冰冻切片机原理及故障分析

钟志龙

【摘要】本文系统介绍冰冻切片机原理，重点分析了制冷系统和切片系统，在了解原理基础上，很好使用替换法去修复机器，从循环系统查找问题所在，细分切片质量差的原因，有针对的处理。

【关键词】 冰冻切片循环

【Abstract】 This paper introduces the principle of freezing microtome, Hfocuses on the analysis of the refrigeration system and the slicing system, in understanding the basic principle, very good use substitution method to repair the machine, from the circulatory system to find the problem, reason subdivision slice of poor quality, targeted treatment.

【key words 】frozen cycle

【中图分类号】TH775 【文献标识码】B【文章编号】1004-4949(2014)07-0026-01

当前肿瘤发病率越来越高，对肿瘤的定性主要依赖病理检查，尤其是肿瘤外科在手术中更是要求对疾病性质、病变范围、切缘是否有癌残留等问题做出快速准确的诊断。目前国内外常用的做法是通过冰冻切片机快速制取组织切片，然后快速染色、快速阅片、快速诊断。我院使用冰冻切片机也有20多年，已经换了2代冰冻切片机，现使用2台赛默飞HM550型冰冻切片机，根据多年维修心得进行总结。

赛默飞HM550型冰冻切片机其基本原理是选取新鲜待检组织，放到低温速冻台上根据组织的结构和性质不同，选择的低温点也不同，一般为经过1分钟的速冻后，提高组织的硬度，然后在低温环境下如-24℃切片，裱贴到载玻片上后，进行快速染色，然后可快速阅片出结果。冰冻切片机主要分制冷系统、电脑程控系统、切片机系统等。制冷系统是其核心部分，直接关系切片质量。在微电脑控制系统的调控下，制冷系统能够连续地、稳定的工作。初开机后2.5小时内，冷箱温度就能达到极限低温如-24℃。冷箱内温度为20℃~-40℃可调，并能稳定在某一设置的温度范围保持不变。冷台有8孔直接冷却载物孔，另有4孔半导体冷却台（可调温度）。载物卡座温度应为可调，在冷箱达到设置-10℃低温的前提下，载物卡座半导体冷却系统启动后，温度应每5秒钟降低1℃，3分钟内能降到-24℃，该系统采用半导体冷却，散热通过冷却盐水循环到交换柱和制冷剂实现冷热交换。该机设计化霜周期为24小时可调，一般设定在晚上化霜，化霜时载物卡座冷却泵不循环，直接发热化霜载物卡座，箱体和散热片通过发热丝加热化霜。制冷系统原理图如下：

图1：制冷系统原理图。

切片机系统结构坚固，运转稳定灵活，确保切片机精密机械部分不会受到低温及冷冻的影响。切片厚度在3~10微米可调，调节精度为1微米。载物卡座进退旋钮运转灵活经特殊处理后，不易被冻结，载物卡座进退采用步进电机控制，切片机操作手轮在冷箱外转动时平稳灵活轻便。结构图如下：

圖2：切片机构图

电脑控制系统在精确的微电脑电路控制系统作用下，制冷系统按设定好的参数有序进行，压缩机启动，将贮液罐内的制冷剂送入冷箱内的蒸发器中，经交换，制冷剂带走冷箱内热量并到散热器内释放，再回到贮液罐，然后做再一次循环，逐渐降低冷箱内温度直至设定值。在需要时，把载有待冻组织的载物托置于冷台上的托孔内。将制冷剂的循环管路通过控制器切换至冷台后，冷台压缩机启动，制冷剂涌入冷台蒸发器，进行快速降温。卡座的半导体制冷系统在按程序控制到达设定温度，把达到降温要求的组织块移到机头处的载物卡座上，固定好。通过刀座进退旋钮和切片机手轮完成组织块的削切整理。设定好切片厚度，顺时针转动手轮，完成切片工作。

赛默飞HM550型冰冻切片机使用了5年多，故障也不少，多数出在冷却系统中，曾经发生一次2台切片同时故障，故障都出在制冷系统。

（1）1号切片机开机不制冷，早上开始做冰冻切片时，机器声音又点大，操作人员未及时发现，继续使用，半小时后温度开始上升，不能切片，检查压缩机温度(参考值不超过90℃)，手摸为滚烫, 有220伏供电，线圈未断，但不运作，更换启动电容也是一样现象，明显压缩机卡泵，只能更换，经检查该压缩机是采用R404a制冷剂的,温度达到-40℃的压缩机。通过市场上制冷设备厂家直接订货更换，高压加到14.5Mpa,低压保持在0.2Mpa.运行效果良好。

（2）2号切片机当时是在1号机出故障后，本来在清洗后待干燥还不够时间干燥3天（通常干燥7天），箱内水分还比较高，温度降低到-24℃，载物卡座进出过程中，硅胶管和底座钢管连接脱落，冷却盐水全部流出，硅胶管和底座钢管脱落原因：底座钢管本来是和卡座一起运动，钢管底部有水结冰冻住，不能运动，硬把管拉脱了，从新接好硅胶管，加冷却盐水前，先对循环管路进行清洁冲洗，先用加到循环泵进行循环过滤杂质，循环10分钟后，在快速接头处拔掉管吧水排出，原以为这样可以把循环管路的水排干净，往循环泵加冷却盐水开机使用，3小时后温度能到-24℃，但半小时后循环本不循环，开始以为还有很多杂质在交换柱内，多次冲洗无杂质，水很清，最后发现冷却盐水结冰循环不起来，是所谓的冰堵，问题出在二次交换的冷却盐水，盐水是新的，后来在载物卡座半导体制冷部分清洗的水未排干净，拆出整个底座，在图2的两快速接头处管路拆出，用吸球把水吸走，接好后再用盐水循环，可以达到快速冷却功能。

冰冻切片机使用多年来，除了冷却温度的要求，也要做好切片部分的调整，而切片不能符合要求的情形由下几种问题引起：

整机放置不牢固；切片过程中晃动导致。

标本与刀片之间夹角不合适造成切片质量不佳，不能应用于光学观察。

进动机械运动中传动机构不畅，引致切出的切片折叠，皱纹，不能使用。

所制作的标本质量不佳，不适宜进行切削。

针对上述问题，重点做好对切片系统的平衡性，稳定性进行检查排除(1)可能，从卡座定位内六角螺丝入手，此处经常松。调整到合适刀架角度，来解决问题（2）。解决问题（3）时需要结合箱内温度和湿度等，曾经出现一次加制冷剂不纯，造成制冷过快，刀架易结霜，切片质量差，更换制冷剂，解决结霜问题，平时要及时清理残渣，尤其在使用完毕要把刀架附近清扫干净，以免化霜后，残渣附在运动臂上，影响机械运动。问题（4）有多方原因，不属于机器范畴来讲。

赛默飞HM550型冰冻切片机总的来说，性能稳定，维护方便，尤其在我维修部工作人员的精心保养和维修下，设备一直保持良好的运行状态，有效控制了维修费用，同时满足临床外科手术的需要及为患者的正确治疗提供了可靠的保证。

参考文献

［1］李成 进口IM236冰冻切片机不制冷的原理分析与故障排除 医疗装备2002第6期

［2］胡东升等 恒冷速冻式快速病理切片机的研制医疗设备信息 2002 第2期

［3］梁景棠CRYOCUT一1800冷冻切片机维修医疗装备2011第3期

［4］ 徐庆俊等冰冻切片机压缩机组更换体会医疗装备2001第8期

［5］ 金燕冰冻切片机常见故障及维修 医疗设备信息2010年第25卷1 2期X