PB840呼吸機結構原理及故障分析

陳俊

【摘 要】文章主要介紹了PB840呼吸機的系統結構、組成、氣路系統、電路系統，并分析了3例PB840呼吸機的典型故障及其排除方法。

【關鍵詞】呼吸機；GUI；BDU；EST

【中圖分類號】TH789 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-0688（2017）06-0098-03

PB840呼吸機是PB公司推出的適用于成人、兒童危重和亞危重病人的高性能呼吸機，目前廣泛應用于臨床醫院，可以滿足醫院臨床的各種通氣需求。本文介紹了PB840的結構原理，并對3例PB840呼吸機的典型故障進行分析。

1 PB840呼吸機結構原理

1.1 PB840呼吸機組成

PB840呼吸機主要由3個部分組成：圖形用戶界面GUI（graphic user interface）、呼氣輸送系統BDU（breath delivery unit）、后備電源系統BPS（backup power source）。

（1）GUI由GUI CPU板、LED線路板、觸摸框板、背光板、按鍵板、液晶顯示屏（Liquid Crystal Display，LCD）和報警器組成，分為上下2個顯示屏，上半部分屏幕顯示波形圖像、報警提示、參數顯示、錯誤代碼、機器總運行時間及測試結果等信息；下半部分屏幕為操作區，可供模式設置、患者參數設置及報警參數設置等，其主要作用是接受用戶對呼吸參數的輸入和對患者監測參數的顯示，同時對BDU進行監測和通信。

（2）BDU由吸氣模塊、呼氣模塊、電源模塊、控制模塊組成，其主要作用與功能是提供病人呼吸的氣體并進行監測。

吸氣模塊由氣源供應調節系統、流量調節系統、安全和監測系統組成，主要的組件有比例電磁閥、安全閥、氧電池、壓力傳感器、流量傳感器，主要作用是根據用戶的設置，控制吸氣組件工作，形成一定流速、壓力及呼吸頻率的混合氣流，并監測相應的呼吸參數。

呼氣模塊由加熱監測組合、流量傳感器、主動呼氣閥、校零電磁閥、壓力傳感器組成。其主要作用是根據用戶的設置，控制主動呼氣閥的開啟及關閉，并形成一定的PEEP，同時監測呼氣壓力及流量。

（3）BPS由充放電電路板和蓄電池組成，其主要作用是為呼吸機提供后備電源。

PB840呼吸機的工作過程是PB840呼吸機根據用戶設置，通過計算機精確計算和控制，控制吸氣組件工作，形成一定流速、壓力及呼吸頻率的混合氣流，并監測相應的呼吸參數。經過吸氣端過濾器過濾的混合氣體，經濕化器加溫、加濕的氣體形成輸入病人的舒適氣體，經過患者管路輸送給病人。患者呼出的氣體進過呼出端過濾器及集水杯，過濾及收集患者呼出氣體中的水蒸氣、雜質。最后經呼出組件根據用戶的設置，控制主動呼氣閥的開啟及關閉，并形成一定的PEEP，同時監測呼氣壓力及流量。具體的工作流程圖如圖1所示。

1.2 PB840呼吸機的系統結構

PB840呼吸機主要由氣路系統和電路系統組成。

（1）氣路系統的作用如下：①提供空氣和氧氣的吸入和呼出通道；②提供壓力過高氣體排放通道；③對吸入通道和呼出通道進行切換；④在電子系統控制下，根據用戶的設置，產生具有相應壓力及流速變化規律的氣流。

氣路系統主要由吸氣端組件、患者管路系統、呼氣端組件3個部分組成。？譹？訛吸氣端組件由氣體供應調節子系統、流量控制子系統和安全閥、吸氣檢測子系統組成。具體工作流程是外部的氧氣和壓縮空氣經過氣體供應調節子系統調節到合適的工作壓力，同時對氣體進行過濾、除水。流量控制子系統根據呼吸機設定，氧氣流量傳感器、空氣流量傳感器監測氣體流量，由比例電磁閥控制吸氣流速、流速波形、潮氣量、氧濃度、呼吸頻率等呼吸參數，形成按用戶參數設定比例氧氣濃度的混合氣體。混合氣體經氧電池、吸氣壓力傳感器監測氣體是否符合參數設定。當系統有導致不安全通氣的硬件、軟件故障或者患者呼氣壓力大于100 cmH2O時安全閥失電打開，安全閥打開后，患者吸氣通道直接接通大氣保護病人。？譺？訛患者管路系統由吸氣端過濾器、呼氣端過濾器、集水杯、濕化器、管路組成，各部分的作用分別是避免人機交叉感染、去除病人呼出氣體中的病菌、去除氣路中的水氣保護呼出端組件、調節病人吸入氣體的溫度和濕度。？譻？訛呼出端組件主要是過濾、加熱、測量、控制病人呼出的氣流。

