呼吸機故障檢修二例

冷曉冬

常州市第二人民醫院 醫療器械科，江蘇 常州 213003

引言

呼吸機旨在用于治療和監視嬰兒及成人呼吸衰竭、呼吸不足患者，是目前各中、大型醫院所必備的設備。作為醫院臨床最重要的治療與搶救設備，呼吸機大量用于醫院的復蘇搶救、麻醉以及各重癥監護中的危急重病人，它不但能替代患者的自主呼吸，同時也可為患者提供支持、幫助形式的輔助呼吸治療，延續病人生命，可以為進一步治療爭取寶貴時間。因此，呼吸機的穩定性、可靠性、準確性將會對患者的治療及生命會產生直接影響。而想要讓呼吸機長期保持正常運行，避免在患者使用期間出現問題、對患者造成傷害甚至危及生命，生物醫學工程技術人員及時、有效地對呼吸機進行維護、保養和修理就顯得尤為重要[1-3]。

1 呼吸機的工作原理及組成

任何呼吸機的工作原理都在于氣壓差，一般分為兩種方式：

（1）胸廓負壓，將患者的胸部或整個身體置于密閉的容器中，呼吸道與大氣相通。當容器中的壓力低于大氣壓時，胸部被牽引擴張，肺泡內壓力低于大氣壓，空氣進入肺泡，為吸氣期；而當容器壓力轉為正壓時，胸廓受壓迫縮小，肺泡內壓力高于大氣壓，其內氣體排除體外，為呼氣期。由于這類呼吸機體積大、耗能多、效率低，目前已被淘汰使用。

（2） 氣道正壓呼吸機，由體外機械驅動使氣體壓力增高，通過管道與患者面罩或呼吸道插管連接，氣體經氣道、支氣管，直接流向肺泡，即氣道口和肺泡產生正壓力差而形成吸氣；在撤去體外機械驅動壓力后，胸廓及肺彈性回縮，產生肺泡與氣道口被動性正壓力差而形成呼氣。呼吸周期均存在“被動性正壓力差”而完成呼吸，通俗的來講就是用外力幫助患者進行呼氣、吸氣的動作[4-5]。呼吸機的工作原理示意圖，見圖1。

1.1 呼吸機組件

現代呼吸機一般由以下3方面組件構成：① 用戶界面，用于設置同期模式、顯示病人數據以及指示報警；② 病人裝置，用于按照設置的通氣模式混合氣體；③ 病人呼吸回路系統，用于傳送及交換氣體。

圖1 呼吸機工作原理示意圖

1.2 呼吸機通氣模式

呼吸機通氣模式通常有3種：控制通氣、支持通氣以及自主呼吸（CPAP）。系統也允許采用綜合控制和支持通氣模式。在控制通氣期間，系統將感測病人的自主呼吸能力，即采用容量控制通氣。在支持或自主呼吸期間，可以觸發強制通氣，即具備增強的SIMV功能。

1.3 呼吸機通氣參數

當選擇不同的通氣模式時，都會有對當前模式產生影響的參數，通常有：呼吸頻率（RR）、潮氣量（VT）、分鐘通氣量（MV）、呼氣末正壓（PEEP）、高于PEEP的控制壓力、高于PEEP的支持壓力、吸呼比（I:E）、觸發靈敏度、吸氣終止（%）以及O2濃度（%）。

2 故障實例

2.1 通氣故障

2.1.1 故障現象

Servo系列呼吸機（西門子，德國）主顯示屏顯示吸入潮氣量（VTi）為350 mL，呼出潮氣量（VTe）≥1000 mL，吸入和呼出潮氣量嚴重失衡，同時發出紅色報警。

2.1.2 故障分析

根據故障現象，可從以下3方面分析排除：① 空氣和氧氣供給的壓力和流量是否正常；② 呼出盒內的呼出流量傳感器是否故障；③ 空氣、氧氣模塊內部構件或流量傳感器是否出現問題。

2.1.3 故障處理

（1）檢查氣體供應狀況：觀察其他在用呼吸機工作均正常；查看故障呼吸機狀態欄氧氣壓力為4.1 bar、空氣壓力為4.3 bar，正常。

（2）排查呼出盒狀況：其內如有痰跡等異物進入，將造成呼出流量傳感器故障，使用75%酒精浸泡1～2 h，沖洗、晾干后上機測試，故障依舊；隨后與另一臺同款呼吸機互換測試，結果顯示呼出盒正常。

（3）把注意力集中到呼吸機主機部分，仔細傾聽發現，在呼吸機沒有啟動的情況下，機箱里面隱約有微弱氣流聲。隨卸下主機外殼，發現“呲呲”聲來自于兩模塊部分。交替拔除氧氣與空氣接頭進行辨別，確定氣流聲來自空氣模塊。卸下空氣與氧氣模塊，并拆開逐一進行對比（兩模塊內部機械結構相同），最后發現空氣模塊噴嘴上金屬彈簧壓片中央部分已碎裂，僅剩余一半。為再次確認，將氧氣模塊上的噴嘴換至空氣模塊上，通氣測試，不再有漏氣聲音出現。

至此，故障位置已精確定位至最小零件。因暫無這一配件，通過研究SV300呼吸機的模塊，發現其老式噴嘴不帶彈簧壓片，為了應急，將故障噴嘴上殘余彈簧壓片剪去，裝入空氣模塊，恢復整機硬件后開機測試，除了氣道壓與分鐘通氣量波形基線略有細微波動外，其他各項監測參數均正常，不影響呼吸機常規使用。在此期間，只要取到這一金屬彈簧壓片或者整只模塊噴嘴即可。

