PB840呼吸机维修案例分析

郑州大学附属郑州中心医院 医疗设备科，河南 郑州 450000

引言

随着医学技术的不断发展，呼吸治疗逐渐成为了呼吸病学或重症医学中非常重要的内容，关系到危重症患者和慢性肺康复患者的生死存亡[1]。呼吸机作为该学科不可或缺的医疗设备，能够起到预防和治疗呼吸衰竭，减少并发症，挽救及延长病人生命的重要作用[2]。作为一项能人工替代自主通气功能的有效手段，呼吸机已普遍用于各种原因所致的呼吸衰竭、大手术期间的麻醉呼吸管理、呼吸支持治疗和急救复苏中，在现代医学领域内占有十分重要的位置[3]。美国Puritan Bennett 840（以下简称PB840）呼吸机是该类设备中典型的代表，它具有良好的人机交互界面，功能强大，操作快捷简单，自检维修快速方便[4]。熟练掌握该设备的结构原理和故障检修方法，可对迅速排除故障、消除呼吸机隐患和延长呼吸机寿命起到事半功倍的效果[5]。

1 设备基本结构与原理

PB840呼吸机主要由图形用户界面（Graphical User Interface，GUI）、 呼 吸 释 放 单 元（Breathe Deliver Unit，BDU）、后备电源（Backup PowerSupply，BPS）及空气压缩机构成[6]，见图1。

图1 PB840呼吸机结构框图

GUI由GUI CPU板、LED PCB板、触摸框板、背光板、按键板、LCD液晶屏及报警器等电路系统组成，主要用于接受用户对呼吸参数的输入和对患者监测参数的显示，以及对BDU进行监测与通讯[7]。BDU由电源模块、母版、BDU CPU板、AI板、吸气模块及呼气模块组成，主要用于提供患者呼吸的气体并进行监测[8]。BPS由两个12 V铅蓄电池和充放电电路板组成，用于为呼吸机提供BPS。空气压缩机由压缩泵、过滤器、散热器、水汽分离器、干燥棒、电磁阀、储气瓶及控制板等构成[9]。

PB840呼吸机采用了双CPU微电脑控制，具有功能完备的自检程序，可以通过查看系统诊断日志、系统信息日志、EST/SST故障代码来确定故障发生的原因及部位，因此了解和掌握PB840的工作原理与维修方法对解决该机的故障起到关键作用[10]。

2 故障分析

2.1 故障一

2.1.1 故障现象

开机呼吸机上半屏显示“系统错误”“硬件报警，不能确定送气状态”，下半屏显示“呼吸机故障，不能设置患者参数”，机器无法正常使用。

2.1.2 故障分析与解决

机器重启，尝试进入EST自检维修模式，发现该机器无法进入该模式；查看上半屏的“呼吸机配置”，发现GUI序列号和BDU序列号全为“X”，怀疑GUI与BDU的通讯有问题；查看上半屏的“System Diagnostic Log（系统诊断日志）”，显示故障代码“ZB0086:Init Loss of BD communication”；查看上半屏的“System Information Log（系统信息日志）”，显示故障代码“S00010:Settings Transaction Failed”；综合上述信息得知：GUI与BDU的通讯丢失。GUI与BDU的通讯通过同轴电缆和GUI主板上的通讯芯片83C92A来实现（图2）。首先测量同轴电缆线正常，则怀疑通讯芯片83C92A的问题，更换该芯片，然后重启机器尝试再次进入EST自检维修模式，发现可以顺利进入该模式了，运行各项EST均通过，机器运行正常，故障排除。

图2 GUI主板局部图

2.2 故障二

2.2.1 故障现象

开机呼吸机下半屏显示“无法设置患者，呼吸机故障”，“SST不被允许，需要维修”，提示“use Service Mode to correct serial number”（使用维修模式更正序列号），机器无法正常使用。

2.2.2 故障分析与解决

PB840呼吸机的GUI CPU板上存有GUI的序列号（serial number，简称SN号），BDU CPU板上存有BDU的SN号，这两个SN号亦储存在AI板上的Data Key上，并且GUI SN号和BDU SN号与Data Key上储存的SN号必须一致机器方可正常工作，单独更换GUI CPU板或BDU CPU板或Data Key任意一个均不可以[11]。

