PB700系列呼吸机自检程序剖析应用

周理治，姜 天

0 引言

PB呼吸机是美国泰科公司的产品，市场占有率较高。其中，700系列包括PB740和PB760 2款机型。该系列呼吸机使用活塞供气模式，代替了一般的空压机供气方式，很大程度上减小了因空压机的使用带来的噪音、停电无法使用等问题。同时其使用简单，转运方便，作为一款中低档呼吸机，得到了广泛的应用。

700系列呼吸机自检主要分为使用前快速自检（short self-test，SST）、开机电源自动自检（power-on self-test，POST）和扩展自检（extended self-test，EST）这3种自检方式在呼吸机使用中均经常用到。

1POST自检

POST自检为机器自动对其微控制器、存储器、电源、电池、传感器和电动机等最主要的基础部件进行检测，在每次开机、EST和SST开始和结束、各种校准完成、在功能菜单中对压力设置进行修改及因为各种原因引起的机器复位重启时均会运行此自检程序。

1.1 POST自检步骤及错误代码读取

POST自检在系统内部分为以下3个部分：

（1）POST1：BD（breath delivery）和 UI（user interface）2个微处理器及其相关电路测试。

（2）POST2：BD 和 UI子系统测试。

（3）POST3：同步控制器检测、压力及呼出传感器检测、电源检测和UI控制检测。

当POST自检失败时，机器会自动反复运行POST自检3次，根据出错的步骤，系统会根据不同形式反馈错误代码信息。

POST1（UI）失败，会通过错误代码形式反馈故障信息，错误代码可在面板信息窗内查看，例如：

第一行即为错误代码，该故障主要由UI微处理器及其相关存储器的部分测试项目未通过而造成。

POST1（BD）或 POST2（BD）失败，错误代码需要通过查看控制板（controller PCB）左边的一组Flash LED来获取。4个LED灯亮灭一次表示每位代码间的间隔，按以下顺序读取：亮灭，第一位代码，亮灭，第二位代码，亮灭，第三位代码，亮灭，第四位代码，亮灭，最后一位代码。代码的读取按亮灯记为1，灭灯记为0，之后根据2进制码换算即可。如错误代码依次显示为：0000、1001、0001、0000、0110，读取其亮灯顺序并按2进制码翻译成错误代码，即为09106。该部分错误主要是由BD微处理器、相关存储器和电动机故障而引起。

其他步骤失败，会在POST测试结束后，在面板信息窗上显示POST FAILED，转动旋钮至Reviews test log，进去后便可查看测试中失败的错误代码。需要注意的是，在此查看的代码后面有错误发生的时间，要注意机器自身的时间设定值，防止与历史错误代码混淆或遗漏。

1.2 替换法初步排除POST故障

针对POST测试失败，通常只能参考错误代码所指向的故障部分，采取替换法逐一进行故障排除，主要包括以下几个方面：

（1）更换压力板（pressure solenoid PCB），即主机内最上面的一块PCB板。更换时需注意呼出阀流量传感器连接管的上下顺序，另外，3根压力传感器管路的插拔应十分小心，切莫将PCB板上的插口拔断。

（2）更换控制板，即压力板下面的一块PCB板。更换后需要对呼吸机的各项常数进行更新，可在POST结束后，旋钮至菜单Update Constants，进入后逐一进行修改，机器参数在机器上盖内侧即有详细标注，分为流量传感器、氧气阀和气缸参数3个部分。每次更换控制板后，都必须对此参数进行完整更新，否则后续EST检测会无法通过。此PCB板上包括2个电动机控制芯片（左上）、UI（右）和BD微处理器（左）和5个存储器（EPROMs）。大多数情况下，控制板故障是由存储器的内部数据错误造成的，有条件的医院可拆下存储器尝试对其内存进行重写更新。

（3）更换电源。呼吸机电源位于呼吸机下方，从背后即可拆开抽出。它包括一个+24 V开关电源和BBU（battery backup）PCB板。电源部分故障通常都由+24 V开关电源引起，为节约成本，加快维修速度，可使用普通开关电源替换，成本只要500元左右，但一定要满足功率要求。

（4）除此之外，电动机齿轮的错位及限位光耦被灰尘遮挡、编码器故障等也会导致POST失败，但通常情况下，对其做简单清洁即可排除，严重问题出现概率很小，更换拆装较为复杂。

2EST自检

EST自测是对机器各部分的硬件、软件、呼吸回路等项目进行的完整的系统扩展测试。通过测试，维修人员能结合错误代码对呼吸机存在故障的部分及故障原因进行较为准确的判定。

