ArjoHuntleigh ENTERPRISE 3000B 多功能監護病床的維修實例與改進建議

陳雙雙，馮靖祎

浙江大學醫學院附屬第一醫院醫工信息部 （浙江杭州 310003）

病床是在對患者診斷、治療或監護中，用以支撐患者身體，使其保持臨床所需體位的醫療設備[1]。病床作為醫院內數量最多的醫療設備，也是醫院醫療設備維護的重點。本研究以英國ArjoHuntleigh ENTERPRISE 3000B 多功能監護病床為對象，分析其在我院的使用情況，通過對其典型故障進行分析并提出解決方案，探討其設計缺陷，同時結合標準YY 0571-2013《醫用電氣設備 第2 部位：醫院電動床安全專用要求》向電動病床生產企業提出改善產品質量的建議。

1 監護病床使用現狀

美國、日本等發達國家對多功能監護病床的研發較早，經過長期發展，其研制的監護病床機械結構設計較合理，功能配置較齊全[2-4]。當前主流監護病床來自美國史賽克、美國Hill-Rom、日本八樂夢、英國ArjoHuntleigh、捷克Linet 等生產廠家。我院主院區有額定床位2 500張，其中包含監護病床200余張，分布于綜合監護室、外科重癥監護室、急診監護室、肝膽胰外科、血液凈化中心、干部保健中心等科室。其中，近一半為英國ArjoHuntleigh 的監護病床，該型號病床能夠調節靠背、膝蓋的高度以及病床的整體高度，可為重癥患者在護理過程中調整所需的多種體位（包括特倫德倫伯格臥位等），且具備手動CPR 功能，能較好地滿足重癥看護的護理需求。

2 監護病床故障分析

我院每年對監護病床進行預防性維護，執行外觀檢查、性能檢查、附件檢查與電氣安全質控工作。本研究討論的ArjoHuntleigh ENTERPRISE 3000B 監護病床故障率相對較高，主要有病床背板升降故障、整體升降故障、腿部升降故障、噪聲異響、人為因素故障等。本研究選取了其中發生率較高的故障進行分析并給出解決方案，旨在為臨床工程師提供參考，并為國產醫療病床生產企業提供借鑒。

2.1 故障案例一

2.1.1 故障現象

ArjoHuntleigh ENTERPRISE 3000B病床（圖1）背板保持在最大角度（70°），控制手機無法調節背板角度。

圖1 ArjoHuntleigh ENTERPRISE 3000B 病床結構

2.1.2 故障分析

該病床背板升降的基本原理為：如圖2所示，電源給控制盒供電，當按下控制手機上的升降按鈕（?/?），控制手機下達升降命令到控制盒（④），控制盒解析信號后給電機供電（⑨），電機控制內部機械結構，實現背板支撐桿的線性伸縮，進而實現背板角度的調節。

通過分析病床升降的工作原理可知，導致病床背板無法工作的原因可能有以下幾點：（1）電源故障（①）；（2）控制手機故障（?/?）；（3）控制盒故障（④）；（4）背板電機故障（⑨）；（5）傳輸線故障（?/?/⑥），信號未能成功傳輸。

圖2 ArjoHuntleigh ENTERPRISE 3000B 病床電力組件布局圖

2.1.3 故障排除

維修人員嘗試使用CPR緊急釋放手柄，無法將病床背板降低，可以判斷電機內部存在機械故障；按下控制手機上的“背板下降”按鈕，背板沒有下降，但是可以聽到電機在運轉的聲音，由此可以排除電源故障、控制手機故障和傳輸線故障；按下“背板上升”按鈕，背板沒有上升，但是依舊能聽到電機在運轉，理論上目前病床背板已經處于最大角度，電機不會運轉，由此判斷是電機主板或者控制盒故障。