根据故障现象提示机器的序列号出现问题，重启机器执行EST操作进入维修模式，下半屏出现故障提示“Invalid Data Key Format”如图3所示，怀疑此Data Key故障，机器无法读取此Data Key，将此Data Key装到一台正常的呼吸机上执行EST看是否可以读取，发现故障现象一样，也不能读取此Data Key，将正常呼吸机上的Data Key装在此故障呼吸机上执行EST看是否可以读取，发现可以正常读取Data Key上的SN号，说明此故障现象就是Data Key所引起的。接下来就是想办法如何维修了，由于无法找到与此故障Data Key上的SN号一样的Data Key，只有通过刷机重做系统的方法解决了。先找到一个闲置的Data Key更换掉此故障Data Key，然后给该机器刷机重做系统，使GUI SN号和BDU SN号与Data Key上的SN号一致，完成后该机器可以正常工作了，故障排除。

图3 Data Key故障提示

2.3 故障三

2.3.1 故障现象

一台使用空气压缩机为空气气源的呼吸机，开机后空气压缩机不启动，呼吸机报警提示“NO AIR SUPPLY”。

2.3.2 故障分析与解决

空气压缩机的结构框图如图4所示，空气经过过滤器F12进入压缩泵，然后经过散热器和风扇降温，再经过水汽分离器、干燥棒过滤水分，经电磁阀SQL3后一路进入储气瓶，一路经过F10、F11过滤器过滤颗粒后供给主机[12]，控制板上的压力传感器监测此处压力，当压力小于22.5 psi时，反馈给AI板，AI板控制空压机控制板上的继电器吸合，供给泵220 V交流电，泵启动，SQL3不动作；当压力达到27 psi时，储气瓶将会充满气体，继电器断开，泵停止工作；若压力超过27 psi，SQL3动作，释放过高的压力；此过程随着压力的波动反复循环。

首先测量呼吸机供给空压机的220 V交流电正常。怀疑空压机故障，拆开空压机，测量其控制板的输入端AC 220 V正常，而继电器没吸合，未能供给泵220 V交流电，泵无法启动；单独测量继电器，发现继电器正常，并无故障。经过仔细观察发现泵的进气端过滤器F12已变黑，水汽分离器水杯内积满了水，拆开水杯发现底部有堵塞物导致水无法排出，怀疑大量水进入后端干燥棒而导致其失效，继而水会通过管道进入控制板上的压力传感器。拔掉压力传感器上的软管，发现压力传感器里已有白色水垢，怀疑压力传感器因进水而损坏。由于无法监测压力反馈给AI板来控制泵的启动，所以拆下控制板，取出压力传感器（图5），测量发现压力传感器已损坏，更换同型号压力传感器，装回控制板，同时更换掉已失效的过滤器、干燥棒[13]，清理积水杯，最后开机泵正常启动，呼吸机正常工作，故障解除。

图4 空气压缩机结构框图

图5 空压机控制板

3 讨论

呼吸机作为临床急救和生命支持设备，在综合性医院得到了广泛的应用，其在使用过程中存在一定的风险，如何保障全院呼吸机的安全有效运行，成为了医院设备管理的重中之重[14]。PB840呼吸机有比较完善的自检功能，同时提供各种系统日志可供查询，包括系统诊断日志、系统信息日志、EST/SST诊断日志等[15]。日常维护保养中应熟练掌握这些系统自带的强大功能，才能更快更准确地找到故障部位，为医院节省更多人力、物力及财力[16]。同时，临床科室在使用机器时也要做好日常的维护清洁工作，比如及时倒掉积水杯内的水分，定期擦拭屏幕，定期更换呼出端过滤器，定期检查设备带空气端口出来的空气中是否含有油或水分，如果有应及时联系相关部门清理，以免油或水分进入呼吸机内造成吸入端流量传感器或电路板的故障，维持好呼吸机良好的工作环境，这些措施对降低呼吸机的故障率和保证机器的稳定运行起到非常重要的作用[17]。