德尔格Evita系列呼吸机氧浓度故障探讨

广州医科大学附属第二医院 （广东 广州 510260）

内容提要：Evita系列呼吸机氧浓度故障一般都是由于氧电池失效引起，属于典型故障。文章以Evita XL呼吸机为实例，就其日常使用中遇到的“非典型”氧浓度故障进行分析、探讨。

呼吸机能够起到预防和治疗呼吸衰竭，减少并发症，挽救及延长患者生命的作用，是临床急救必备的医疗设备，从最初的气动限压呼吸机，到现在的不断向智能化发展，呼吸治疗模式和性能也日臻完善。无论采用CMV（IPPV）、SIMV、BIPAP、CPAP、PRVC等哪种呼吸治疗模式，氧气浓度值的设置和监测都是临床关注的重点，而如何提高呼吸机氧气浓度参数的完好率也是医工人员努力工作的目标之一。

德尔格Evita系列呼吸机除了较新的Evita V300型号采用超声氧浓度监测外，其余均使用电化学氧浓度传感器，因氧电池失效而导致氧浓度偏差报警是其最常见的故障之一，但引起氧浓度故障的原因不止于此，按其成因可简单归纳为“氧气浓度配比”故障和“氧气浓度监测”故障两大类[1]。本院ICU先后购置了多台德尔格Evita XL型号呼吸机，下面以其为实例，就临床使用中遇到的“氧气浓度偏差”报警这一故障现象进行分析、探讨。

1.故障一

故障现象：呼吸机出现“氧浓度低”报警。根据以往经验，先排除是否由于氧电池失效引起，尝试对氧电池进行校准，提示标定通过，但报警如前，更换一块完好的氧电池，故障仍然未能排除。

故障分析与排除：在呼吸机送气端外接氧气浓度检测仪，分别设置不同的氧气浓度值，发现氧气浓度检测仪上的显示值和呼吸机的测量值相一致，而比呼吸机氧气浓度的设置值低了10%左右。

由以上可判断，该故障是由于呼吸机氧气浓度配比低而导致，也就是说，呼吸机送气端的氧气浓度值低于设置值，而呼吸机氧气浓度监测正常。与其他有创呼吸机一样，Evita系列呼吸机能提供精确的潮气量、氧浓度值，这些都是由核心部件“空氧混合器”去完成的。它由两个互相平衡且在物理结构上完全相间的插装式高压伺服阀组成，采用电子控制技术，通过控制信号转换成电磁杆的位移量来调节高压伺服阀（HPSV）的开关，从而控制空气和氧气的比例以及送气量。其内部结构如下图1所示。由于高压伺服阀内部采用硬度高且耐磨的红宝石作为阀球，因此也被称为红宝石阀[2]。

图1.Evita系列红宝石阀内部结构

综合以上诊断，问题很大可能出在红宝石阀上。关闭呼吸机主机电源，切断氧气源供应，提供中心供空气，将连接吸气端口的管道插入水中，发现有气泡间断冒出；重新接上氧气源，切断空气源，再将连接吸气端口的管道插入水中，没有发现气泡[3]。重新接上呼吸机主机电源，在只连接氧气源的情况下，设置100%纯氧的供气参数，呼吸机报警消失。这时在送气端外接氧气浓度检测仪，结果显示值与呼吸机测量值相一致，均为100%，处于正常的工作状态。由此证明，该呼吸机红宝石阀氧气模块密封性良好，而空气模块漏气，从而导致运行时，送气端氧气浓度配比偏低。由于设备使用不足一年，还在保修期内，通知厂家免费更换空气模块，报警消失，并作设备全面自检、密封性检查、氧浓度检测和潮气量检测，均通过，故障排除，设备重新投入正常使用。

