ArjoHuntleigh ENTERPRISE 3000B 多功能监护病床的维修实例与改进建议

陈双双，冯靖祎

浙江大学医学院附属第一医院医工信息部 （浙江杭州 310003）

病床是在对患者诊断、治疗或监护中，用以支撑患者身体，使其保持临床所需体位的医疗设备[1]。病床作为医院内数量最多的医疗设备，也是医院医疗设备维护的重点。本研究以英国ArjoHuntleigh ENTERPRISE 3000B 多功能监护病床为对象，分析其在我院的使用情况，通过对其典型故障进行分析并提出解决方案，探讨其设计缺陷，同时结合标准YY 0571-2013《医用电气设备 第2 部位：医院电动床安全专用要求》向电动病床生产企业提出改善产品质量的建议。

1 监护病床使用现状

美国、日本等发达国家对多功能监护病床的研发较早，经过长期发展，其研制的监护病床机械结构设计较合理，功能配置较齐全[2-4]。当前主流监护病床来自美国史赛克、美国Hill-Rom、日本八乐梦、英国ArjoHuntleigh、捷克Linet 等生产厂家。我院主院区有额定床位2 500张，其中包含监护病床200余张，分布于综合监护室、外科重症监护室、急诊监护室、肝胆胰外科、血液净化中心、干部保健中心等科室。其中，近一半为英国ArjoHuntleigh 的监护病床，该型号病床能够调节靠背、膝盖的高度以及病床的整体高度，可为重症患者在护理过程中调整所需的多种体位（包括特伦德伦伯格卧位等），且具备手动CPR 功能，能较好地满足重症看护的护理需求。

2 监护病床故障分析

我院每年对监护病床进行预防性维护，执行外观检查、性能检查、附件检查与电气安全质控工作。本研究讨论的ArjoHuntleigh ENTERPRISE 3000B 监护病床故障率相对较高，主要有病床背板升降故障、整体升降故障、腿部升降故障、噪声异响、人为因素故障等。本研究选取了其中发生率较高的故障进行分析并给出解决方案，旨在为临床工程师提供参考，并为国产医疗病床生产企业提供借鉴。

2.1 故障案例一

2.1.1 故障现象

ArjoHuntleigh ENTERPRISE 3000B病床（图1）背板保持在最大角度（70°），控制手机无法调节背板角度。

图1 ArjoHuntleigh ENTERPRISE 3000B 病床结构

2.1.2 故障分析

该病床背板升降的基本原理为：如图2所示，电源给控制盒供电，当按下控制手机上的升降按钮（⑭/⑱），控制手机下达升降命令到控制盒（④），控制盒解析信号后给电机供电（⑨），电机控制内部机械结构，实现背板支撑杆的线性伸缩，进而实现背板角度的调节。

通过分析病床升降的工作原理可知，导致病床背板无法工作的原因可能有以下几点：（1）电源故障（①）；（2）控制手机故障（⑭/⑱）；（3）控制盒故障（④）；（4）背板电机故障（⑨）；（5）传输线故障（⑫/⑰/⑥），信号未能成功传输。

图2 ArjoHuntleigh ENTERPRISE 3000B 病床电力组件布局图

2.1.3 故障排除

维修人员尝试使用CPR紧急释放手柄，无法将病床背板降低，可以判断电机内部存在机械故障；按下控制手机上的“背板下降”按钮，背板没有下降，但是可以听到电机在运转的声音，由此可以排除电源故障、控制手机故障和传输线故障；按下“背板上升”按钮，背板没有上升，但是依旧能听到电机在运转，理论上目前病床背板已经处于最大角度，电机不会运转，由此判断是电机主板或者控制盒故障。

维修人员拆开电机外壳，查看内部的机械结构及控制电路（电机的机械工作原理如下：螺母的内螺纹和螺杆相啮合，由电机驱动螺母转动，从而实现螺杆线性伸缩，实际上是一个将旋转运动转换为线性运动的过程），螺杆无法回缩，可能原因是螺母与螺杆脱离移位导致无法工作；将螺杆部分拆开，螺母与螺杆移位，恢复螺杆与螺母至正常位置，接上电源测试，螺杆可以实现正常伸缩，电机内部机械故障得以排除。

病床电机的电路工作原理如下：电机主板给电机供电驱动电机旋转，经由齿轮带动螺杆伸缩，另有限位板（图3）位于螺杆部位用于监测电机螺杆伸缩的长度，通过5个贴片式轻触开关来监测螺杆的伸缩位置，螺杆伸缩到最短时引脚R-引脚B 呈导通状态，伸到最长时引脚R-引脚G 呈导通状态。经过测试分析，该故障相关的最大角度限位开关是R-G 轻触开关，通过万用表检测该轻触开关，发现其工作正常，意味着当电机螺杆升至最大值时可正确传递R-G 导通信号，由此排除电机主板故障。

图3 ArjoHuntleigh ENTERPRISE 3000B 病床电机限位板

接下来，维修人员排查控制盒的主板是否存在故障，拆开控制盒，可见变压器和电源控制板（图4），交流电输入220 V 经由变压器输出34.6 V 至电源控制板，控制板上4组继电器分别控制4个电机（背板电机、膝盖弯曲电机、整体升降电机和倾斜电机）的升降。经分析，控制盒控制背板升降工作原理如下：控制盒上的引脚2和3分别对应电机主板上的R-G 最大角度的轻触开关，引脚5和6则负责给电机供电，背板上升时，如果电机螺杆未伸到最长，R-G断开，引脚2和3处于未导通的状态，引脚5和6输出24 V电压供电，电机工作；如果电机螺杆伸到最长，则R-G 导通，引脚2和3处于导通状态，而引脚5和6停止输出24 V电压，电机停止工作。因此，在引脚2和3导通的状态下，引脚5和6输出电压为零；为验证上述推断，且避免再次损坏电机，直接将2和3短接，在此状态下按下控制手机，给病床背板上升的信号，测量引脚5和6的输出电压，经测量5和6有24 V 电压输出，由此，可以判断控制盒主板确实存在故障；拆开控制盒，将两组控制背板升降的继电器拆下检查故障，发现控制背板上升的继电器下方主板缺失一个焊盘，未能传递背板极限信号；采用跳线方法维修主板后，病床背板停留在最大角度无法调节的故障得以修复。