維修人員拆開電機外殼，查看內部的機械結構及控制電路（電機的機械工作原理如下：螺母的內螺紋和螺桿相嚙合，由電機驅動螺母轉動，從而實現螺桿線性伸縮，實際上是一個將旋轉運動轉換為線性運動的過程），螺桿無法回縮，可能原因是螺母與螺桿脫離移位導致無法工作；將螺桿部分拆開，螺母與螺桿移位，恢復螺桿與螺母至正常位置，接上電源測試，螺桿可以實現正常伸縮，電機內部機械故障得以排除。

病床電機的電路工作原理如下：電機主板給電機供電驅動電機旋轉，經由齒輪帶動螺桿伸縮，另有限位板（圖3）位于螺桿部位用于監測電機螺桿伸縮的長度，通過5個貼片式輕觸開關來監測螺桿的伸縮位置，螺桿伸縮到最短時引腳R-引腳B 呈導通狀態，伸到最長時引腳R-引腳G 呈導通狀態。經過測試分析，該故障相關的最大角度限位開關是R-G 輕觸開關，通過萬用表檢測該輕觸開關，發現其工作正常，意味著當電機螺桿升至最大值時可正確傳遞R-G 導通信號，由此排除電機主板故障。

圖3 ArjoHuntleigh ENTERPRISE 3000B 病床電機限位板

接下來，維修人員排查控制盒的主板是否存在故障，拆開控制盒，可見變壓器和電源控制板（圖4），交流電輸入220 V 經由變壓器輸出34.6 V 至電源控制板，控制板上4組繼電器分別控制4個電機（背板電機、膝蓋彎曲電機、整體升降電機和傾斜電機）的升降。經分析，控制盒控制背板升降工作原理如下：控制盒上的引腳2和3分別對應電機主板上的R-G 最大角度的輕觸開關，引腳5和6則負責給電機供電，背板上升時，如果電機螺桿未伸到最長，R-G斷開，引腳2和3處于未導通的狀態，引腳5和6輸出24 V電壓供電，電機工作；如果電機螺桿伸到最長，則R-G 導通，引腳2和3處于導通狀態，而引腳5和6停止輸出24 V電壓，電機停止工作。因此，在引腳2和3導通的狀態下，引腳5和6輸出電壓為零；為驗證上述推斷，且避免再次損壞電機，直接將2和3短接，在此狀態下按下控制手機，給病床背板上升的信號，測量引腳5和6的輸出電壓，經測量5和6有24 V 電壓輸出，由此，可以判斷控制盒主板確實存在故障；拆開控制盒，將兩組控制背板升降的繼電器拆下檢查故障，發現控制背板上升的繼電器下方主板缺失一個焊盤，未能傳遞背板極限信號；采用跳線方法維修主板后，病床背板停留在最大角度無法調節的故障得以修復。

2.2 故障案例二

2.2.1 故障現象

監護病床背部靠板能夠抬起，但不能放下，控制手機向下按鈕無效。

2.2.2 故障分析與排除

圖4 ArjoHuntleigh ENTERPRISE 3000B 病床電源控制板

根據故障現象，推測原因為控制盒故障，為驗證推斷，用正?？刂坪刑鎿Q，發現電機可正常升降，由此確定為控制盒故障；由于控制板上4組繼電器分別控制4個電機，一個繼電器控制上升，另一個控制下降，推斷故障是由控制電機下降的繼電器損壞所引起，拆下更換同規格繼電器后故障排除，病床背板可正常升降。

2.3 故障案例三

2.3.1 故障現象

監護病床在升降的過程中發出異常噪聲，影響患者休息。

2.3.2 故障分析與排除

YY 0571-2013《醫用電氣設備 第2部分：醫院電動床安全專用要求》[5]中26.101對于電動病床的振動和噪聲提出了相應要求，即應滿足在載有安全工作載荷時的運動噪聲在1 m距離處，不應該超過65 dB。噪聲的發生可分為2種情況，一種是病床整體上升或下降的過程中發出噪聲，另一種情況是病床的背板抬起時發出噪聲。

