呼吸机的气路图分析与故障维修

马洁

（万源市中心医院设备科，四川 达州636350）

随着现代医学技术的发展，呼吸机在现代医学中得到广泛应用，提高了医院抢救治疗患者的技术能力，促进了医院现代化医疗技术水平的发展[1]。因此，呼吸机的运行状态关系到患者的生命安全和医疗质量的安全等级，也关系到医院抢救治疗患者的水平能力，临床工程师在工作中要确保呼吸机处于待用状态，保障其使用过程中的安全性和有效性[2]。气路图是呼吸机的重要组成部分，分析了解呼吸机的气路图有利于提高呼吸机的维修能力，现就呼吸机的气路图分析和故障维修案例进行简单分析，以供参考。

1 气路图分析

呼吸机主要由气路、电路和控制三大部分组成，气路图分析是呼吸机维修的基础，气路原理是呼吸机气路分析的核心内容，首先呼吸机根据医护人员设定的各类呼吸参数通过各类传感器进行检测后，将检测的信号与目标信号作比较，然后通过相关处理，计算出电磁阀驱动电路的驱动电流，通过电磁阀驱动电路的驱动电流的反馈情况来控制比例电磁阀的打开状态，从而为患者提供精准的呼吸气体。如果呼吸机气路发生故障，轻则影响患者的抢救效果，重则发生医疗事故，因此掌握呼吸机的气路分析是至关重要的，图1为泰科PB840呼吸机气路系统原理图[3-4]。

图1 泰科PB840呼吸机气路系统原理图

呼吸机的气路图大致可以分为三大类，分别是吸入模块、患者管路和呼出模块[5-6]。吸入模块通过患者管路给患者提供氧气，经患者呼出后的气体通过患者管路输送给呼吸机的呼出模块。如飞利浦V60呼吸机通过主吸气细菌过滤膜、单肢患者呼吸回路、加湿装置和患者接口如呼吸罩或ET管路将气体输送至患者[7]。其气体输送系统如图2所示。

图2 飞利浦V60呼吸机的气体输送系统

1.1 吸入模块

吸入模块以典型机型泰科PB840呼吸机为例，其氧源经过滤器F3过滤，输送给压力开关PS1，氧源经压力开关PS1检测后输送给稳压器REG1进行稳压，稳压后输送给流量传感器Q1，随后通过比例电磁阀PSOL1和空气混合，输送给控制阀CV3和氧电池进行检测和控制，最后输送给患者。

压缩空气经接水杯WT1去掉多余的水份，经单向阀CV2和CV4后输送给稳压器REG2进行稳压，稳压后输送给流量传感器Q2进行流量检测，然后输送给比例电磁阀PSOL2和氧气混合，输送给控制阀CV3和氧电池进行检测和控制，最后输送给患者。

1.2 患者管路

患者管路就是连接呼吸机和患者的管路，是吸入模块和呼出模块的必经之道。气源通过过滤器进入湿化器进行湿化和加温，再通过积水杯输送给患者。患者呼出的气体经接水杯后输送给呼吸机的接水杯进行过滤和收集水份，防止患者之间的交叉感染。

1.3 呼出模块

呼出模块还是以泰科PB840呼吸机为例，经患者呼出的气体经接水杯ECV后依次经过过滤器F9过滤、控制阀CV5进行加热控制和流量传感器Q3进行流量检测，检测后经呼出阀PEEP阀排到空气中去。在呼出模块中的SOL2的作用是控制压力传感器PE呼出气体的气压。

2 故障维修

2.1 故障一

2.1.1 故障现象

飞利浦V60呼吸机潮气量小。

2.1.2 故障分析与处理

经分析，飞利浦V60呼吸机会比较每次呼吸的吸气和呼气潮气量，如有差异将被假定由意外回路漏气引起[8]。根据故障现象，多次不断调节潮气量参数设置，但呼吸机的潮气量都很小，达不到使用要求。将呼吸机设置机器自检，多次测试，涡轮压力均在正常范围，说明呼吸机的涡轮工作正常，能提供足够的涡轮压力，初步怀疑空氧混合器故障。

进一步分析，V60呼吸机侧面有滤网，滤网应定期清洗，并每一季度更换一次。于是检查呼吸机滤网，发现滤网灰尘堆积过多，将滤网清洁后安装测试，故障依旧，打开呼吸机，检查空氧混合器，发现空氧混合器内部有灰尘污染，由于空氧混合器的内部灰尘不能清洁，需更换空氧混合器。更换相同型号的空氧混合器后开机测试，调节潮气量参数，呼吸机潮气量输出大小正常。

2.2 故障二

2.2.1 故障现象

迈瑞SV600呼吸机氧电池浓度校准失败。

2.2.2 故障分析与处理

根据故障现象，呼吸机氧电池浓度校准失败，怀疑氧电池失效，更换氧电池测试，故障依旧。经分析，该机由VCM和VPM模块从氧电池处获取AD值信号，正常情况下氧电池浓度越高，AD值就越高。经观察，更换氧电池后，VCM和VPM模块从氧电池处获取AD值反而低于更换氧电池前获取的AD值，这说明，VCM和VPM模块分别对应的独立电路板均出现故障，但这种情况的可能性基本为零，不应当作为维修时的考虑因素。

