呼吸機的氣路圖分析與故障維修

馬潔

（萬源市中心醫院設備科，四川 達州636350）

隨著現代醫學技術的發展，呼吸機在現代醫學中得到廣泛應用，提高了醫院搶救治療患者的技術能力，促進了醫院現代化醫療技術水平的發展[1]。因此，呼吸機的運行狀態關系到患者的生命安全和醫療質量的安全等級，也關系到醫院搶救治療患者的水平能力，臨床工程師在工作中要確保呼吸機處于待用狀態，保障其使用過程中的安全性和有效性[2]。氣路圖是呼吸機的重要組成部分，分析了解呼吸機的氣路圖有利于提高呼吸機的維修能力，現就呼吸機的氣路圖分析和故障維修案例進行簡單分析，以供參考。

1 氣路圖分析

呼吸機主要由氣路、電路和控制三大部分組成，氣路圖分析是呼吸機維修的基礎，氣路原理是呼吸機氣路分析的核心內容，首先呼吸機根據醫護人員設定的各類呼吸參數通過各類傳感器進行檢測后，將檢測的信號與目標信號作比較，然后通過相關處理，計算出電磁閥驅動電路的驅動電流，通過電磁閥驅動電路的驅動電流的反饋情況來控制比例電磁閥的打開狀態，從而為患者提供精準的呼吸氣體。如果呼吸機氣路發生故障，輕則影響患者的搶救效果，重則發生醫療事故，因此掌握呼吸機的氣路分析是至關重要的，圖1為泰科PB840呼吸機氣路系統原理圖[3-4]。

圖1 泰科PB840呼吸機氣路系統原理圖

呼吸機的氣路圖大致可以分為三大類，分別是吸入模塊、患者管路和呼出模塊[5-6]。吸入模塊通過患者管路給患者提供氧氣，經患者呼出后的氣體通過患者管路輸送給呼吸機的呼出模塊。如飛利浦V60呼吸機通過主吸氣細菌過濾膜、單肢患者呼吸回路、加濕裝置和患者接口如呼吸罩或ET管路將氣體輸送至患者[7]。其氣體輸送系統如圖2所示。

圖2 飛利浦V60呼吸機的氣體輸送系統

1.1 吸入模塊

吸入模塊以典型機型泰科PB840呼吸機為例，其氧源經過濾器F3過濾，輸送給壓力開關PS1，氧源經壓力開關PS1檢測后輸送給穩壓器REG1進行穩壓，穩壓后輸送給流量傳感器Q1，隨后通過比例電磁閥PSOL1和空氣混合，輸送給控制閥CV3和氧電池進行檢測和控制，最后輸送給患者。

壓縮空氣經接水杯WT1去掉多余的水份，經單向閥CV2和CV4后輸送給穩壓器REG2進行穩壓，穩壓后輸送給流量傳感器Q2進行流量檢測，然后輸送給比例電磁閥PSOL2和氧氣混合，輸送給控制閥CV3和氧電池進行檢測和控制，最后輸送給患者。

1.2 患者管路

患者管路就是連接呼吸機和患者的管路，是吸入模塊和呼出模塊的必經之道。氣源通過過濾器進入濕化器進行濕化和加溫，再通過積水杯輸送給患者?；颊吆舫龅臍怏w經接水杯后輸送給呼吸機的接水杯進行過濾和收集水份，防止患者之間的交叉感染。

1.3 呼出模塊

呼出模塊還是以泰科PB840呼吸機為例，經患者呼出的氣體經接水杯ECV后依次經過過濾器F9過濾、控制閥CV5進行加熱控制和流量傳感器Q3進行流量檢測，檢測后經呼出閥PEEP閥排到空氣中去。在呼出模塊中的SOL2的作用是控制壓力傳感器PE呼出氣體的氣壓。

2 故障維修

2.1 故障一

2.1.1 故障現象

飛利浦V60呼吸機潮氣量小。

2.1.2 故障分析與處理

經分析，飛利浦V60呼吸機會比較每次呼吸的吸氣和呼氣潮氣量，如有差異將被假定由意外回路漏氣引起[8]。根據故障現象，多次不斷調節潮氣量參數設置，但呼吸機的潮氣量都很小，達不到使用要求。將呼吸機設置機器自檢，多次測試，渦輪壓力均在正常范圍，說明呼吸機的渦輪工作正常，能提供足夠的渦輪壓力，初步懷疑空氧混合器故障。

進一步分析，V60呼吸機側面有濾網，濾網應定期清洗，并每一季度更換一次。于是檢查呼吸機濾網，發現濾網灰塵堆積過多，將濾網清潔后安裝測試，故障依舊，打開呼吸機，檢查空氧混合器，發現空氧混合器內部有灰塵污染，由于空氧混合器的內部灰塵不能清潔，需更換空氧混合器。更換相同型號的空氧混合器后開機測試，調節潮氣量參數，呼吸機潮氣量輸出大小正常。

2.2 故障二

2.2.1 故障現象

邁瑞SV600呼吸機氧電池濃度校準失敗。

2.2.2 故障分析與處理

根據故障現象，呼吸機氧電池濃度校準失敗，懷疑氧電池失效，更換氧電池測試，故障依舊。經分析，該機由VCM和VPM模塊從氧電池處獲取AD值信號，正常情況下氧電池濃度越高，AD值就越高。經觀察，更換氧電池后，VCM和VPM模塊從氧電池處獲取AD值反而低于更換氧電池前獲取的AD值，這說明，VCM和VPM模塊分別對應的獨立電路板均出現故障，但這種情況的可能性基本為零，不應當作為維修時的考慮因素。