在判斷故障位置、給出解決方案的同時，也分析了這一故障形成的原因，比如為什么這個彈簧壓片會裂？為何會是空氣模塊的先斷裂，而氧氣模塊的暫時沒事？有沒有防范措施？分析為：呼吸機工作期間，吸氣相時下側頂針會根據潮氣量松開不同的間隙，呼氣相時頂針會以敲擊狀頂向彈簧壓片而瞬間關閉通氣道，如此久而久之，彈簧片金屬會因超限使用而斷裂；從概率來講，空氣用量會遠大于氧氣，這就造成空氣端彈簧壓率先出問題；我們自己不能輕易改變機器結構，建議廠家增強彈簧壓片材料的韌性，或把頂針球面改成平面以增加接觸面積，或在頂針頭部加裝尼龍、硅膠之類以緩沖。而作為使用方，可每隔一段時間，或在維護時把空氣、氧氣模塊噴嘴互換，如此可延長整體使用壽命[6-7]。

期間，也把這一故障現象向西門子廠方工程師詳述，他們表示沒有碰到過這種情況（因當時Servo系列呼吸機剛剛應用于臨床不久），會向總部反饋。最后，模塊噴嘴作為5000 h維護保養必換零配件之一。

2.2 氧濃度故障

2.2.1 故障現象

Servo系列呼吸機（邁柯唯，德國），使用前檢查無法通過測試，運行時候氧濃度偏低，發出氧濃度低報警。

2.2.2 故障分析

針對氧濃度失常，首先須排除氧傳感器故障；其次檢測氧氣供應的壓力、流量是否正常；最后考慮氧氣自身純度問題。

2.2.3 故障處理

由于是新建院區，所有呼吸機都是新引進的，氧電池應當不會出現失效或故障。點開狀態欄查看其剩余壽命為98%，再檢查其他相關部件，均未發現明顯異常。因此，可初步判斷氧傳感器及各部件均屬正常。

氧濃度低，原因是空氣、氧氣比例失調，空氣量多或氧氣量少都會引起這種現象。檢查狀態欄氧壓為4.0 bar、空壓為4.3 bar，正常。

后了解到，新院區采用的是分子篩式制氧機中心供氧，是否為這方面因素所致（因老院區一直為液態氧中心供氣）？使用氧濃度計檢測中心供氧的氧濃度，發現氧濃度只有80%，不符合要求。隨后使用鋼瓶氧氣做氧傳感器定標及使用前檢查，發現所有項目都能通過，呼吸機也能正常工作。再次連接到醫療條帶，使用中心供氧來測試驗證，調節氧濃度至100%，發現呼吸機監測到的氧濃度同樣只有80%，與氧濃度計檢測的中心供氧濃度相同。詢問中心供氧得知，由于醫院的供氧需求不斷增大，在調節增大產量的同時，造成相應濃度下降。建議增加制氧機開機工作時間，或必要時在用量高峰期同時啟動備用系統以滿足所需[8-9]。

同時，通過多方咨詢，得知制氧機所產出的氧氣在抵達終端實際使用時，濃度達不到100%，一般在95%～96%，最高98%。果然，在中心供氧部門調節增大產量后，檢測到的氧濃度為96%。那么，這就帶來一個新的問題，所有呼吸機使用制氧機提供的氧氣來定標的氧濃度會產生偏差——呼吸機定標后顯示的100%氧濃度，實際為96%。這不是單臺機器，而是全院群體性問題。隨即向分管院領導反映該情況，并現場演示、解說，建議各相關使用部門在使用高濃度尤其是純氧時須有心理預期，并由院部綜合情況統籌解決方案。

3 討論

以上兩則維修案例，并非復雜或疑難，可卻有其特點：一則是新款設備投入市場運行一段時間后，自身內部出現的有待進一步改善的問題；另一則為由于外部因素而影響到呼吸機工作，出現故障報警狀態，也須合理排除解決，才能保障設備安全正常運行。

案例一中，雖然最終只需更換一小配件，可也需通過仔細研判、分析排查，才能確認問題所在。重要的是，通過原因分析形成了一些思考，以及如何面對新款設備投入市場初期可能會出現的問題。就如同汽車領域，新投入市場第一年的汽車，會有這樣或那樣小問題，但通過市場的反饋，廠家會不斷的修正、改善，到第二、第三年的同款汽車就會趨于成熟。所以，在解決當下問題的同時，向呼吸機生產廠方反饋情況，希望廠方能夠在后續生產過程中，把這一問題考慮進去，進行技術修繕、改進，使該款產品能夠更加成熟、穩定、可靠[10-13]。

案例二中，雖不是呼吸機自身故障，但客觀因素也會嚴重影響設備的正常運行，必須引起足夠重視。同樣，此事件也引發一些思考——現今多數醫院中心供氧采用的是液氧供應，該方式氧濃度應無問題；同時也有相當一部分醫院采用制氧機中心供氧，此種方式產生的氧濃度難以達到100%，且會因一些客觀因素而造成氧濃度大幅波動，這將會給呼吸機臨床應用帶來困難和風險。那么，如何管控風險，防范此類隱患的發生，將成為呼吸機應用、臨床醫療以及醫院整體建設的一個新課題[14-15]。

4 結論

呼吸機故障的維修，我們須充分了解呼吸機的結構、原理，熟悉其性能、應用，采取由外至內、由簡入繁、由易到難、著眼全局、把握細節的維修方式，并結合呼吸機的實際使用狀況，注重維修實踐。同時，加強呼吸機的科學管理和維護保養，規范使用人員的操作方法。消除隱患、減少故障和杜絕事故，確保呼吸機使用率和完好率，延長呼吸機壽命周期，提高患者搶救成功率，如此，設備的經濟效益和社會效益將雙豐收[16]。