国产常见血氧探头的结构类型与维修

樊建朝 周焕贤

1.河南省南阳医专第二附属医院 473061

2.河南省南阳市中医院放射科 473061

随着医疗技术的飞速发展，心电监护仪的应用在医院中起着越来越重要的作用。国产监护仪器具有成本低廉、无创、方便、可设定、可记录、容易打印、性能较稳定等特点［1］，现在几乎小、中、大医院均有广泛的使用市场，减轻了医务人员的劳动，提高了护理工作的效率，不过，监护仪的维修也因此变得愈来越重要［2］。监护仪的故障多种多样，但大多都出现在外围部件，笔者经过多年的实际维修，也积累了一定的维修经验，现将常见几种国产监护仪指脉氧的一些维修技巧及实测数据做简单介绍。

血氧饱和度测量的基本原理:现大多血氧饱和度测量均为非侵入式可视脉搏血氧计，先由监护仪主机发出红光指令，由探测器收集光线通过人体后的强弱变化，转换成电信号传向主机CPU分析并在主机显示屏上显示血氧状态及脉搏频率。该应用中的传感器同时用于心率检测及脉搏血氧测量。血氧探头一般置于四肢某一指端或趾端。血氧探头由两部分组成:发光部分有两个发光二极管(LED)，其中一个处于红色可见光谱(660nm)，另一个处于红外光谱(940nm)。探测器分两类:模拟探头和数字探头，模拟血氧探头接收端一般采用与波长匹配的光敏二极管，数字血氧探头一般接收管采用光频转换器，主机配置不同的相匹配后级电路［3］。

血氧饱和度的概念与测量原理:氧是人生存的第一生存条件血液中的有效氧分子是通过与血红蛋白(Hb)结合形成氧合血红蛋白(Hb02)而被输送到全身各组织中。用来表征血液中氧合血红蛋白比例的数值称为氧饱和度定义式为:HbO2/(HbO2+Hb)。

血氧测量的必要条件是要有脉动的动脉血流，使用时探头多夹在手指上，根据情况也可夹在足趾、耳垂等部位，这些部位有动脉血流而且组织厚度较薄，易于测量。血氧探头发射极固定了两个并列放置的发光二极管(LED)发出波长为660nm的红光和940nm的红外光，探测极有一个光电检测器或光敏电阻将透射过手指动脉血管的红光和红外光转换成电信号，它所检测到的光电信号强弱，表示光信号穿透探头部位时，被那里的组织吸收的多少，而皮肤、肌肉、脂肪、静脉血色素和骨头等对这两种光的吸收系数是恒定的，而血液中的HbO2和Hb浓度随着血液的脉动作周期性改变，因此它们对光的吸收也在脉动地变化，由此引出的信号强度随血液中的HbO2和Hb浓度比脉动地改变由主机进行换算，即可得出SPO2值。

脉动信号和心脏的搏动一致，因此检测出信号的重复周期而确定出心率。

血氧饱和度探头的结构与类型:不管哪种血氧探头，它的探测装置均由发射器和接收器正向对面组成。发射器有两只发光管组成，由主机控制交替发光，其中一只发光管发出波长为660nm的可见红光，另一只发光管发出波长为920～950nm之间的不可见红外光，各类探头元器件上的差异不是很大，只是接法上略有不同。根据发光二极管极性接法不同，可分为交流型、共阳型、共阴型，示意图如下:①为交流型;②为共阳型;③为共阴型。

极性接法不同，信号输出及接收就不同。现用血氧探头内部结构大致如此，厂家在设计时在接收电路部分设有震荡信号电路，作为探头接与未接的检测。

接收器因厂家设计不同内部结构和相关参数也具有一定的差异，维修过程中，根据接收器不同，我们主要把血氧探头分为模拟式和数字式两种，模拟探头的接收器一般采用与发射器发射波长相匹配的光敏二极管组成，数字式则采用光频转换器［4］，特点是:模拟探头电路简单，价格低廉，不同机型相互替代性较好，数字式的探头结构复杂，测量的数据相对准确，常用于进口设备和早年生产的产品，现在使用仍然相当普遍。

血氧探头的常见故障:探头本身的故障主要集中在电缆线断路或短路，插头脱焊，发射器、接收器接头脱焊，发光二极管烧毁，或接收效率下降或损坏等。维修时一般情况下可通过肉眼识别、静态测量判别其好坏，同型号探头替换法是鉴别主机或探头损坏的最快方法［5］。探头外部因素导致的故障主要集中在噪声干扰，病人抖动或指头角质化严重，探头发射，接收部分不洁以及漏光等。现时的监护仪器一般都带报警功能，报警时的故障代码或提示是找到故障原因的捷径之一。