2.1 EST自检进入方法

进入EST自检的方法有3种：（1）正常模式下，开机按住菜单键，进入维修模式，旋钮选择EST后进入；（2）机器故障情况下，直接开机后显示POST PASSED，旋钮选择EST进入；（3）正常模式下，按菜单键进入维修模式后，依次旋钮选择A．Service menu—Diagnostics/Calib—run test进入。其中，前2种方式进入EST都必须执行完整的EST测试，不可跳过任何步骤，且如果出现failed情况便立刻被写入存储器，必须重新进行测试，直到所有存在failed的步骤全部通过，否则呼吸机将无法进入正常通气模式。出现Fault的项目表示存在隐患但不影响使用，可以跳过，但在使用中需要引起注意。第3种方法则可选择性执行EST的各个步骤，对单个步骤进行测试，且对于出现failed的项目不会被写入存储器中，即不会影响呼吸机正常通气模式的进入。但当呼吸机由于POST测试中出现故障，以及其他各种原因导致非正常重启等情况下必须执行EST测试时，第3种模式是无法选择执行的。

2.2 EST自检分步解读及故障排除

测试前准备针对EST每一步的结果，对引发故障的原因及处理方法进行分析如下。

2.2.1 测试前准备

测试前准备包括呼吸机预热10 min，提示断开患者连接，堵住Y型管接口和选择管路直径及湿化器类型。

2.2.2 数模/模数转化器测试（DAC-ADC loop test）

对流量传感器和压力传感器校零，并通过数模转化与PCB板上的预设值进行对比。此测试主要由压力板对数据进行测试后，转化并传输到控制板上进行数据对比，一旦失败便会提示Failure。通常情况下，只能依次更换压力板和控制板来解决。

2.2.3 安全阀测试（safety valve test）

系统按 40 cmH2O/s（1 cmH2O＝98．06 Pa）的速度加压直至安全阀泄压，并与预设值进行比较，以确认安全阀是否能正常泄压，此步测试失败便提示Failure。遇到安全阀测试失败，可首先检查安全阀与呼吸回路的连接部分，排除堵塞、漏气等情况，其次测量安全阀的电阻值，正常的阻值应为10．5～14 Ω。若问题仍不能解决，则需更换安全阀及压力板来确认故障所在[1-2]。

2.2.4 电动机传感器检测（motor sensor test）

通过控制活塞完成 50、100、150 L/min 3次送气，并与系统预设值进行比较，主要判断编码器是否正常。此步失败会提示Failure，通常可首先检查编码器齿轮和活塞连杆齿轮间的咬合和齿轮自身是否出现严重磨损和缺齿情况，必要时可在连杆上适当涂抹润滑油，其次再进行编码器和2块PCB板的更换，确认其他故障原因。

2.2.5 氧气压力传感器测试（zeroing of Po）

对氧气压力传感器进行校零并读取其压力值与系统预设值进行对比，如果失败则提示Fault，即可忽略错误。此步骤失败应首先检测氧气输入压力，确保压力在40～90 psi（1 psi＝6．89×103Pa）之间，通常情况下，可将压力调节到55 psi左右，以便更好地通过测试。其次检查操作步骤，确保断开氧气连接时，氧气输入端的压力等于大气压力。反复操作几次若仍不能通过，则按照氧气减压阀、氧气压力传感器、压力板的顺序进行依次更换测试[3-5]。

2.2.6 氧气电磁阀检测（O2solenoids test）

检测氧气压力传感器和电磁阀状态。系统首先对体积分数为（21±3）%的氧气进行定标，之后对氧气低流量电磁阀和高流量电磁阀分别进行测试，若测试失败则提示Fault，为可忽略故障。此步骤测试涉及到氧气气源压力、氧电池、氧气压力传感器以及机器内部参数等多方面问题，在EST检测中，出现错误的几率很高。测试若出现错误，首先要保证前一步氧气压力传感器测试必须通过；其次，需要检测氧电池是否失效，并检查氧气气源流量是否达标，排除因为输入氧气气源压力够但流量过小的情况，尤其是使用墙壁中心供氧的时候，氧气插口接触不良、密封圈老化松动、定位弹簧断裂等各种隐性故障均很容易引发此类问题；再次，在校准测试界面中进行氧气传感器和氧电池校准，之后再重新进行此步骤的检测。若问题仍未解决，可继续在系统参数设置查看面板，对照机器给定参数进行查看，防止存储器内的参数变化而导致测试失败。最后，分别检测氧气电磁阀的电阻值，低流量和高流量的对应电阻值分别为95～126 Ω 和 36～51 Ω，工作电压为+23～+25 V，并根据上述数值依次进行氧气电磁阀和压力控制板的更换。由于此步骤失败后提示为Fault，若存在严重问题，后续测试步骤也会反映出来，因此，大多数情况下该步骤失败直接跳过即可[6]。