進一步，進入主菜單，選擇廠家維護，選擇數據監測，進入VCM界面，查看“氧濃度”值，將氧電池直接放置在空氣中時，測得的AD值為397，氧濃度為20%，與大氣中21%的氧濃度值相近。由此判斷VCM和VPM模塊正常，氧電池均正常。將故障機推到在于呼吸機的氧源測試，呼吸機故障消失，初步判斷新安裝的中央供氧系統的氧氣接口與空氣接口接反，將呼吸機連接到空氣接口處測試，故障未發生，通知相關人員對調接口后，開機測試運行正常，故障排除。

2.3 故障三

2.3.1 故障現象

邁瑞SV600呼吸機在使用中報“機械通氣不可用”故障。

2.3.2 故障分析與處理

重新更換呼吸管路，重啟機器進行自檢，故障依舊，根據故障現象，進入維修菜單，選擇診斷測試，選擇數據監測，查看各個傳感器的監測值，檢查發現吸氣壓力傳感器采樣值與實際值均異常，超過正常范圍值，其他均正常。請教廠家工程師后，懷疑傳感器轉接板故障，更換傳感器轉接板后開機測試，故障依舊。上述維修過程說明傳感轉接板完好無故障，請教廠家工程師后，拆開呼吸機，檢查傳感器與通訊板之間的線路連接是否正常，檢查未發現明顯的故障現象。將傳感器連接到主電路板的連接線重新插拔，安裝完畢后開機測試，代碼消失，故障排除。

2.4 故障四

2.4.1 故障現象

泰科PB840呼吸機報病人潮氣量偏低。

2.4.2 故障分析與處理

根據故障現象，設定呼吸機的潮氣量為450 mL/h時呼吸機潮氣量顯示為300 mL/h，但顯示狀態正常。檢查呼吸機管路無漏氣現象，進入維修模式重新做快速自檢（Short Self Test，SST）和擴展自檢（Extended Self Test，EST）時均不能正常通過[9]。初步懷疑呼吸機的呼出模塊故障，呼出模塊的氣路圖分析已經在文章中做了介紹。經觀察，當氧流量傳感器Q1為120 L/h時，呼出流量傳感器Q3為85 L/h；當空氣流量傳感器Q2為120 L/h時，呼出流量傳感器Q3為85 L/h，說明呼出流量傳感器Q3損壞異常，更換相同型號的流量傳感器Q3后開機測試，故障消除。

2.5 故障五

2.5.1 故障現象

北京誼安590呼吸機報空氣流量不足提示。

2.5.2 故障分析與處理

北京誼安590呼吸機是一款治療性呼吸機，采用屏機分離技術，方便靈活監測，能有效降低交叉感染。根據故障先分析，觀察壓縮機正常運行，檢查壓縮機中的管路和接口未發現漏氣現象，調節壓力閥和流量閥，故障現象依舊。根據壓縮空氣的輸送路徑對比每一個氣路元件的輸入和輸出量進行故障確認，排查中發現壓縮空氣經過濾水杯后出現異常。

仔細觀察濾水杯，發現濾水杯中的內芯有污染的狀況，懷疑濾水杯故障造成的空氣流量不足報警提示，因為呼吸機在運行過程中，壓縮空氣的壓力過低后會觸發呼吸機自動報警裝置，于是更換濾水杯測，呼吸機報警解除，故障排除。

3 質量控制

呼吸機屬于高風險的生命急救支持類設備，維修后應按照衛生行業相關標準院感科的要求做好清潔、消毒，并在使用過程中做好呼吸機的使用情況，詳細記錄使用過程中出現的故障現象和維修結果，如發生不良事件，應定時上報[10]。維修呼吸機后，應對呼吸機做好性能參數測試，測試的內容包含但不限于使用專業的質量檢測設備和電氣安全檢測設備按照相關標準對呼吸機的各類參數據檢測和電氣安全檢測，檢測不合格的呼吸機不得繼續使用，直至檢測合格方可投入臨床使用[11]。

加強風險管理是做好呼吸機質量控制的關鍵因素，呼吸機的風險管理工作與呼吸機的運行狀況存在比例關系，當呼吸機出現故障后，臨床工程師應在最短時間內將故障排除，保障呼吸機的正常使用，在最大程度上減低風險因素，提高呼吸機的使用安全性[12]。呼吸機進行大修后，應按照呼吸機的使用說明書要求、國際標準GB 9706.28—2006和JJF 1234—2018《呼吸機校準規范》等進行校準，校準不合格的呼吸機禁止使用[13-14]。

4 結束語

呼吸機是醫院用于搶救治療患者的高風險類醫療設備，呼吸機的運行情況直接關系到患者的生命健康安全，是引起不良事件等醫患糾紛的原因之一[15]。臨床工程師是保障呼吸機安全運行狀態的主要力量，在日常工作中，應提高排除呼吸機故障的技術本領。維修呼吸機時，要借助呼吸機的工作原理、結構組成和氣路圖分析，根據氣路的走向，結合呼吸機報警提示，逐一排除個組件是否存在異常情況。如呼吸機發生故障后，應借助呼吸機的氣路圖分析流程，快速地排除呼吸機故障，這種排除故障的方法可供臨床工程師在日常維修中進行參考。