nèi)部結(jié)構(gòu)和相關參數(shù)也具有一定的差異，維修過程中，根據(jù)接收器不同，我們主要把血氧探頭分為模擬式和數(shù)字式兩種，模擬探頭的接收器一般采用與發(fā)射器發(fā)射波長相匹配的光敏二極管組成，數(shù)字式則采用光頻轉(zhuǎn)換器［4］，特點是:模擬探頭電路簡單，價格低廉，不同機型相互替代性較好，數(shù)字式的探頭結(jié)構(gòu)復雜，測量的數(shù)據(jù)相對準確，常用于進口設備和早年生產(chǎn)的產(chǎn)品，現(xiàn)在使用仍然相當普遍。

血氧探頭的常見故障:探頭本身的故障主要集中在電纜線斷路或短路，插頭脫焊，發(fā)射器、接收器接頭脫焊，發(fā)光二極管燒毀，或接收效率下降或損壞等。維修時一般情況下可通過肉眼識別、靜態(tài)測量判別其好壞，同型號探頭替換法是鑒別主機或探頭損壞的最快方法［5］。探頭外部因素導致的故障主要集中在噪聲干擾，病人抖動或指頭角質(zhì)化嚴重，探頭發(fā)射，接收部分不潔以及漏光等。現(xiàn)時的監(jiān)護儀器一般都帶報警功能，報警時的故障代碼或提示是找到故障原因的捷徑之一。

常見國內(nèi)機型血氧探頭的實測數(shù)據(jù):現(xiàn)國內(nèi)心電監(jiān)護儀型號多樣，指脈氧接口外觀也各不相同，但與主機相連的接口一般以五針和六針接頭最為常見，接口插槽依據(jù)插槽形狀分單槽和多槽幾種，其中雙槽的依據(jù)兩槽距離大小還有窄槽和寬槽之分。筆者將常見接口以如圖所示:圖1為六針寬槽，圖2為五針單槽，圖3為六針窄槽，以此類推。

不過各型探頭連線方法也是各有特色，主要表現(xiàn)在接頭連線位置、順序變化、模－－數(shù)類型選擇，以及接頭插槽的匹配，近年來有些廠家生產(chǎn)的血氧探頭如果插槽一致也可以互換，一定程度上降低了維修難度。

國內(nèi)常見幾種血氧探頭實測數(shù)據(jù):筆者在多年的維修實踐過程中，對國內(nèi)常見幾種血氧探頭實際數(shù)據(jù)進行了測量，并記錄在案，主要是靜態(tài)測量方法，利用萬用表測出相關的各角之間的電阻值，以備維修和不同機型之間的相互替換。

筆者所用的萬用表是深圳亞鵬生產(chǎn)的HC9205－H型數(shù)字萬用表，價格便宜，市場上很容易買到。實測數(shù)據(jù)以表的紅筆接連的角稱為(+)，黑筆相連的角稱為(－)，例如1+2－500表示紅筆接1黑筆接2測得的電阻值是500歐姆，以此類推。

現(xiàn)列舉幾種常見機型的實測數(shù)據(jù)，見表1。

表1 常見指脈氧實測數(shù)據(jù)

維修實例3則

故障現(xiàn)象1:深圳邁瑞機型PC－9000監(jiān)護儀顯示血氧探頭脫落，探頭觀測未見紅光發(fā)射。

檢修:探頭無紅光發(fā)射，查看探頭發(fā)射極未見發(fā)黑級破損，先卸開探頭接口插頭，未見斷線及脫焊，用表測量，3、4接頭阻值無限大，用小刀小心拆開探頭，從發(fā)光管根部測量，靜態(tài)阻值正常，因而判斷為導線斷線所致。導線斷線處一般在線兩端近處常見，由于探頭端斷線不易連接，故先從插頭段剪掉約10cm長導線，然后測量，發(fā)現(xiàn)3、4阻值已經(jīng)正常，經(jīng)重新焊接聯(lián)線，套好，連上主機實驗，SPO2值恢復正常。

故障現(xiàn)象2:深圳井田監(jiān)護儀血氧飽和度顯示血氧錯誤，無SPO2值，探頭有紅光發(fā)射。

檢修:取下血氧探頭，見探頭發(fā)射頭及接收頭顏色正常，未見發(fā)黑及破損，用萬用表測量3、4角阻值正常，5、6角阻值對光有變化，又測得5、6角對1角均有阻值，考慮探頭對地擊穿可能，用手術(shù)刀小心刮開接受極，斷開連線，在根部進行測量，未見與地相同現(xiàn)相通現(xiàn)象，考慮應該是導線問題，在導線插頭段剪掉10cm，再測量，5、6角對地阻值無窮大。用刀剖開剪斷部分，發(fā)現(xiàn)局部屏蔽線斷線并扎入5角信號線內(nèi)，造成短路，按原焊接線位置重新焊接聯(lián)線，套好，連上主機實驗，SPO2值恢復正常。

故障現(xiàn)象3:Mindray－PM－9000監(jiān)護儀SPO2值顯示值偏低。

檢修:觀察探頭發(fā)光正常，而血氧飽和度減低，經(jīng)測量，探頭各部分靜態(tài)值正常，但2、5角阻值對光反應不敏感。應為探頭性能不良所致，因沒有備用探頭，決定用替代法進行改裝，經(jīng)查閱本人原來所記錄的實測數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)其所測數(shù)據(jù)與120～PC9000六針窄槽的極其相似，決定用其替換，焊下120～PC9000插頭各線，按PM－9000相應各角進行連接，將6角空置，裝好后開機實驗，主機顯示探頭脫落。經(jīng)思考可能與內(nèi)部電路不匹配有關，將探頭插頭1、6角短接，再進行試驗，血氧飽和度正常，到現(xiàn)在已經(jīng)用了兩年一切良好。

1 劉鳳軍.醫(yī)用電子儀器原理、構(gòu)造與維修［M］.北京:中國醫(yī)藥科技出版社，1997.

2 張磊明.NPB－400多參數(shù)監(jiān)護儀血氧探頭等檢修.醫(yī)療設備信息，2002(11):67.

3 劉永宣，劉丙杰.指夾式血氧飽和度探頭的維修保養(yǎng).醫(yī)療設備信息，2002(11):67.

4 高新軍，等.解放軍第306醫(yī)院醫(yī)學工程科.

5 謝正洋.無創(chuàng)血氧飽和度的測量及無線監(jiān)測系統(tǒng)的研制［D］.蘇州:蘇州大學，2009.

6 王建華.邁瑞PM－9000多參數(shù)監(jiān)護儀血氧工作原理及血氧探頭常見故障分析.醫(yī)療裝備，2007(7):59－60.