进一步，进入主菜单，选择厂家维护，选择数据监测，进入VCM界面，查看“氧浓度”值，将氧电池直接放置在空气中时，测得的AD值为397，氧浓度为20%，与大气中21%的氧浓度值相近。由此判断VCM和VPM模块正常，氧电池均正常。将故障机推到在于呼吸机的氧源测试，呼吸机故障消失，初步判断新安装的中央供氧系统的氧气接口与空气接口接反，将呼吸机连接到空气接口处测试，故障未发生，通知相关人员对调接口后，开机测试运行正常，故障排除。

2.3 故障三

2.3.1 故障现象

迈瑞SV600呼吸机在使用中报“机械通气不可用”故障。

2.3.2 故障分析与处理

重新更换呼吸管路，重启机器进行自检，故障依旧，根据故障现象，进入维修菜单，选择诊断测试，选择数据监测，查看各个传感器的监测值，检查发现吸气压力传感器采样值与实际值均异常，超过正常范围值，其他均正常。请教厂家工程师后，怀疑传感器转接板故障，更换传感器转接板后开机测试，故障依旧。上述维修过程说明传感转接板完好无故障，请教厂家工程师后，拆开呼吸机，检查传感器与通讯板之间的线路连接是否正常，检查未发现明显的故障现象。将传感器连接到主电路板的连接线重新插拔，安装完毕后开机测试，代码消失，故障排除。

2.4 故障四

2.4.1 故障现象

泰科PB840呼吸机报病人潮气量偏低。

2.4.2 故障分析与处理

根据故障现象，设定呼吸机的潮气量为450 mL/h时呼吸机潮气量显示为300 mL/h，但显示状态正常。检查呼吸机管路无漏气现象，进入维修模式重新做快速自检（Short Self Test，SST）和扩展自检（Extended Self Test，EST）时均不能正常通过[9]。初步怀疑呼吸机的呼出模块故障，呼出模块的气路图分析已经在文章中做了介绍。经观察，当氧流量传感器Q1为120 L/h时，呼出流量传感器Q3为85 L/h；当空气流量传感器Q2为120 L/h时，呼出流量传感器Q3为85 L/h，说明呼出流量传感器Q3损坏异常，更换相同型号的流量传感器Q3后开机测试，故障消除。

2.5 故障五

2.5.1 故障现象

北京谊安590呼吸机报空气流量不足提示。

2.5.2 故障分析与处理

北京谊安590呼吸机是一款治疗性呼吸机，采用屏机分离技术，方便灵活监测，能有效降低交叉感染。根据故障先分析，观察压缩机正常运行，检查压缩机中的管路和接口未发现漏气现象，调节压力阀和流量阀，故障现象依旧。根据压缩空气的输送路径对比每一个气路元件的输入和输出量进行故障确认，排查中发现压缩空气经过滤水杯后出现异常。

仔细观察滤水杯，发现滤水杯中的内芯有污染的状况，怀疑滤水杯故障造成的空气流量不足报警提示，因为呼吸机在运行过程中，压缩空气的压力过低后会触发呼吸机自动报警装置，于是更换滤水杯测，呼吸机报警解除，故障排除。

3 质量控制

呼吸机属于高风险的生命急救支持类设备，维修后应按照卫生行业相关标准院感科的要求做好清洁、消毒，并在使用过程中做好呼吸机的使用情况，详细记录使用过程中出现的故障现象和维修结果，如发生不良事件，应定时上报[10]。维修呼吸机后，应对呼吸机做好性能参数测试，测试的内容包含但不限于使用专业的质量检测设备和电气安全检测设备按照相关标准对呼吸机的各类参数据检测和电气安全检测，检测不合格的呼吸机不得继续使用，直至检测合格方可投入临床使用[11]。

加强风险管理是做好呼吸机质量控制的关键因素，呼吸机的风险管理工作与呼吸机的运行状况存在比例关系，当呼吸机出现故障后，临床工程师应在最短时间内将故障排除，保障呼吸机的正常使用，在最大程度上减低风险因素，提高呼吸机的使用安全性[12]。呼吸机进行大修后，应按照呼吸机的使用说明书要求、国际标准GB 9706.28—2006和JJF 1234—2018《呼吸机校准规范》等进行校准，校准不合格的呼吸机禁止使用[13-14]。

4 结束语

呼吸机是医院用于抢救治疗患者的高风险类医疗设备，呼吸机的运行情况直接关系到患者的生命健康安全，是引起不良事件等医患纠纷的原因之一[15]。临床工程师是保障呼吸机安全运行状态的主要力量，在日常工作中，应提高排除呼吸机故障的技术本领。维修呼吸机时，要借助呼吸机的工作原理、结构组成和气路图分析，根据气路的走向，结合呼吸机报警提示，逐一排除个组件是否存在异常情况。如呼吸机发生故障后，应借助呼吸机的气路图分析流程，快速地排除呼吸机故障，这种排除故障的方法可供临床工程师在日常维修中进行参考。