2.2 故障案例二

2.2.1 故障现象

监护病床背部靠板能够抬起，但不能放下，控制手机向下按钮无效。

2.2.2 故障分析与排除

图4 ArjoHuntleigh ENTERPRISE 3000B 病床电源控制板

根据故障现象，推测原因为控制盒故障，为验证推断，用正常控制盒替换，发现电机可正常升降，由此确定为控制盒故障；由于控制板上4组继电器分别控制4个电机，一个继电器控制上升，另一个控制下降，推断故障是由控制电机下降的继电器损坏所引起，拆下更换同规格继电器后故障排除，病床背板可正常升降。

2.3 故障案例三

2.3.1 故障现象

监护病床在升降的过程中发出异常噪声，影响患者休息。

2.3.2 故障分析与排除

YY 0571-2013《医用电气设备 第2部分：医院电动床安全专用要求》[5]中26.101对于电动病床的振动和噪声提出了相应要求，即应满足在载有安全工作载荷时的运动噪声在1 m距离处，不应该超过65 dB。噪声的发生可分为2种情况，一种是病床整体上升或下降的过程中发出噪声，另一种情况是病床的背板抬起时发出噪声。

病床整体升降调节的过程中，床体X 型支架在上下平行的2组轨道里滑行，由于轨道是开放环境容易堆积灰尘，时间久了灰尘会在轨道两端堆积阻碍X 型床架的移动，从而发出噪声。解决及预防方法为定期清除轨道灰尘，并用防尘润滑油保护轨道；该病床的X 型支架设计存在易积灰尘的缺陷，如果轨道设计为非开放环境，可以有效避免噪声的发生。

病床背板升降调节的过程中发出的噪声，是由于病床背板与外围床架之间发生摩擦而形成的。对于正常病床而言，这两者之间是存在一定间隙不会相互摩擦的。当病床在使用过程中承受不平衡的负荷之后，会造成病床偏移向一侧，久而久之间隙减少直至相互摩擦产生噪声。这种故障较难彻底修复，因此病床使用过程中应避免长期受力不平衡。

2.4 故障案例四

2.4.1 故障现象

病床在无任何控制的情况下，腿部自动升起。

2.4.2 故障分析与排除

维修人员根据经验分析，通常是由于电路板进水引起的误触发，为确定故障原因，尝试替换控制盒及控制手机均未能解决问题。在排除了控制盒、控制手机、三通线故障后，故障原因定位到护理人员控制面板（attendant control panel，ACP）。在ACP 上配置旋转锁定开关，可以实现以下3种锁定功能：腿部提升锁定、医用电动床高度锁定、背板角度锁定。所有控制手机的控制信号经过T 型三通线传递到ACP 装置，再传递给控制盒，进而控制电机的运转。

维修人员拆开ACP 装置，发现主板上一个接口模块布满液态水珠，拆开接口模块发现内部金属触脚也有水渍，该接口模块与T 型线连接，推断由此引起误触发，将ACP 进行彻底干燥处理后装回病床使用，未再出现病床自动升起的故障。

由于ACP装置被安装在监护病床的左侧、大腿床段下方，与水平面呈45°朝上安装，T型三通线与ACP的接口呈斜向上45°，且由于接口朝上的安装位置容易积液，液体进入ACP装置对电路造成影响，从而引发该类故障。该病床的说明书中标称“防危险进液的保护”为IPX4，根据GB/T 4208-2017《外壳防护等级（IP）代码》[6]对各防护等级的规定，IPX4为防溅水，向外壳各方向溅水无有害影响（IPX3为防淋水，IPX5防喷水，IPX6防强烈喷水），显然该型号监护病床的液体防护是有待改进的。

3 总结与讨论

该款病床已在我院使用6年，故障率较高，曾发生过2次不良事件，2016年7月出现1次控制盒烧毁故障，9月同样故障再一次发生，且2次被烧毁的控制盒均为原出厂配件未经维修，推断控制盒烧毁与电池相关，之前的继电器故障也与备用电池相关。2016年将全院所有该型号病床的备用电池拆除，2017年之后继电器故障相关维修明显减少。

本研究对该款病床较为常见的故障进行了分析及排除，现对照标准YY 0571-2013《医用电气设备 第2部分：医院电动安全专用要求》，提出几点改进建议：（1）关于防水等级，由于45°朝上的接口设计容易积水从而损坏病床，这使得该型号病床不能完全满足IPX4的防水等级；（2）除对新病床的运动噪声进行测量外，建议标准还应考量病床设计方式是否能在有效使用年限内满足噪声要求；（3）标准要求在电网电压中断的紧急情况下，靠背下降和头仰卧位必须能实现（52.5.102）。本研究该型号病床的不良事件及诸多故障均与电池的配置有关，电池是否必需，电池的质量该如何进行保障和监督均是值得生产企业和监管部门需要思考的。

电动病床属于二类医疗设备，是应对其安全性、有效性加以控制的医疗设备[7]。电气设备的安全问题应是产品设计的核心问题，生产企业应该严格遵守有关标准规定，加强企业内部质量管控，为用户生产安全可靠的医疗设备。