2.2.7 流量传感器测试（flow sensor test）

对流量传感器自动校零，并依次检测设定值为20、100、150 L/min 时的实际流量，误差在±10%以内即通过。该测试失败提示为Failure。该步骤的出错率相对较高，首先可检查环境温度和氧气气源压力是否正常，并保证机器有足够时间进行预热，对于环境温度较低的情况，可适当延长预热时间，以保证流量传感器热丝得到足够加热；其次，进入Review Constants检查机器内设参数是否正确，包括传感器温度范围（45～55℃）和传感器内设参数；再次，拆下流量传感器，观察其金属网上是否有污物，可使用无水酒精进行浸泡清洗，清洗中尽量避免与热丝的直接接触；最后，对流量传感器或压力控制板进行更换来确定故障部件。更换流量传感器时务必在Constants中修改所换上去的流量传感器的参数值[5，7]。

2.2.8 漏气测试（leak test）

此测试还包括Pe Pcyl compare和Auto zero solenoidtest2步。首先系统给定50cmH2O（1cmH2O＝98．06 Pa）的压力，并监测压力下降值，若6 s内压力未低于40 cmH2O，则漏气测试通过，自动进入Pe Pcyl compare测试。此测试系统对气缸和呼出阀的压力进行监测，均保持在3．5 cmH2O以上即通过，并进入Auto zero solenoid test测试，测试中，首先监测Pe压力，需小于6 cmH2O，再对比监测Pcyl压力，确保P1和P2之间的压力在20 cmH2O以下即通过测试。本步测试前2步失败提示Fault，第3步失败提示Failure，不过通常情况下，第1步失败后，后2步测试很难通过。遇到失败时，主要是检查外部管路和内部压力软管的连接，确保其接口处无漏气现象，若确定管路及其连接无漏气现象，则需要更换check阀、自动校零阀和压力控制板进行进一步的故障排查。对于第1步，如果漏气现象存在但不严重，可通过缓慢挤压外部管路使压力值保持在40 cmH2O压力以上，即可骗过测试，进行后续2步的测试。

2.2.9 呼气回路顺应性测试（circuit comp test）

测试整个呼气回路的顺应性，分别在10、40、70 cmH2O压力、10 L/min的流量下进行3次测试，顺应性在1～12 mL/cmH2O之间即可。测试失败提示为Fault，若上一步测试正常，则只需要检查外部管路的连接情况和吸入、呼出端过滤器是否正常即可。若仍然无法通过，可尝试更换弹性较好的管路，并且不接过滤器直接连接管路进行尝试。

2.2.10 吸入、呼出端过滤器测试（I/E filter test）

给定100 L/min的流量，通过不同的管路开、闭连接，对吸入、呼出端过滤器的通透性进行测试，每步连接压力损失应≤5 cmH2O，且整体回路损失应≤20 cmH2O。测试失败提示为Fault，只需更换过滤器或者拆除过滤器直接连接管道进行尝试即可。

2.2.11 PEEP 系统测试（PEEP system test）

对 PEEP 泵依次给定 5、10、15、20、25、30 和35 cmH2O的压力，并对结果进行监测，需要7个测试点的结果在误差范围内并能保持一定的线性规律，之后将结果记录到存储器中，并重复测试一次以确定结果的正确性。测试失败后自动重复进行，重复5次后若仍然无法通过，则提示Failure。该故障可首先检查系统是否存在漏气或管路连接问题。其次检查PEEP泵及其过滤器，保证PEEP泵的减震部件状态良好，无过度老化现象；测量PEEP泵的工作电压，正常范围为+23～+25 V；检查PEEP泵过滤器是否存在阻塞，拔出PEEP泵下气载上的管路，检查是否存在阻塞或黑色粉末沉积。之后可进行PEEP泵校准，若测试依然无法通过，则需要依次更换PEEP泵、呼出阀和压力控制板进行进一步故障确认[1]。

2.2.12 控制阀门检测（check valve test）

系统给定50、100和150 L/min的流量，对控制气缸进气和出气的2个控制阀进行检测，确保其按指令正常闭合和开启。检测失败提示为Failure。此步遇到失败可直接对气缸上的2个控制阀进行更换以确认故障。

2.2.13 气缸漏气测试（piston leak test）

给定气缸40 cmH2O的压力后，监测其在6 s内是否存在因漏气引起的压力降低情况，不通过即提示Failure。此步骤报错可首先检查氧气气源压力是否达标，以及要求阻塞吸气端是否正确，排除以上问题后，可查看气缸系统的参数设置，并通过校准界面进行漏气校准测试，若之后依旧无法通过，则需要依次检查或更换出气控制阀和进气控制阀[1]。

