伟康Bipap Vision无创呼吸机原理与故障维修

2015-12-26崔志刚

医疗卫生装备 2015年8期

崔志刚，郭丹

崔志刚，郭丹

0 引言

无创呼吸机是临床治疗呼吸系统疾病的常用设备之一。伟康公司的Bipap Vision无创呼吸机（以下简称“Vision无创呼吸机”）具有包括双水平正压通气在内的多种通气模式，在临床各监护病区得到了广泛应用。我院现有3台Vision无创呼吸机，在多年的使用过程中总结了一些维修经验，现介绍如下，以供参考。

1 电气结构及工作原理

Vision无创呼吸机内部各块电路板之间的电气连接关系如图1所示。从Vision无创呼吸机正面打开机盖，左侧后部L形电路板为电源板（power supply subsystem，PSS），负责电源的供给；正中间下方是主控板（main control，MC），是整个呼吸机的中枢控制部分；主控板上方与主控板通过排针连接的是压力控制板（pressure control，PC），上面多个压力传感器与气路由导管连接，主要负责接收气路压力、流量测量值，并控制气路各电磁阀的开合；中间后侧是变压器与涡轮压缩泵，为呼吸机提供压缩空气；右侧与气路集成在一起的2块电路板是气体流量模块（air flow module，AFM）与氧气模块（oxygen module，OM），分别测量输出气流与氧气气流的各项参数。另外，与屏幕连接的是显示控制板（display control，DC），用来控制屏幕显示与按键功能。

图1 Bipap Vision无创呼吸机电路控制框图

图2是Vision无创呼吸机的气路控制框图。呼吸机的空气气源来自于内置的涡轮鼓风机，由压力控制板上的数模转换器输出工作电压进行闭环控制[1]。测得的鼓风机实际转速送入处理器，与期望转速进行对比，从而通过升高或降低数模转换器的输出电压来实现适当的气体压力和流速。被压缩的空气首先进入内嵌限流器（in-line flow restrictor，ILFR），它是一个类似储气仓的结构，入口开放的大小由电磁阀控制，对进入的高速气流起到降低流速、控制压力的作用。压力调节阀（pressure regulation valve，PRV）是一个比例电磁阀，根据设置的呼吸参数（比如频率、吸气压力等）定时开闭，将限流器处的压缩气体释放出来提供给患者呼吸用。气流途中依次经过气体流量模块上的温度传感器、流量传感器、压力传感器，测得的气流温度、流速、压力值反馈到压力控制板，进一步调节限流器电磁阀和压力调节阀的开合大小，以达到一个稳定的输出流速。

图2 Bipap Vision无创呼吸机气路控制框图

Vision无创呼吸机还具有可选配的氧气调节模块，氧气气源可来自氧气瓶或墙上设备带中心供氧，需要的气源压力为50～100 psi（1 psi=6.89 kPa）。高压氧气首先进入氧气调节器，然后经过比例电磁阀和氧气模块到达空氧三通处与空氧混合。其中氧气调节器起到气水分离过滤和降压的作用。与气体流量模块一样，氧气模块上的流量传感器可测得氧气流速并反馈到比例电磁阀上达到稳定的输出流速。压力控制板与气体流量模块、氧气模块、限流器、压力调节阀都有电路连接，还通过氧气模块间接控制氧气比例电磁阀，同时与主控板有着指令交换，可以根据设置的氧气体积分数合理计算并分配空气、氧气2路的流速与压力，使之在空氧三通处混合输出，给到患者预设的吸气压力。同时要指出的是，这种氧气体积分数控制只是一个计算值，无法达到有创呼吸机的控制精度，只能作为无创通气的一个有益补充。

2 常见故障及处理

2.1 故障一

2.1.1 故障现象

Error 205，面板黄色眼睛报警灯亮。

2.1.2 故障分析

Error 205为呼吸机内部电池无法充电的报警，判断为电池失效[2]。内部电池由3节1.2 V、110 mAh镍镉电池串联组成，专门用于报警功能的供电，失效时会有黄色眼睛灯提示。

2.1.3 故障处理

自行购买电池进行焊接替换。鉴于镍镉电池污染严重，有些地区已停售，经验证，用3节1.2 V镍氢电池替代使用。

2.2 故障二

2.2.1 故障现象

氧气体积分数不能调节。

2.2.2 故障分析

氧气体积分数调节的2路气源分别来自高压氧气源与机内涡轮压缩泵，氧气气源在内部减压过程中会有微量泄露。后部风扇除了散热作用，还起着将这些氧气排出机外的作用，保证涡轮泵吸入的是正常空气。当风扇损坏时，内部微量泄露的氧气会积聚在机内无法排出，导致机内氧气体积分数升高，此时被吸入的话会导致氧气体积分数高于设置值。因此，主控板在通过风扇传感器监测到风扇没有转动的时候，会强制保护性地停用氧气体积分数调节功能，将其固定在21%。

2.2.3 故障处理

经分析，可判断后部散热风扇停转损坏，更换风扇即可。风扇规格为24 V、0.14 A、3.3 W，应注意风扇大小要与4颗固定螺孔匹配。经验证，也可以更换0.16 A左右的风扇，但是风扇电流不能太大，否则会烧坏显示控制板。

2.3 故障三

2.3.1 故障现象

计量发现实测氧气体积分数与设置氧气体积分数有误差。

2.3.2 故障分析

Vision无创呼吸机设置氧气体积分数是呼吸机根据固定比例送出适当流量空气、氧气混合后的理论值，不代表实际测得送至患者端的氧气体积分数。因此，实测氧气体积分数与设置氧气体积分数存在误差的现象是因为两边气体流速输出不准确，导致混合后出现偏差。

2.3.3 故障处理

首先注意氧气气源压力是否在正常范围，其次检查压缩机工作是否正常，最后检查压力控制阀与氧气比例电磁阀工作是否正常。检查发现压力控制阀出现故障。更换压力控制阀，氧气体积分数恢复正常。

2.4 故障四

2.4.1 故障现象

屏幕黯淡，触摸有黑斑。

2.4.2 故障分析

影响显示屏寿命的因素有内因和外因，内因有外围部件性能、发光器件性能、产品抗疲劳性能[3]；外因有显示屏的工作环境等。Vision显示屏为灰度屏，接近内部涡轮增压泵及电源，属于高热工作环境。当散热不良时，表面液晶使用时间过长会老化、失效。

2.4.3 故障处理

自行到当地电子市场购买同型号的显示屏更换即可。

2.5 故障五

2.5.1 故障现象

使用中压力报警。

2.5.2 故障分析

气道压力是通过测压管连接到机器内部测量的。呼出阀、测压管、机器内部压力传感器其中任何一个存在老化、泄露、堵塞情况时，都会导致管道内压力无法完全到达压力传感器，从而使测得的压力出现偏差造成压力报警。这时应仔细排查各连接处有无漏气、管道内有无堵塞。如果排查后测得压力仍然出现偏差，说明内部压力传感器发生故障，需要厂家校准或更换。

2.5.3 故障处理

检查发现测压管内有水堵塞。用压缩气体吹出积水后，测量压力恢复正常。