具體的氣路系統原理框圖如圖2所示。

（2）電路系統的作用如下：①接受用戶對呼吸參數的輸入。②控制氣路系統的工作。③監測患者呼吸參數。④對整個系統進行性能檢測，保證機器正常運轉。

電路系統主要由以下電路組成：AC分配組件、電源、可充電后備電源、Motherboard PCB板、BD CPU PCB板、AI PCB板、GUI板、BDU LED PCB板、BD報警器、吸氣端電子組件板、呼氣端傳感器板、Data key。

2 故障分析與維修

2.1 故障現象1

PB840開機后屏幕不亮，呼吸機高音報警，GUI紅燈報警，無法進行操作。

故障分析與排除：開機屏幕不亮，懷疑GUI部分出現故障。

開機進入EST擴展自檢，所有測試項目均通過，說明呼吸機管路、病人端無漏氣，各傳感器、電源模塊、吸氣模塊、呼氣模塊無問題。退出EST自檢，重新開機后，故障未能排除，還是相同的故障表現。在呼吸機系統診斷信息中顯示的錯誤代碼是ZP0087和UT0002，具體報警信息是“Bus Error/Access Fault”。分析呼吸機能通過EST自檢，只是在重新開機才重復故障，引起故障的原因可能有2個：？譹？訛GUI CPU板在做完EST測試后數據存儲出現問題，未能存儲自檢的數據，導致主機誤認為EST自檢未能通過。？譺？訛GUI與BDU通信的數據線出現故障，導致數據未能傳輸到GUI CPU主板進行保存，導致故障依舊。

根據以上分析，由于GUI CPU板配件價格較為昂貴，先判斷為第二種原因進行維修。檢查發現GUI模塊的數據線接口有被碰撞的痕跡，拆開數據線接頭有松動的跡象，重新連接好數據線接頭。開機再次進行EST自檢，呼吸機通過測試，重新開機后呼吸機正常工作。

呼吸機正常工作幾天后，再次重新開機后又出現了相同的故障。此時，再重新連接數據線，開機進行EST測試，通過后屏幕依舊不亮。在確認數據線良好，無法排除故障，只能更換GUI CPU板。更換GUI CPU板后故障排除，再也未出現同樣的故障。

2.2 故障現象2

PB840呼吸機開機后下半部屏幕花屏。

故障分析與排除：下半部屏幕花屏，GUI部分故障。觀察呼吸機仍能正常工作，沒有報警，檢查下半部的屏幕只是花屏，觸摸屏的各部分仍工作，說明GUI CPU板、GUI母板、觸摸框板正常。有可能是下半部屏幕損壞或數據線松動。

打開呼吸機GUI部分，檢查下半部屏幕數據線接口，重新連接開機后正常，把數據線接口部分用硅膠固定后故障排除。

2.3 故障現象3

PB840呼吸機使用過程中潮氣量偏低，關機重新開機后設備報警“Device Alert”，呼吸機無法正常使用。

故障分析與排除：潮氣量偏低可能是由于以下2點引起：一是呼吸機管路或呼吸機內部漏氣；二是呼吸機流量傳感器故障。

開機進入EST擴展自檢，當進行“Circuit Pressure test”測試時無法通過，檢查吸氣端過濾器、呼氣端過濾器無漏氣，管路無漏氣，重復該測試仍然無法通過。查看系統報警信息顯示報警代碼是“XB0074”，具體報警信息是“Monitor breath time fails”，查詢維修手冊提示為流量傳感器故障。拆開吸氣端組件，檢查流量傳感器發現，在流量傳感器內部有較多的水汽，應該是由于流量傳感器進了水汽后，測量流量不準確導致故障發生。用酒精清潔流量傳感器，待流量傳感器干燥后，將流量傳感器裝好，重新開機進行EST測試，呼吸機通過測試，重新開機后呼吸機正常工作。

3 小結

通過以上對于PB840呼吸機的結構原理、系統構成、氣路系統結構的介紹，在平時工作中遇到呼吸機故障時，根據以上內容，仔細分析，結合呼吸機的系統報警代碼、EST測試結果，就能快速判斷故障原因，順利地排除故障。

參 考 文 獻

[1]楊子彬，王海龍.泰科PB840呼吸機故障維修[J].醫療裝備，2015（7）：130.

[2]張振杰.呼吸機的結構原理與維修保養[J].世界最新醫學信息文摘（連續型電子期刊），2015（9）：147-148.

[3]王科文.PB840呼吸機結構原理及常見故障維修[J].中國醫療設備，2016（6）：173.

[4]劉岳輝，潘教成.PB-840呼吸機氣路系統工作原理[J].醫療設備信息，2007（8）：41.

[責任編輯：陳澤琦]