2.2.14 指示灯测试（lights-displays test）

自动检测面板上的各项指示灯，不通过即提示Failure。若本步测试失败，通常情况为LCD panel/UI display PCB板存在故障，可直接更换以确定故障范围。

2.2.15 按键测试（keys test）

按提示顺序依次按下键盘亮灯按键，按错任何一个即失败，提示Failure，与按键面板和控制板相关联。

2.2.16 报警测试（main alarm test及backup alarm test）

该测试为2步，分别测试机器的各种报警是否正常，失败分别提示Failure和Fault，遇到失败，优先检查扬声器和相关排线是否故障，之后再考虑更换压力板。

2.2.17 风扇测试（fan test）

系统通过读取机器右侧的温度传感器的温度以及对比机器内外的温差来确认风扇是否工作正常。该测试遇到失败提示Failure。通常呼吸机在此步报错并非风扇引起，大多数情况是由于外界温度过冷或者急剧变化引起，传感器被灰尘覆盖以及风扇滤网灰尘过多也容易引发此故障，对其进行必要的清洁即可。若遇到风扇的转速明显不正常，可测试风扇的工作电压，正常的电压为+23～+25 V，若电压超出正常范围，则需要检查压力板供电部分是否存在问题[3]。

2.2.18 加热器测试（heaters test）

检测呼气阀加热系统和热敏电阻是否正常工作。若监测到温度值与设定值相差过大，则提示Fault，虽然该故障可被忽略，但会影响到呼气阀的正常工作以及增加呼吸参数的误差。通常情况下，可直接更换加热器和热敏电阻以确认故障。

上述步骤全部通过后，系统会提示EST PASS，确认后系统自动重启，并执行一次POST测试，之后便可正常使用了。若上述步骤中仅有Fault存在，则按手动呼吸按键2次忽略错误并跳出EST测试即可。若存在Failure项目，则必须重新进行EST测试，直至消除所有Falilure项目，否则机器将无法使用。

3SST自检

SST自检为临床使用前对所连接管路及呼吸机基本状态的快速检测，主要包括项目为所使用管路和过滤器的顺应性及漏气测试、呼气阀测试、PEEP测试等。在开机后，直接按菜单键选择SST测试进入即可，测试具体项目基本可理解为EST的简洁版。通常情况下，SST应在每次更换管路、湿化器时进行，同时，长时间使用的机器每隔15 d至少应进行一次SST测试，以排除各种安全隐患。在SST测试中，对于测试失败的项目，首先应从外围管路和过滤器等部件检查，确保其连接正确，不存在漏气和堵塞等问题。之后若仍无法排除测试失败项目，则需进行EST测试，进一步细化检测并查找问题的所在。

4 结语

泰科PB700系列呼吸机的3种自检囊括了其在使用中所遇到的各种问题的错误信息，掌握各种自检的详细步骤流程，熟悉各步自检的内容和错误信息指向，才能准确定位故障点，快速对错误故障采取措施，进而提高医院医工部门工程师故障判断和自修的能力。在使用中，应注意3种自检的区别与联系，根据需要选择不同的自检程序来提高维护和维修时故障排查的效率。除此之外，对于一些需要厂家更换配件及电路板的故障，提前的自我诊断故障，确定故障点，告知厂家上门所需携带的相关配件、电路板，也有助于厂家提高维修速度，缩短设备停机的时间。总之，PB700系列呼吸机的正常使用和维护，离不开使用者和工程师对自检程序的熟悉与掌握。通过对其3种自检方式的介绍，操作者和工程师能简单了解各种自检的内容和方法，从而在使用中遇到问题时能根据自检中的错误提示，快速定位故障点，尝试排除一些常规故障，更加有效地确保呼吸机的正常工作和安全使用。

[1] 李凯，纪光轮，王燕妮．PB760呼吸机常见故障点快速锁定及处理方法的设计[J]．医疗卫生装备，2011，32（1）：135．

[2] 李家弘．TYCO PB700系列呼吸机气路故障维修[J]．中国医疗设备，2008，23（7）：107-108．

[3] 王科文．PB760呼吸机常见故障分析与维修[J]．医疗卫生装备，2012，33（1）： 148.

[4] 陈荣.PB呼吸机故障 4例[J].医疗设备信息，2006，21（6）：110-112.

[5] 胡炜贤.医用呼吸机PB760常见故障分析与检修[J].医疗卫生装备，2010，31（6）：130.

[6] 古庆恩，李信政，上官林峰.PB760呼吸机常见故障及维修[J].医疗卫生装备，2011，32（8）：143-144.

[7] 徐泽林，陈荣.PB呼吸机EST程序的剖析及应用[J].中国医疗设备，2008，23（2）：103-104.