冰凍切片機原理及故障分析

鐘志龍

【摘要】本文系統介紹冰凍切片機原理，重點分析了制冷系統和切片系統，在了解原理基礎上，很好使用替換法去修復機器，從循環系統查找問題所在，細分切片質量差的原因，有針對的處理。

【關鍵詞】 冰凍切片循環

【Abstract】 This paper introduces the principle of freezing microtome, Hfocuses on the analysis of the refrigeration system and the slicing system, in understanding the basic principle, very good use substitution method to repair the machine, from the circulatory system to find the problem, reason subdivision slice of poor quality, targeted treatment.

【key words 】frozen cycle

【中圖分類號】TH775 【文獻標識碼】B【文章編號】1004-4949(2014)07-0026-01

當前腫瘤發病率越來越高，對腫瘤的定性主要依賴病理檢查，尤其是腫瘤外科在手術中更是要求對疾病性質、病變范圍、切緣是否有癌殘留等問題做出快速準確的診斷。目前國內外常用的做法是通過冰凍切片機快速制取組織切片，然后快速染色、快速閱片、快速診斷。我院使用冰凍切片機也有20多年，已經換了2代冰凍切片機，現使用2臺賽默飛HM550型冰凍切片機，根據多年維修心得進行總結。

賽默飛HM550型冰凍切片機其基本原理是選取新鮮待檢組織，放到低溫速凍臺上根據組織的結構和性質不同，選擇的低溫點也不同，一般為經過1分鐘的速凍后，提高組織的硬度，然后在低溫環境下如-24℃切片，裱貼到載玻片上后，進行快速染色，然后可快速閱片出結果。冰凍切片機主要分制冷系統、電腦程控系統、切片機系統等。制冷系統是其核心部分，直接關系切片質量。在微電腦控制系統的調控下，制冷系統能夠連續地、穩定的工作。初開機后2.5小時內，冷箱溫度就能達到極限低溫如-24℃。冷箱內溫度為20℃~-40℃可調，并能穩定在某一設置的溫度范圍保持不變。冷臺有8孔直接冷卻載物孔，另有4孔半導體冷卻臺（可調溫度）。載物卡座溫度應為可調，在冷箱達到設置-10℃低溫的前提下，載物卡座半導體冷卻系統啟動后，溫度應每5秒鐘降低1℃，3分鐘內能降到-24℃，該系統采用半導體冷卻，散熱通過冷卻鹽水循環到交換柱和制冷劑實現冷熱交換。該機設計化霜周期為24小時可調，一般設定在晚上化霜，化霜時載物卡座冷卻泵不循環，直接發熱化霜載物卡座，箱體和散熱片通過發熱絲加熱化霜。制冷系統原理圖如下：

圖1：制冷系統原理圖。

切片機系統結構堅固，運轉穩定靈活，確保切片機精密機械部分不會受到低溫及冷凍的影響。切片厚度在3~10微米可調，調節精度為1微米。載物卡座進退旋鈕運轉靈活經特殊處理后，不易被凍結，載物卡座進退采用步進電機控制，切片機操作手輪在冷箱外轉動時平穩靈活輕便。結構圖如下：

圖2：切片機構圖

電腦控制系統在精確的微電腦電路控制系統作用下，制冷系統按設定好的參數有序進行，壓縮機啟動，將貯液罐內的制冷劑送入冷箱內的蒸發器中，經交換，制冷劑帶走冷箱內熱量并到散熱器內釋放，再回到貯液罐，然后做再一次循環，逐漸降低冷箱內溫度直至設定值。在需要時，把載有待凍組織的載物托置于冷臺上的托孔內。將制冷劑的循環管路通過控制器切換至冷臺后，冷臺壓縮機啟動，制冷劑涌入冷臺蒸發器，進行快速降溫?？ㄗ陌雽w制冷系統在按程序控制到達設定溫度，把達到降溫要求的組織塊移到機頭處的載物卡座上，固定好。通過刀座進退旋鈕和切片機手輪完成組織塊的削切整理。設定好切片厚度，順時針轉動手輪，完成切片工作。

賽默飛HM550型冰凍切片機使用了5年多，故障也不少，多數出在冷卻系統中，曾經發生一次2臺切片同時故障，故障都出在制冷系統。

（1）1號切片機開機不制冷，早上開始做冰凍切片時，機器聲音又點大，操作人員未及時發現，繼續使用，半小時后溫度開始上升，不能切片，檢查壓縮機溫度(參考值不超過90℃)，手摸為滾燙, 有220伏供電，線圈未斷，但不運作，更換啟動電容也是一樣現象，明顯壓縮機卡泵，只能更換，經檢查該壓縮機是采用R404a制冷劑的,溫度達到-40℃的壓縮機。通過市場上制冷設備廠家直接訂貨更換，高壓加到14.5Mpa,低壓保持在0.2Mpa.運行效果良好。

（2）2號切片機當時是在1號機出故障后，本來在清洗后待干燥還不夠時間干燥3天（通常干燥7天），箱內水分還比較高，溫度降低到-24℃，載物卡座進出過程中，硅膠管和底座鋼管連接脫落，冷卻鹽水全部流出，硅膠管和底座鋼管脫落原因：底座鋼管本來是和卡座一起運動，鋼管底部有水結冰凍住，不能運動，硬把管拉脫了，從新接好硅膠管，加冷卻鹽水前，先對循環管路進行清潔沖洗，先用加到循環泵進行循環過濾雜質，循環10分鐘后，在快速接頭處拔掉管吧水排出，原以為這樣可以把循環管路的水排干凈，往循環泵加冷卻鹽水開機使用，3小時后溫度能到-24℃，但半小時后循環本不循環，開始以為還有很多雜質在交換柱內，多次沖洗無雜質，水很清，最后發現冷卻鹽水結冰循環不起來，是所謂的冰堵，問題出在二次交換的冷卻鹽水，鹽水是新的，后來在載物卡座半導體制冷部分清洗的水未排干凈，拆出整個底座，在圖2的兩快速接頭處管路拆出，用吸球把水吸走，接好后再用鹽水循環，可以達到快速冷卻功能。

冰凍切片機使用多年來，除了冷卻溫度的要求，也要做好切片部分的調整，而切片不能符合要求的情形由下幾種問題引起：

整機放置不牢固；切片過程中晃動導致。

標本與刀片之間夾角不合適造成切片質量不佳，不能應用于光學觀察。

進動機械運動中傳動機構不暢，引致切出的切片折疊，皺紋，不能使用。

所制作的標本質量不佳，不適宜進行切削。

針對上述問題，重點做好對切片系統的平衡性，穩定性進行檢查排除(1)可能，從卡座定位內六角螺絲入手，此處經常松。調整到合適刀架角度，來解決問題（2）。解決問題（3）時需要結合箱內溫度和濕度等，曾經出現一次加制冷劑不純，造成制冷過快，刀架易結霜，切片質量差，更換制冷劑，解決結霜問題，平時要及時清理殘渣，尤其在使用完畢要把刀架附近清掃干凈，以免化霜后，殘渣附在運動臂上，影響機械運動。問題（4）有多方原因，不屬于機器范疇來講。

賽默飛HM550型冰凍切片機總的來說，性能穩定，維護方便，尤其在我維修部工作人員的精心保養和維修下，設備一直保持良好的運行狀態，有效控制了維修費用，同時滿足臨床外科手術的需要及為患者的正確治療提供了可靠的保證。

參考文獻

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