纽邦E360呼吸机故障分析及处理3例

王佳琦，凌怡，单帅

中国人民解放军联勤保障部队第989医院 医学工程科，河南 洛阳 471031

引言

呼吸机是一种能代替、控制或改变人体正常生理呼吸，增加肺通气量、改善呼吸功能、减轻呼吸功消耗、节约心脏储备能力的装置[1]，是延长患者生命、争取抢救时间的重要工具，常用于ICU、急诊科、麻醉复苏室等[2-4]。纽邦E360 呼吸机是一种可用于儿童和成人的有创通气、辅助无创通气的电控气动型呼吸机，比传统呼吸机气体混合系统具有更精确的空氧混合度[5-6]。使用者可以选择各种通气功能，监护峰压、平均压和基线压，并带有全面的报警功能，以提醒临床医师注意各项指标是否在预置范围内[7]，其性能稳定、可靠、操作简便、自动化程度高，在大中型医院得到广泛应用[8]。我院自2007 年先后购进30 余台E360 呼吸机，现已步入故障频发期，笔者针对该型呼吸机在长期使用后出现的3 例罕见故障现象、故障产生原因及处理方法等相关经验进行总结，供医学工程技术人员参考、探讨。

1 设备基本原理及结构

不同型号的呼吸机，其结构、原理也存在异同点[9]，纽邦E360 呼吸机由主机部分和空气压缩机部分组成，主机面板中央的触摸式监视器显示监测到的呼吸波形和数据，监视器周边排列着呼吸参数设置按键，观测直观，控制简捷。

E360 呼吸机气路（图1）部分主要由三个伺服阀，三个流量传感器、四个压力调节阀、四个电磁阀和五个压力传感器构成，粗箭头为气体流向，其中虚线框下半部分为吸气系统，上半部分为呼气系统。电路部分主要由电源、主板、模拟板、电脑板和显示板构成，主板上2 个16 位微处理器分别用于控制和检测，控制3 个伺服阀，4 个三向电磁阀、断电报警等，提供与模拟板、显示板、电脑板的通讯接口，呼吸机所有校准参数、软件版本均存储在主板上。

E360 呼吸机具有容量控制、压力控制、压力/容量双控制通气、A/C 辅助、同步间歇指令、自主呼吸、BI-PAP双相正压通气等通气模式，其中双控模式功能是根据设置的潮气量和当前的肺顺应性自动调节吸气流量，增加人机协调性，降低人机对抗时气压伤的危险，从而增加通气的有效性[10]。

图1 E360呼吸机气路结构

2 故障研究

2.1 故障一

2.1.1 故障现象

正常开机，自检出现“CMOS checksum error-Defaults loaded”错误信息，提示点击F1 键进入系统，通过外接键盘连接至主板，点击F1 键呼吸机可正常启动进入系统，当重启后故障依旧。

2.1.2 故障分析及解决方案

呼吸机自检出现“CMOS checksum error-Defaults loaded”提示，即CMOS 检测出现错误，该提示考虑为主板BIOS 设置出现故障，无法加载默认设置。正常开机，点击键盘DEL 键进入BIOS 设置，选择LOAD BIOS DEFAULTS 选项，回车BIOS 将恢复默认设置，重启后故障依旧，证明BIOS 设置无法被记忆，怀疑主板CMOS 电池亏电导致设置读取失败，用万用表测量主板CMOS 电池电压仅为1.3 V，正常电压应为3.6 V，该电池设计为不可拆卸式，只能通过改装外置电池的方法供电：首先将JP1 跳线2&3 改为1&2（图2），调整电池供电路径，随后将准备好的外接3.6 V 电池（确定好正负极）安装至J1位置（图3），重启后呼吸机会再次出现错误提示信息，这时点击F1 键呼吸机通过自检正常启动，此后经过多次重启验证均能正常进入系统，故障排除。

2.2 故障二

2.2.1 故障现象

呼吸机通气时出现连续多次吸气，随后呼气一次的故障现象，并提示红色高级报警：“高气道压”。连接模拟肺，设定400 mL 潮气量，呼吸频率12 次，开始通气，呼吸机吸气一次停顿后再次吸气，共吸气三次，模拟肺已接近满载，随后呼气一次，且全程无触发通气。