常见国内机型血氧探头的实测数据:现国内心电监护仪型号多样，指脉氧接口外观也各不相同，但与主机相连的接口一般以五针和六针接头最为常见，接口插槽依据插槽形状分单槽和多槽几种，其中双槽的依据两槽距离大小还有窄槽和宽槽之分。笔者将常见接口以如图所示:图1为六针宽槽，图2为五针单槽，图3为六针窄槽，以此类推。

不过各型探头连线方法也是各有特色，主要表现在接头连线位置、顺序变化、模－－数类型选择，以及接头插槽的匹配，近年来有些厂家生产的血氧探头如果插槽一致也可以互换，一定程度上降低了维修难度。

国内常见几种血氧探头实测数据:笔者在多年的维修实践过程中，对国内常见几种血氧探头实际数据进行了测量，并记录在案，主要是静态测量方法，利用万用表测出相关的各角之间的电阻值，以备维修和不同机型之间的相互替换。

笔者所用的万用表是深圳亚鹏生产的HC9205－H型数字万用表，价格便宜，市场上很容易买到。实测数据以表的红笔接连的角称为(+)，黑笔相连的角称为(－)，例如1+2－500表示红笔接1黑笔接2测得的电阻值是500欧姆，以此类推。

现列举几种常见机型的实测数据，见表1。

表1 常见指脉氧实测数据

维修实例3则

故障现象1:深圳迈瑞机型PC－9000监护仪显示血氧探头脱落，探头观测未见红光发射。

检修:探头无红光发射，查看探头发射极未见发黑级破损，先卸开探头接口插头，未见断线及脱焊，用表测量，3、4接头阻值无限大，用小刀小心拆开探头，从发光管根部测量，静态阻值正常，因而判断为导线断线所致。导线断线处一般在线两端近处常见，由于探头端断线不易连接，故先从插头段剪掉约10cm长导线，然后测量，发现3、4阻值已经正常，经重新焊接联线，套好，连上主机实验，SPO2值恢复正常。

故障现象2:深圳井田监护仪血氧饱和度显示血氧错误，无SPO2值，探头有红光发射。

检修:取下血氧探头，见探头发射头及接收头颜色正常，未见发黑及破损，用万用表测量3、4角阻值正常，5、6角阻值对光有变化，又测得5、6角对1角均有阻值，考虑探头对地击穿可能，用手术刀小心刮开接受极，断开连线，在根部进行测量，未见与地相同现相通现象，考虑应该是导线问题，在导线插头段剪掉10cm，再测量，5、6角对地阻值无穷大。用刀剖开剪断部分，发现局部屏蔽线断线并扎入5角信号线内，造成短路，按原焊接线位置重新焊接联线，套好，连上主机实验，SPO2值恢复正常。

故障现象3:Mindray－PM－9000监护仪SPO2值显示值偏低。

检修:观察探头发光正常，而血氧饱和度减低，经测量，探头各部分静态值正常，但2、5角阻值对光反应不敏感。应为探头性能不良所致，因没有备用探头，决定用替代法进行改装，经查阅本人原来所记录的实测数据，发现其所测数据与120～PC9000六针窄槽的极其相似，决定用其替换，焊下120～PC9000插头各线，按PM－9000相应各角进行连接，将6角空置，装好后开机实验，主机显示探头脱落。经思考可能与内部电路不匹配有关，将探头插头1、6角短接，再进行试验，血氧饱和度正常，到现在已经用了两年一切良好。

1 刘凤军.医用电子仪器原理、构造与维修［M］.北京:中国医药科技出版社，1997.

2 张磊明.NPB－400多参数监护仪血氧探头等检修.医疗设备信息，2002(11):67.

3 刘永宣，刘丙杰.指夹式血氧饱和度探头的维修保养.医疗设备信息，2002(11):67.

4 高新军，等.解放军第306医院医学工程科.

5 谢正洋.无创血氧饱和度的测量及无线监测系统的研制［D］.苏州:苏州大学，2009.

6 王建华.迈瑞PM－9000多参数监护仪血氧工作原理及血氧探头常见故障分析.医疗装备，2007(7):59－60.