病床整體升降調節的過程中，床體X 型支架在上下平行的2組軌道里滑行，由于軌道是開放環境容易堆積灰塵，時間久了灰塵會在軌道兩端堆積阻礙X 型床架的移動，從而發出噪聲。解決及預防方法為定期清除軌道灰塵，并用防塵潤滑油保護軌道；該病床的X 型支架設計存在易積灰塵的缺陷，如果軌道設計為非開放環境，可以有效避免噪聲的發生。

病床背板升降調節的過程中發出的噪聲，是由于病床背板與外圍床架之間發生摩擦而形成的。對于正常病床而言，這兩者之間是存在一定間隙不會相互摩擦的。當病床在使用過程中承受不平衡的負荷之后，會造成病床偏移向一側，久而久之間隙減少直至相互摩擦產生噪聲。這種故障較難徹底修復，因此病床使用過程中應避免長期受力不平衡。

2.4 故障案例四

2.4.1 故障現象

病床在無任何控制的情況下，腿部自動升起。

2.4.2 故障分析與排除

維修人員根據經驗分析，通常是由于電路板進水引起的誤觸發，為確定故障原因，嘗試替換控制盒及控制手機均未能解決問題。在排除了控制盒、控制手機、三通線故障后，故障原因定位到護理人員控制面板（attendant control panel，ACP）。在ACP 上配置旋轉鎖定開關，可以實現以下3種鎖定功能：腿部提升鎖定、醫用電動床高度鎖定、背板角度鎖定。所有控制手機的控制信號經過T 型三通線傳遞到ACP 裝置，再傳遞給控制盒，進而控制電機的運轉。

維修人員拆開ACP 裝置，發現主板上一個接口模塊布滿液態水珠，拆開接口模塊發現內部金屬觸腳也有水漬，該接口模塊與T 型線連接，推斷由此引起誤觸發，將ACP 進行徹底干燥處理后裝回病床使用，未再出現病床自動升起的故障。

由于ACP裝置被安裝在監護病床的左側、大腿床段下方，與水平面呈45°朝上安裝，T型三通線與ACP的接口呈斜向上45°，且由于接口朝上的安裝位置容易積液，液體進入ACP裝置對電路造成影響，從而引發該類故障。該病床的說明書中標稱“防危險進液的保護”為IPX4，根據GB/T 4208-2017《外殼防護等級（IP）代碼》[6]對各防護等級的規定，IPX4為防濺水，向外殼各方向濺水無有害影響（IPX3為防淋水，IPX5防噴水，IPX6防強烈噴水），顯然該型號監護病床的液體防護是有待改進的。

3 總結與討論

該款病床已在我院使用6年，故障率較高，曾發生過2次不良事件，2016年7月出現1次控制盒燒毀故障，9月同樣故障再一次發生，且2次被燒毀的控制盒均為原出廠配件未經維修，推斷控制盒燒毀與電池相關，之前的繼電器故障也與備用電池相關。2016年將全院所有該型號病床的備用電池拆除，2017年之后繼電器故障相關維修明顯減少。

本研究對該款病床較為常見的故障進行了分析及排除，現對照標準YY 0571-2013《醫用電氣設備 第2部分：醫院電動安全專用要求》，提出幾點改進建議：（1）關于防水等級，由于45°朝上的接口設計容易積水從而損壞病床，這使得該型號病床不能完全滿足IPX4的防水等級；（2）除對新病床的運動噪聲進行測量外，建議標準還應考量病床設計方式是否能在有效使用年限內滿足噪聲要求；（3）標準要求在電網電壓中斷的緊急情況下，靠背下降和頭仰臥位必須能實現（52.5.102）。本研究該型號病床的不良事件及諸多故障均與電池的配置有關，電池是否必需，電池的質量該如何進行保障和監督均是值得生產企業和監管部門需要思考的。

電動病床屬于二類醫療設備，是應對其安全性、有效性加以控制的醫療設備[7]。電氣設備的安全問題應是產品設計的核心問題，生產企業應該嚴格遵守有關標準規定，加強企業內部質量管控，為用戶生產安全可靠的醫療設備。