2.故障二

故障现象：呼吸机出现“氧浓度监测失灵”报警。作标定，没有通过，更换新氧电池；再作标定，提示通过。但设置好参数，接上模拟肺后，出现“氧浓度高”报警。

故障分析与排除：根据以往经验，“氧浓度监测失灵”报警一般可通过更换氧电池去解决，为了再次确认，将旁边一台空置完好的Evtia呼吸机氧电池与这台故障机对换，故障现象没有发生转移，这台故障机报警依旧，由此可判定新换上去的氧电池是完好的。将两台机的氧电池还原，在故障机的送气端外接氧浓度检测仪，分别设置不同的氧浓度值，结果发现设置的氧浓度值与检测仪上的测量值相一致，而比呼吸机上的监测显示值低15%左右。由此可判断，“氧浓度高”报警是由于该呼吸机氧浓度监测故障所致，而与氧浓度配比无关。翻看保养维修记录，该呼吸机使用一年半，氧浓度参数一直正常，这是第一次更换氧电池，属于正常损耗周期，考虑到呼吸机氧浓度监测出错除了与设备自身监测出现故障有关外，还可能与氧电池校准过程中出现偏差有关。查看Evita呼吸机内部气路结构图（如图2所示），分析其氧电池标定过程：气体进气模块中高压氧气、空气经减压阀DRI.1、DRI.2减压至电磁阀Yl.1，它为三位两通阀，正常工作时空气通路打开，作为气路动力气源[4]。氧电池标定启动时，电磁阀Yl.1氧气通路打开，电磁阀Yl.2打开，0.4L/min纯氧经过气阻RI.3，其中一路将气动开关阀Y3.2打开（正常工作时Y3.2关闭），而另一路纯氧经氧定标阀Y3.3中的气阻R3.1后流量为递减为0.25L/min再流向氧电池，并同时使氧定标阀内的工型膜片向下运动将氧电池与通向患者气道的气体（患者吸入气流）隔绝。0.25L/min的纯氧再经气动开关阀Y3.2排出。由此可见，在上面氧电池校准中，采用上限100%校准，也就是说，不需要两点校准（空气和纯氧），只需用纯氧校准，通过的纯氧，转换出电信号对应于100%纯氧，进行氧标定。针对此特点，为了确定是否标定过程出问题，切断空气源供应，在只供纯氧的状态下，对氧电池进行标定，标定通过后，重新接上空气源，开启呼吸机，连接模拟肺，报警消失。再在送气端连接氧浓度检测仪，分别设置不同的氧浓度值，结果发现设置值、呼吸机监测值与氧浓度检测仪上的显示值相一致，设备处于正常的工作状态。这时，在连接空气源的情况下，再作一次氧电池标定，标定通过后，重新设置参数，接上模拟肺后，“氧浓度高”报警重现。

图2.Evita呼吸机内部气路结构图

图3.吸入模块

图4.密封膜片

由此可推测出，该故障是由于氧电池在校准过程中混入了空气，才导致出现氧浓度高报警。而Evita系列呼吸机氧浓度监测和标定的核心部件在呼吸机送气前端的吸气模块上，将其卸出来，如图3所示。拆开内部，细心检查其组成结构，发现工型膜片中的黑色密封膜片有裂纹、破损，如图4所示。而该膜片正是用于在氧电池标定过程中，用于隔离空气，使纯氧在密封的通道中通过用于校准。该呼吸机已过保修期，自行购买更换新膜片，在接上空气源和氧气源的状态下，对氧电池重新校准，待通过后，检测氧浓度、潮气量等参数均正常，报警消失，故障排除。最后对该呼吸机进行设备全面自检和气密性检测，均通过，设备处于完好状态，可投入临床使用。

3.故障三

故障现象：呼吸机出现“氧浓度低”报警。作氧电池标定，提示通过，但报警如前。更换一块确定完好的氧电池，问题依然存在。

故障分析与排除：可见，故障不出在氧电池上，重新装回原来的氧电池，在呼吸机送气端外接氧浓度检测仪，分别设置不同的氧浓度值，结果发现呼吸机设置的氧浓度值与检测仪上测量值相一致，而比呼吸机上的监测显示值高5%左右。由此可判断，“氧浓度低”报警是由于该呼吸机氧浓度监测故障所致，而与氧浓度配比无关。与其他采用电化学氧电池监测氧浓度的呼吸机一样，Evita系列呼吸机将引起氧浓度变化的化学信号转换成电信号，通过主电路板进行滤波、前置放大等处理后，在屏幕上显示。完成该检测的核心部件也在吸入模块上，如图3所示，它由四部分组成：氧电池、氧电池盖板（如图5所示）、与主控板连接的排线以及包括工型膜片等配件在内的气路部分。氧电池经上面验证完好，现在尝试与旁边正常的呼吸机对调氧电池盖板，结果故障没有发生转移，证明原氧电池盖板也是完好的。还原后，用万用表测量与主控板相连接的排线，该排线包括了四条小线，结果发现其中绿色小线电阻值偏大，为5Ω，其余三条小线约为0Ω。将排线从气路部分拆出来（见图6），发现绿色小线焊接点部分有氧化，导致接触不良，阻值偏大。该设备使用三年多，已在保修期外，可向厂家更换配件，但费用较高。尝试自行修复，将排线各个焊锡点重新焊接，再分别测量，均处于连通状态，重新接上，对氧电池重新校准，待通过后，检测氧浓度、潮气量等参数都正常，报警消失，故障排除。最后对该呼吸机进行设备全面自检和气密性检测，均通过，设备处于完好状态，可投入临床使用。

图5.氧电池盖板

图6.连接排线

4.讨论

红宝石阀是Evita系列呼吸机的核心部件，具有精准度高、耐用等优点，故障率极低，日常最常碰到的故障就是密封不全，导致漏气，一些经验丰富的医工人员，也尝试自行拆开进行修复。但无论是修复还是更换新的红宝石阀后，都必须对呼吸机进行全面自检、密封性检测以及对氧浓度、潮气量等参数监测，确保都通过后，方可投入临床使用；采用上限100%纯氧校准是Evita系列呼吸机的一大特点，了解其技术和工作原理是解决很多故障问题的关键。