图2 电池供电跳线

图3 电池改装

2.2.2 故障分析及解决方案

呼吸机出现多次吸气，三次吸气量接近1200 mL，随后呼气一次，能正常吸气但不能正常呼气，可判断为呼气系统故障，此故障常见为呼气阀瓣膜粘连未能正常打开、堵塞或呼气控制组件损坏。该机呼气阀为主动呼气阀，阀的开合和peep 控制是通过呼气阀文氏管射流组件进行控制，空氧混合气体在送入减压阀之前由一根小管路连接到一个空氧切换电磁阀，然后通过呼气压力调节阀进入呼气伺服阀，作为文氏管工作流体[11]。呼气阀位于主机左下方，经拆卸检查发现呼气阀瓣膜正常无阻塞，有部分粘连且阀内有大量雾化药物沉积，清洗后重新安装，开机测试故障依旧，可确定故障点应在呼气控制组件上。打开机箱盖检查呼气气路，呼气阀经一根蓝色粗管与呼气伺服阀相连接，正常通气时测量呼气伺服阀工作电压为5 V 无偏离，且与呼气时间吻合，由此可判定该故障原因为呼气伺服阀出现阻塞或卡死，导致呼气无法触发，而“吸气三次，呼气一次”的故障现象实际是气道压力过高导致安全电磁阀的释放。将呼气伺服阀拆解，调试气压弹片并清洗阀腔，重新安装后通气正常，故障排除。

2.3 故障三

2.3.1 故障现象

开机正常，在完成3～6 个通气周期后显示红色高级报警：空气伺服阀漏气，并伴有氧气浓度偏高及潮气量偏低现象。

2.3.2 故障分析及处理

通过报警情况，可明确故障点在空气伺服阀。伺服阀是E360 呼吸机核心部件，有空气端和氧气端两个，该伺服阀属于电-气伺服阀，原理是根据输入电流的大小来控制通过气体的流量，控制系统通过校正程序，建立一个电流大小和通过气体流量的关系表，通过查表方式能够快速地调节通过气体流量，该表和伺服阀是一一对应的[12]。其作用是根据用户设置的潮气量、氧浓度等参数，控制空气和氧气的进气量，达到设置的供气参数，如果空气伺服阀漏气将直接影响潮气量和氧浓度，进而影响病人的生命安全。开机进入工程师模式做D1 气动阀校正，报漏气大于50 mL，无法校正，漏气大于50 mL 说明空气伺服阀存在关闭不全或机械故障。咨询厂家答复只能整体更换，为节约成本我们尝试维修，伺服阀拆卸较为复杂，其供电线路在前面板，气路连接在后机箱，需要前后都拆卸才能将伺服阀分离出来。因该阀在出厂前已做好调试，所以在拆卸阀体时一定要做好定位标记，阀体安装不到位可导致伺服阀通气量的严重偏差，甚至出现完全封闭或完全开放状态（在维修过程中都有发生）。拆卸后检查阀内有大量锈迹，阀体腐蚀缺损，用酒精擦洗并用细砂纸打磨平滑。随后将阀体安装至标记位置（切记上紧定位螺丝）。开机测试，通气正常，故障排除。

3 讨论

我院前期购买的10 多台E360 呼吸机大部分都出现了“开机自检错误无法进入系统”故障，并有6 台机器出现“连续多次给气无呼气”故障，分析故障原因，可归结于设备元器件失效老化所致。“伺服阀漏气”故障集中于2007～2011 年购进的呼吸机中，引起该故障的主要原因为压缩空气所产生的水气未能及时排出或处理不充分而进入气路导致的。2011 年后厂家在空气供给端改进自动排水装置，并在内部管路中增加水气过滤器，此故障目前鲜有发生。由于呼吸机属于生命支持类仪器，通常需要长时间工作，故障率也会较高，维修时必须严格谨慎[13-14]，根据系统报错信息，从外置部件到内置部件，从软件到硬件，逐一的进行故障排查和分析[15-16]。对于已使用多年的呼吸机，做好预防性维修是保证设备良好运行的重要方法，呼吸机在使用前均要进行全面的故障检测[17]，这些措施对降低呼吸机故障率保障呼吸机稳定运行起到非常重要的作用[18]，能够有效的提高设备使用率并延长设备使用寿命。